er zijn twee ingrediënten nodig om wolken zichtbaar te maken: water en kernen.
kernen
in een of andere vorm is water altijd aanwezig in de atmosfeer. Watermoleculen in de atmosfeer zijn echter te klein om zich aan elkaar te binden voor de vorming van wolkendruppels. Ze hebben een “platter” oppervlak nodig, een object met een straal van ten minste één micrometer (een miljoenste van een meter) waarop ze een binding kunnen vormen. Die objecten worden kernen genoemd.
kernen zijn minuscule vaste en vloeibare deeltjes in overvloed. Ze bestaan uit rookdeeltjes van branden of vulkanen, oceaannevel of kleine vlekjes door de wind geblazen grond. Deze kernen zijn hygroscopisch wat betekent dat ze watermoleculen aantrekken.
genoemd “wolk condensatie kernen”, deze water-molecule-aantrekkende deeltjes zijn ongeveer 1/100 de grootte van een wolk druppel waarop water condenseert.
daarom heeft elke wolkendruppel een vlekje vuil, stof of zoutkristal in de kern. Maar zelfs met condensatiekernen bestaat de wolkendruppel uit zuiver water.
rol van de temperatuur
maar het hebben van water dat kernen aantrekt is niet genoeg voor een wolk om zich te vormen aangezien de luchttemperatuur onder het verzadigingspunt moet zijn. Het heet de dauwpunttemperatuur, het verzadigingspunt is waar verdamping gelijk is aan condensatie.
daarom ontstaat een wolk wanneer een blok lucht (een perceel genaamd) met waterdamp Onder het verzadigingspunt is afgekoeld. Lucht kan het punt van verzadiging op een aantal manieren bereiken. De meest voorkomende manier is door het optillen van lucht van het oppervlak naar de atmosfeer.
wanneer een luchtbel, een pakket genaamd, stijgt, beweegt deze naar een lagere druk omdat de druk afneemt met de hoogte. Het resultaat is dat het pakket groeit in omvang als het stijgt. Hiervoor moet warmte-energie uit het pakket worden verwijderd. Een adiabatisch proces, als de lucht stijgt en uitzet koelt het.
De snelheid waarmee het pakket afkoelt met toenemende hoogte wordt de “lapse rate”genoemd. De lapse rate (De snelheid waarmee de temperatuur vervalt of daalt) van onverzadigde lucht (lucht met een relatieve vochtigheid <100%) is 5,5°F per 1000 voet (9,8°C per kilometer). Bij elke verhoging van 1000 voet zal de luchttemperatuur dalen met 5,5 ° F.
zodra het perceel verzadigingstemperatuur (100% relatieve vochtigheid) bereikt, zal waterdamp condenseren op de condensatiekernen van de wolk, wat resulteert in de vorming van een wolkendruppel.
maar de atmosfeer is constant in beweging. Als de lucht stijgt, wordt er drogere lucht toegevoegd aan het opstijgende perceel, zodat zowel condensatie als verdamping voortdurend plaatsvinden. Dus, wolkendruppels vormen zich voortdurend en verdwijnen.
daarom vormen en groeien wolken wanneer er meer condensatie op kernen is dan verdamping uit kernen. Omgekeerd, ze verdwijnen als er meer verdamping dan condensatie. Zo verschijnen en verdwijnen wolken en veranderen ze voortdurend van vorm.
Leerles: Rookwolken