det finns två ingredienser som behövs för att moln ska bli synliga; vatten, naturligtvis, och kärnor.
kärnor
i en eller annan form är vatten alltid närvarande i atmosfären. Vattenmolekyler i atmosfären är emellertid för små för att binda samman för bildandet av molndroppar. De behöver en” plattare ” yta, ett objekt med en radie på minst en mikrometer (en miljondel av en meter) på vilken de kan bilda en bindning. Dessa objekt kallas kärnor.
kärnor är små fasta och flytande partiklar som finns i överflöd. De består av sådana saker som rökpartiklar från bränder eller vulkaner, havsspray eller små fläckar av vindblåst jord. Dessa kärnor är hygroskopiska vilket innebär att de lockar vattenmolekyler.
kallade ”molnkondensationskärnor”, dessa vattenmolekyldragande partiklar är ungefär 1/100: e storleken på en molndroppe på vilken vatten kondenserar.
därför har varje molndroppe en fläck av smuts, damm eller saltkristall i sin kärna. Men även med kondensationskärnor består molndroppen i huvudsak av rent vatten.
temperaturens Roll
men att ha vatten som lockar kärnor räcker inte för att ett moln ska bildas eftersom lufttemperaturen måste ligga under mättnadspunkten. Kallas daggpunktstemperaturen, mättnadspunkten är där avdunstning är lika med kondens.
därför resulterar ett moln när ett luftblock (kallat ett paket) som innehåller vattenånga har svalnat under mättnadspunkten. Luft kan nå mättnadspunkten på ett antal sätt. Det vanligaste sättet är genom att lyfta luft från ytan upp i atmosfären.
som en luftbubbla, kallad ett paket, stiger den till lägre tryck eftersom trycket minskar med höjden. Resultatet är att paketet expanderar i storlek när det stiger. Detta kräver att värmeenergi tas bort från paketet. Kallas en adiabatisk process, eftersom luften stiger och expanderar den svalnar.
den hastighet med vilken paketet svalnar med ökande höjd kallas ”lapse rate”. Förfaller hastighet (hastigheten temperaturen förfaller eller minskar) av omättad Luft (luft med relativ fuktighet <100%) är 5,5 f per 1000 fot (9,8 C per kilometer). Kallas dry lapse rate, för varje 1000 fot ökning i höjd, kommer lufttemperaturen att minska 5.5 kcal F.
när paketet når mättnadstemperatur (100% relativ fuktighet) vattenånga kondenserar på molnkondensationskärnorna vilket resulterar i bildandet av en molndroppe.
men atmosfären är i ständig rörelse. När luften stiger, tillsätts torrare luft (medfört) i det stigande paketet så att både kondens och avdunstning kontinuerligt uppstår. Så molndroppar bildas och sprids ständigt.
därför bildas och växer moln när det finns mer kondens på kärnor än avdunstning från kärnor. Omvänt försvinner de om det finns mer avdunstning än kondens. Således visas moln och försvinner såväl som ständigt byter form.
lärande lektion: rökning moln