آیا میدانید چرا ابرها سقوط نمی‌کنند!؟

[τοxικ]

منظره شگفت‌انگیزی است دیدن آسمانی که در زمینه آبی آن، ابرهای سپید به آرامی در حال حرکتند بخصوص اگر ابرهای پنبه‌ای کومولوس باشند که مثل یک کپه پنبه غول پیکر در حال سفر طولانی هوایی خود هستند؛ اما تا حالا فکر کرده‌اید ابرها چطور آن بالا شناور باقی می‌مانند؟
لطفا پیش از این که حالت صورت‌تان را به حالت معروف عاقل اندر سفیه تغییر دهید چند جمله بعدی را نیز بخوانید.
من هم می‌دانم تا حالا کسی ندیده است که یک تکه ابر یکدفعه سقوط کند و با صدای بلندی به زمین بخورد. به نظر شما کدام گزینه عجیب‌تر است؛ این که ابر به زمین بخورد یا نخورد؟
همه ما می‌دانیم آب سنگین‌تر از هواست و باز هم بدیهی است ابر از قطرات ریز آب تشکیل شده است. پس چرا نمی‌افتد پایین؟
اگر هنوز هم شک دارید که دیدن یک ابر شناور در آسمان عجیب است، در نظر بگیرید هر قطعه ابر کوچک حدود 550 تن وزن دارد، یعنی تقریبا معادل وزن 100 راس فیل بالغ. یعنی اگر شما یک روز صبح از خانه خارج شوید و ببینید 100 فیل در هوا در حال شنا هستند، تعجب نمی‌کنید؟
اما اگر چگالی آب بیشتر از هواست و هر تکه ابر هم اندازه یک گله 100 تایی فیل جرم دارد و گرانش زمین هم سر جایش باقی است، پس چرا ابرها سقوط نمی‌کنند؟
واقعیت این است که ابرها سقوط می‌کردند اگر همه ذرات تشکیل‌دهنده آن به هم متصل بودند. ابرها از قطرات بسیار کوچک آب تشکیل شده‌اند.
ابعاد هر یک از این ذرات قطری معادل یک تا 100 میکرون دارند. هر توده ابر از ذرات جداگانه‌ای در این ابعاد ساخته شده است به طور میانگین در هر یک سی‌سی حجم ابر می‌توان چند صد ذره کوچک پیدا کرد.
در واقع بین هر دو ذره فاصله بزرگی حدود یک ملی‌متر فاصله وجود دارد. این یک میلی‌متر چیزی حدود 100 برابر قطر ذرات است و در عمل می‌بینیم بسیاری از این ذرات در جریان حرکت توده ابر حتی به هم نزدیک هم نمی‌شوند و برخوردی با هم ندارند.
اگرچه جرم کل ابر بسیار عظیم است، اما جرم تک‌تک ذرات سازنده آن بسیار پایین و ناچیز بوده به طوری که باید اثر جریانات هوایی و مقاومت هوا را روی آن محاسبه کرد.
به طور کلی جریانات هوایی که به دلیل گرمای سطح زمین از پایین به بالا جریان دارد کمک می‌کند تا تک‌تک این قطرات و در نتیجه کل ابر ساعت‌ها به حرکت در آسمان ادامه دهد.
این ذرات تشکیل‌دهنده ابر بر جریان هوایی شناور می‌مانند و به این ترتیب کل ابر از سقوط باز می‌ماند. البته می‌توان این توضیح را دقیق‌تر هم کرد. با کوچک شدن قطر ذرات، میزان درگیری آن با محیط اطرافش بیشتر می‌شود.
نیرویی که لازم است تا یک کره کوچک را در محیطی فشرده (در این مورد هوا)‌ حرکت دهد، طبق قانونی به نام استوکس محاسبه می‌شود.
با کمک این نیرو می‌توان سرعت حدی سقوط این ذرات را حساب کرد، این سرعت با توجه به قطر ذرات آنقدر کم است که بیشتر از 2 سال طول خواهد کشید تا یک متر سقوط کند.
معلوم است که عمر هیچ ابری به این حد نمی‌رسد و پیش از رسیدن به این نقطه ابر دگرگون شده است.
به این ترتیب ابر تنها زمانی سقوط خواهد کرد که محیط فشرده‌تر و قطرات با هم ترکیب شده و ذره‌های بزرگ‌تری تشکیل ‌دهند که بر اثر افزایش قطر، سرعت حدی سقوطشان افزایش یافته و به شکل باران به زمین سقوط ‌کنند.
اگر فیل‌‌ها هم می‌توانستند اجزای بدنشان را از هم جدا کنند آنها هم می‌توانستند در هوا شناور باقی بمانند.