Почему плывут облака

Почему облака выглядят так, как будто подвешены в воздухе, и действительно ли они плывут? И если да, то что удерживает их в воздухе?

"Это своего рода иллюзия, - объясняет Алекс Ламерс, метеоролог Национальной службы погоды США. - Это не подушка или что-то еще, что волшебным образом парит в воздухе".

Облако - это скопление капель воды и кристаллов льда. Эти капли образуются вокруг ядра конденсации облака, которое может быть пылинкой или солью, говорит Ламерс. Когда облако, насыщенное водой, становится слишком тяжелым, выпадают осадки в виде дождя, снега или града. Когда дождя нет, капли тоже движутся вниз к земле, но делают это очень, очень, очень медленно. 

Все, что падает на Землю, достигает так называемой конечной скорости, или максимально возможной скорости, когда оно свободно падает. Конечная скорость возникает, когда сила сопротивления воздуха идеально противостоит гравитации. Капли воды настолько легки, что их конечная скорость очень мала —от 18 до 36 метров в час для капли с радиусом от 5 до 10 микрон. Поскольку высота облаков в атмосфере обычно составляет тысячи метров, это небольшое смещение вниз не заметно глазу.

Ламерс сравнивает падение капли воды с пылинками, кружащимися в луче солнечного света: пылинки тоже падают, но из-за того, что они крошечные, они падают медленно. По словам Марка Миллера, профессора атмосферных наук в Университете Ратгерса, средний размер капли облачной воды меньше радиуса человеческого волоса.

Но что-то противодействует этому медленному опусканию, и именно здесь возникает иллюзия, что облака "плывут". Восходящие потоки поднимающегося воздуха удерживают слипшиеся капли во взвешенном состоянии, даже когда они постепенно падают.

"Кажется, что они плывут, потому что, по сути, они падают со скоростью, меньшей или равной скорости восходящего потока в облаке", - дает пояснение Миллер. Частицы одновременно падают и поднимаются.

Капли воды становятся индикаторами движения воздуха. То есть поднимающийся воздух подталкивает миллионы капель, формируя видимое облако. Но дело не только в этом одновременном падении и подъеме; хотя облака появляются на относительно фиксированной высоте, там постоянно происходит процесс конденсации и испарения капелек. Однако он настолько быстрый, что облака кажутся нам единым целым.