Skyer kan se ud som store, fluffy marshmallows på himlen, men i virkeligheden er de synlige små samlinger vanddråber (eller iskrystaller, hvis det er koldt nok), der lever højt i atmosfæren over jordens overflade. Her diskuterer vi videnskaben til skyer: hvordan de danner, bevæger sig og ændrer farve.
dannelse
Skyer dannes, når en pakke luft stiger fra overfladen op i atmosfæren. Når pakken stiger, passerer den gennem lavere og lavere trykniveauer (trykket falder med højden). Husk, at luft har en tendens til at bevæge sig fra områder med højere til lavere tryk, så når pakken bevæger sig ind i områder med lavere tryk, skubber luften indeni det udad, hvilket får den til at ekspandere. Denne ekspansion bruger varmeenergi og afkøler derfor luftpakken. Jo længere opad den kører, jo mere afkøles det. Når dens temperatur afkøles til temperaturen på dens duggpunktstemperatur, vanddampen inde i pakken kondenserer i dråber flydende vand. Disse dråber samles derefter på overfladerne af støv, pollen, røg, snavs og havsaltpartikler, der kaldes
kerner. (Disse kerner er hygroskopiske, hvilket betyder, at de tiltrækker vandmolekyler.) Det er på dette tidspunkt - når vanddamp kondenserer og sætter sig ned på kondensationskerner - at skyer dannes og bliver synlige.Form
Har du nogensinde set en sky længe til at se den udvide sig udad eller kigget væk et øjeblik kun for at finde ud af, at når du ser tilbage, er dens form ændret? I så fald vil du være glad for at vide, at det ikke er din fantasi. Formen af skyer ændrer sig konstant takket være processerne med kondens og fordampning.
Når der skabes en sky, stopper kondensationen ikke. Derfor bemærker vi undertiden skyer, der ekspanderer til den nærliggende himmel. Men når strømme af varm, fugtig luft fortsætter med at stige og føde kondens, infiltrerer tørrere luft fra det omgivende miljø til sidst den flydende luftkolonne i en proces, der kaldes påvirkelighed. Når denne tørre luft indføres i skylegemet, fordamper den skyens dråber og får dele af skyen til at sprede sig.
Bevægelse
Skyer starter højt oppe i atmosfæren, fordi det er her, de er skabt, men de forbliver suspenderede takket være de små partikler, de indeholder.
En skys vanddråber eller iskrystaller er meget små, mindre end en micron (det er mindre end en milliontedel af en meter). På grund af dette reagerer de meget langsomt på tyngdekraft. Overvej en klippe og en fjer for at hjælpe med at visualisere dette koncept. Tyngdekraften påvirker hver, dog klipper faldet hurtigt, hvorimod fjederen gradvist trækker til jorden på grund af dens lettere vægt. Sammenlign nu en fjer og en individuel skydråbepartikel; partiklen vil tage endnu længere tid end fjeret at falde, og på grund af partikelens lille størrelse, vil den mindste bevægelse af luft holde den højt. Da dette gælder for hver skydråbe, gælder det for hele skyen selv.
Skyer rejser med det øverste niveau vind. De bevæger sig i samme hastighed og i samme retning som den fremherskende vind på skyens niveau (lav, midt eller høj).
Skyer på højt niveau er blandt de hurtigste i bevægelse, fordi de danner nær toppen af troposfæren og skubbes af jetstrømmen.
Farve
En skys farve bestemmes af det lys, den modtager fra solen. (Husk, at solen udsender hvidt lys; at hvidt lys består af alle farverne i det synlige spektrum: rød, orange, gul, grøn, blå, indigo, violet; og at hver farve i det synlige spektrum repræsenterer en elektromagnetisk bølge af en anden længde.)
Processen fungerer sådan: Når solens lysbølger passerer gennem atmosfæren og skyer, de møder de individuelle vanddråber, der udgør en sky. Da vanddråberne har en lignende størrelse som bølgelængden for sollys, spreder dråberne Solens lys i en type spredning, der er kendt som Mie spredning hvori alle bølgelængder af lys er spredt. Fordi alle bølgelængder er spredt, og sammen alle farver i spektret udgør hvidt lys, ser vi hvide skyer.
I tilfælde af tykkere skyer, såsom stratus, passerer sollys gennem, men blokeres. Dette giver skyen et gråligt udseende.