Іноді хмари досягають просто колосальних розмірів - навіть перебуваючи на землі і дивлячись вгору з великої відстані, можна тільки дивуватися їх химерними формами і неймовірним обсягами. Для того, хто ще не отримав знань про їх природу, як і для знаючих про те, що хмари складаються з дуже дрібних водяних крапель, часто залишається незрозумілим, чому хмари не падають. Яким чином вони утримуються на небі?

Що таке хмари

Як причиною питання про те, чому хмари не падають, так і обґрунтуванням відповіді на нього буде знання про те, що ці самі хмари собою представляють. Кожна хмара – це скупчення найдрібніших частинок води в рідкому стані або у формі льоду. Розмір таких крапельок може бути зовсім нікчемним - набагато меншим мільйонної частки метра (інакше - мікрометра), так і досягати декількох міліметрів.


Однак будь-яка маленька крапля все одно важче повітря. Чому в такому випадку тільки частина вологи випадає у вигляді опадів? Як утримується в небі залишилася маса?

Чому хмари не падають

Коротка відповідь на це питання можна дати наступним чином: хмари залишаються в небі завдяки взаємодії молекул повітря з мікрочастинками води. Самим дрібним вони задають довільну траєкторію при зіткненні, а більш великі підтримують теплі повітряні потоки, спрямовані назустріч падаючим під впливом сили земного тяжіння краплях, опірні їх падіння і піднімаються в область більш низьких температур від розігрітої землі. Якщо розбирати докладніше, чому хмари не падають, то спочатку треба згадати про броунівському русі - воно характеризується хаотичним переміщенням дрібних видимих фрагментів твердої матерії, що перебувають у газоподібному або рідкому середовищі, що відбувається завдяки зміні положення частинок цього середовища, викликаного, в свою чергу, тепловим впливом. Назване на честь вченого, який відкрив цей феномен - Роберта Броуна.


Броунівський рух — безладний рух мікроскопічних видимих зважених в рідині або газі частинок твердої речовини, що викликається тепловим рухом частинок рідини чи газу. Було відкрито у 1827 році Робертом Броуном. Броунівський рух ніколи не припиняється. Воно пов'язане з тепловим рухом, але не слід змішувати ці поняття. Броунівський рух є наслідком і свідченням існування теплового руху. У броунівському русі задіяні частинки хмар, розмір яких менше однієї мільйонної частки метра. Молекули повітря штовхають ці мікрокраплі і змушують їх переміщатися по непередбачуваною траєкторією. Частинки води, що досягли розміру мікрометра і більше, не схильні до броунівського руху - вони занадто великі і важкі для того, щоб молекули повітря могли їх успішно штовхати. Такі краплі починають падати вниз під дією сили земного тяжіння. Однак опір повітря діє в протилежному їй напрямку, і його сила пропорційна швидкості руху краплі. Завдяки цьому крапля перестає прискорюватися при падінні і продовжує рухатися вниз з постійною швидкістю. Частка води, що летить таким чином, зустрічає на своєму шляху теплі повітряні потоки, які можуть сповільнити її рух, зупинити або навіть відкинути краплю вгору - в зворотному напрямку. Ось чому хмари не падають на землю. Складаються з різнокаліберних частинок води, вони утримуються в небі завдяки особливостям повітряного середовища, у якій знаходяться.

Роль опадів в житті хмар

А що відбувається з дуже великими і вагомими частинками води і краплями, не завислими в повітрі і не відкинутими його потоками вгору? Накопичившись в одному хмарі у великій кількості, вони перетворюють його в хмару й випадають на землю у якості опадів - дощу, снігу, граду або випаровуються на шляху до земної поверхні. Також у цій подорожі краплі можуть змінити свій розмір - розділитися на більш дрібні або вирости, злившись із іншими.