Pilved võivad tunduda taevas nagu suured kohevad vahukommid, kuid tegelikkuses on need nähtavad pisikeste kogud veepiisad (või jääkristallid, kui see on piisavalt külm), mis elavad kõrgel atmosfääris Maa kohal pind. Siin käsitleme pilvede teadust: kuidas need moodustavad, liiguvad ja värvi muudavad.
Moodustamine
Pilved tekivad, kui maatükk õhust tõuseb üle õhu. Paki tõustes läbib see madalama ja madalama rõhutaseme (rõhk väheneb koos kõrgusega). Tuletage meelde, et õhk kipub liikuma kõrgema rõhu piirkonnast madalamale, nii et kui pakk liigub madalama rõhuga piirkondadesse, surub selle sees olev õhk väljapoole, põhjustades selle laienemist. See paisumine kasutab soojusenergiat ja jahutab seetõttu õhupakki. Mida kaugemale ülespoole see liigub, seda rohkem jahtub. Kui selle temperatuur jahtub kastepunkti temperatuurini, on veeaur maatüki sees kondenseerub vedela vee tilkadesse. Seejärel kogunevad need tilgad tolmu, õietolmu, suitsu, mustuse ja meresoolaosakeste pinnale, mida nimetatakse tuumad
. (Need tuumad on hügroskoopsed, mis tähendab, et nad meelitavad veemolekule.) Sel hetkel - kui veeaur kondenseerub ja settib kondensatsioonituumadele - moodustuvad pilved ja muutuvad nähtavaks.Kuju
Kas olete kunagi pilve piisavalt kaua jälginud, et näha, kuidas see väljapoole laieneb, või vaatasite hetkeks ainult eemale, et ainult siis tagasi vaadata, on selle kuju muutunud? Kui jah, saate rõõmuga teada, et see pole teie kujutlusvõime. Pilvede kuju muutub pidevalt tänu kondenseerumise ja aurustumise protsessidele.
Pärast pilve tekkimist ei lõpe kondensatsioon. Sellepärast märkame mõnikord pilve laienevat naabertaevasse. Kuid kuna sooja niiske õhu voolud tõusevad jätkuvalt ja kondenseerub, sissetungib ümbritsevast keskkonnast kuivem õhk lõpuks ujuva õhu kolonni protsessis, mida nimetatakse kaasahaaramine. Kui see kuivem õhk sisestatakse pilvekeha, aurustub see pilve tilgad ja põhjustab pilve osade hajumist.
Liikumine
Pilved algavad kõrgel atmosfääris, sest seal nad on loodud, kuid tänu nende sisalduvatele pisikestele osakestele jäävad nad heljuvaks.
Pilve veepiisad või jääkristallid on väga väikesed, alla a mikronit (see on vähem kui miljon miljon meetrit). Seetõttu reageerivad nad sellele väga aeglaselt gravitatsioon. Selle kontseptsiooni visuaalsemaks muutmiseks kaaluge kivi ja sulgi. Gravitatsioon mõjutab igaüht, kuid kivi langeb kiiresti, samal ajal kui suled libisevad kergema raskuse tõttu järk-järgult maapinnale. Võrrelge nüüd sulgi ja üksikut pilvepiiskade osakesi; osakese kukkumine võtab isegi kauem kui sulgi ja osakese pisikese suuruse tõttu hoiab õhu väikseim liikumine seda kõrgel. Kuna see kehtib iga pilvetilga kohta, kehtib see kogu pilve enda kohta.
Pilved rändavad ülemise astmega tuuled. Nad liiguvad pilve tasemel (madal, keskmine või kõrge) valitseva tuulega sama kiirusega ja samas suunas.
Kõrgetasemelised pilved on ühed kiiremini liikuvad, kuna need moodustuvad troposfääri ülaosa lähedal ja neid tõukab jugavool.
Värv
Pilve värvi määrab valgus, mida ta saab Päikeselt. (Tuletame meelde, et Päike kiirgab valget valgust; et valge tuli koosneb kõigist nähtava spektri värvidest: punane, oranž, kollane, roheline, sinine, indigo, violetne; ja et kõik nähtava spektri värvid tähistavad erineva pikkusega elektromagnetilist lainet.)
Protsess toimib nii: kui Päikese välklambid läbivad atmosfääri ja pilved, kohtuvad nad üksikute pilve moodustavate veepiiskadega. Kuna veepiisad on sama suured kui päikesevalguse lainepikkus, hajutavad tilgad Päikese valgust sellist tüüpi hajumiseks, mida nimetatakse Mie laiali milles kõik valguse lainepikkused on hajutatud. Kuna kõik lainepikkused on hajutatud ja kõik spektri värvid moodustavad valge valguse, näeme valgeid pilvi.
Paksemate pilvede, näiteks kihistiku korral läbib päikesevalgus, kuid on blokeeritud. See annab pilve hallika välimuse.