Андрей Гонжаленко - Ответы. Эволюция неоднородности

Четвёртый процесс: на верхние слои облака влияние оказывают космические и солнечные излучения. Они достаточны для выбивания электронов из атомов и довольно эффективно ионизируют верхнюю часть облака. Выбитые электроны даже запускают некоторое подобие цепной реакции по ионизации составных элементов облака. Полученные таким образом отрицательные заряды также находятся в основном в более крупных каплях и быстрее спускаются вниз облака, опять же дополнительно поляризуя его.

Пятый процесс – это энергия ветра, деформирующего и перемещающего части и слои облака, а также энергия восходящих и нисходящих потоков и завихрений внутри самого облака, порождённых разницей плотности его частей. Всё это вызывает трение составных элементов облака – капель воды, кристаллов льда, частичек пыли и молекул газов. В результате трения образуется статическое электричество. При этом избыток электронов также постепенно перетекает вниз облака, а положительные ионы подтягиваются вверх. И снова усиливается поляризация облака.

В результате всех пяти перечисленных процессов облако очень серьёзно электризуется, а его составные элементы связываются электрическим взаимодействием – притяжением разноимённых зарядов – в единое целое, в локализованную систему. Это единение происходит несмотря на то, что сила тяжести оттягивает нижнюю отрицательную часть облака с крупными тяжёлыми каплями вниз. И не смотря на то, что разница в плотности оттягивает верхнюю, постоянно расширяющуюся, менее плотную и более лёгкую часть облака, состоящую из мелких положительных капель и пара, вверх. Я имею в виду разницу в плотности между верхней частью облака и окружающей атмосферой на этом же горизонте. Гравитация и разница в плотности растягивают облако по вертикали, а электрическое притяжение стягивает его. Учитывая многосотметровые и даже километровые размеры облаков по вертикали, очевидно, что плотность воздуха, окружающего и подпирающего облако снизу, значительно больше, чем плотность воздуха, окружающего и накрывающего облако сверху. Давление воздуха на облако снизу значительно больше, чем давление сверху. В такой ситуации облако, как единое целое, получает возможность плавать в атмосфере, как минимум – очень-очень медленно снижаться, на считанные сантиметры за многие часы. Однако, даже при слабом боковом ветре, если облако начинает горизонтально двигаться, разница в давлении на облако снизу и сверху приводит к появлению подъёмной силы (как у крыла самолёта) и такое летящее облако способно не только не падать, но уже и подниматься вверх. Подъёмная сила возникает потому, что верхняя часть облака более расширенная и выпуклая, чем нижняя.

Очень важно понять, что одна капля, какой бы она мелкой не была, всегда будет падать вниз, и никакое сопротивление воздуха её не остановит. Не падать вниз может только огромное сообщество капель – облако – как единая система, зафиксированная электромагнитным «каркасом». Кстати, в дождевой туче, в нижней её части, в каждом кубическом сантиметре содержится примерно от 100 до 300 капелек воды, а вот в верхней части – всего по несколько капель в 1 см 3. Такая вот огромная разница в удельном весе тучи по стратам. В среднем, туча – дождевое облако – имеет объём несколько кубических километров, и в каждом усреднённом кубическом метре туча несёт от 1 до 5 граммов воды. А в перистых облаках – лишь тысячные доли грамма воды на 1м 3.

Туман – это тоже облако, но из-за приземлённой точки росы, из-за своих малых размеров по вертикали и невозможности расширяться, из-за безветрия и соответствующей слабой электризации, из-за отсутствия солнечного воздействия, из-за всего этого облако тумана не способно оторваться от земной поверхности, молекулы которой заменяют собой в данном случае молекулы нижних плотных слоёв воздуха для обычных облаков.

Теперь я сниму некоторые спорные моменты и противоречия, которые возникли между вами, Профессор и Студент, по данной теме.

При дрейфе уже сформированного облака, под ним, конечно же, не сохраняется породивший его тёплый восходящий поток от земли. Но всё равно облако продолжает получать восходящие потоки, засасывая более тёплый воздух прямо из-под себя по ходу движения. Это не какие-то выраженные восходящие потоки тёплого воздуха: а просто внизу, под облаком, воздух всегда теплее, чем вверху, над облаком.

Далее: некоторые капли в нижней части облака в любом случае не удерживаются электрической составляющей и падают вниз, даже если не создаётся условий для повышенной конденсации влаги и выпадения дождя. Но такое падение носит далеко не массовый характер, поэтому эти капли не могут насытить влагой воздух между облаком и землёй, и низкая относительная влажность вкупе с повышающейся по пути вниз температурой и сопротивлением молекул воздуха обуславливают быстрое измельчение и испарение рассматриваемых капель воды при их падении. Снизу мы даже не замечаем этого явления. Как и другого явления, при котором сверху облако постоянно прирастает новыми свежими каплями, перманентно образующимися при конденсации только что поднявшегося и расширившегося и охладившегося воздуха (именно этот воздух туча засасывает из-под себя даже при движении). Я уже говорил, что туча – это динамическая система, в том числе и потому, что она постоянна подтаивает снизу и прирастает сверху. Поэтому, даже если туча постоянно чуть-чуть проседает вниз, то визуально и фактически она остаётся на одном месте по высоте: просевший низ скапывается и рассевается, а просевший верх нарастает заново. И общая толщина тучи (высота) тоже сохраняется. Указанный процесс может быть нарушен. Если образование новых капель в верхней части тучи начинает идти слишком быстро, то туча проливается дождём. Если слишком медленно – то туча постепенно испаряется.

Вот как-то так.

– Я всё понял: тучи не падают потому, что они – не отдельные капли, они – цельные корабли!

– Может быть и чересчур образно, но верно! Кстати, пыль в нашей комнате держится в воздухе, не смотря на то, что каждая из её частичек тяжелее воздуха, примерно по тем же причинам, что и туча: из-за электризации пыли и электромагнитного взаимодействия между всеми её частичками, что превращает пыль в единый массив. Такой трёхмерно-мелко-ячеистый массив обладает огромной парусностью, поэтому очень-очень медленно оседает. Часами и сутками. Вторая причина его «зависания» – это то, что частички пыли этого массива буквально «цепляются» электромагнитным взаимодействием за соседние молекулы воздуха, ещё больше замедляя своё снижение. Ну и третья причина, это движение воздуха, перемешивающее пыль и поднимающее её снова вверх. Вызываются эти движения воздуха сквозняками (или ветром, если мы говорим про улицу), конвекцией, движением людей или животных, предметов.