Tại sao mây lại không rơi

Nhìn những đám mây bay lơ lửng trên bầu trời, chắc hẳn nhiều người sẽ nghĩ rằng chúng rất nhẹ. Nhưng không, thực ra chúng nặng tới hàng tấn. Vậy tại sao may lại không rơi?

1. Mây là gì?

Mây là khối các giọt nước ngưng tụ hay nước đá tinh thể treo lơ lửng trong khí quyển ở phía trên Trái Đất mà có thể nhìn thấy. Nói cách khác, hơi nước bốc lên ngưng tụ tạo thành các giọt nước nhỏ hay tinh thể nước đá. Sự kết hợp của hàng tỷ giọt nước hay tinh thể nước đá nhỏ này tạo thành mây.

Vậy mây nặng bao nhiêu?.  Khoa học gia người Mỹ thuộc Kỳ Peggy LeMone, thuộc Trung tâm nghiên cứu khí quyển quốc gia cho biết. Lượng nước có trong một đám mây nhỏ có khối lượng khoảng 500 tấn. Tức là khoảng 100 con voi, mỗi con nặng 5 tấn.

2. Tại sao may lại không rơi

Mây rất nặng, nặng hang trăm tấn. Nhưng tại sao mây lại không rơi?.  Bởi vì tuy mây rất nặng, nhưng các phân tử nước cấu tạo nên những đám mây thì có kích thước rất rất rất nhỏ. Và những phân tử nước này trôi nổi trên những  luồng khí ấm từ dưới dâng lên. Giọt nước lớn nhất cũng chỉ có bán kính 0,1mm. Nếu nó rơi tự do sẽ gặp phải lực cản của không khí lớn nên vận tốc của nhỏ sẽ bị giảm đáng kể, khoảng 30cm/s.

Bà Peggy LeMone giải thích cụ thể rằng.

“Hơi nước vốn nhẹ hơn không khí nên bốc lên trên không khí nhưng nó vẫn là vật chất nên bị lực hút của Trái Đất giữ lại ở phía trên không khí. Nước là vật chất nặng hơn không khí nên chịu tác động của lực hấp dẫn sẽ chìm xuống phía dưới lớp không khí bao quanh Trái Đất. Đây là lý do tại sao nước lại thấm xuống đất mà không rơi ngược lên trên trời.

Mây là hơi nước tích tụ, một dạng trung gian giữa hơi nước và nước. Nó đủ nhẹ để lơ lửng trên không và đủ nặng để không bốc lên trên cùng của khí quyển Trái Đất. Và độ cao của mây ngoài các tác động của áp suất, nhiệt độ không khí phía dưới còn do mức độ tích tụ hơi nước của chính nó nữa. Khi mức độ tích tụ cực đại thì hơi nước sẽ kết thành giọt nước và hẳn nhiên là rơi xuống đất tạo thành mưa.”

3. Tại sao khi mưa mây trắng chuyển thành xám?

Câu trả lời đơn giản là độ dày của đám mây sẽ quyết định đến màu sắc của nó. Độ dầy nay, lại phụ thuộc vào lượng nước nó mang theo. Khi mây mỏng, lượng nước ít, nên sẽ có màu trắng. Khi lượng nước nhiều, mây dày hơn, nên chuyển sang xám, đen. Càng dầy mây càng đen. Đó là lý do vì sao trước cơn mưa, mây bắt đầu kéo đến thì có màu xám nhạt rồi dần dần khi kéo đến nhiều hơn thì mây lại đen kịt, trời tối sầm.

4. Tại sao lại có mưa đá ?

Mưa đá thường hay hình thành vào các tháng chuyển tiếp giữa 2 mùa nóng lạnh. Mưa đá được hình thành khi các dòng không khí lên xuống (đối lưu) hoạt động mạnh.

Vào mùa nóng ẩm, nắng gay gắt, hàm lượng hơi nước trong không khí rất cao. Khí quyển ở tầng thấp nhận được nhiều nhiệt năng sẽ nóng lên, hình thành cột không khí dưới nóng trên lạnh.

Nếu nhiệt độ trong những đám mây lạnh hơn – 20 độ C, thì hơi nước trong mây sẽ tạo thành những hạt băng nhỏ và rơi xuống. Hạt băng nhỏ rơi xuống gặp tầng mây thấp hơn biến thành các giọt nước có độ lạnh dưới 0 độ C.

Các luồng không khí không ngừng bốc lên cao, đưa một khối lượng lớn các giọt nước lạnh lên tầng trên của đám mây. Chúng đông kết với các hạt băng đang tồn tại ở tầng trên, làm cho thể tích của các hạt băng càng ngày càng lớn hơn, khi trọng lượng tăng đến mức độ nhất định nào đó chúng sẽ rơi xuống thấp.

Khi mưa đá rơi xuống tầng mây thấp sẽ được bao bọc thêm một lớp màng nước và chịu sự tác động của không khí bốc lên cao. Đến một lúc nào đó, các luồng khí không giữ được mưa đá nữa thì sẽ rơi xuống mặt đất và hình thành các cơn mưa đá.