Cały trik polega na skali. W pojedynczym metrze sześciennym typowej chmury kłębiastej wody jest bardzo mało, około pół grama. To mniej więcej tyle, co niewielki groszek albo kilka kropli rozproszonych w ogromnej objętości powietrza. Gdyby chmura miała rozmiar pokoju, nie byłoby, o czym opowiadać. Problem w tym, że chmury nie są rozmiaru pokoju. Są rozmiaru małego kawałka krajobrazu. A kiedy taką drobną ilość wody pomnoży się przez miliard metrów sześciennych, dostaje się liczbę, która przestaje brzmieć lekko.
Skąd bierze się ten słynny milion funtów?
Najczęściej przywoływany przykład dotyczy zwykłej chmury cumulus, czyli tej klasycznej białej, puchatej formy, która nie zapowiada od razu burzy i wygląda raczej jak pogodny rekwizyt z dziecięcego rysunku. Przyjmuje się dla niej objętość rzędu 1 kilometra sześciennego, czyli 1 000 000 000 metrów sześciennych. Jeśli w każdym metrze sześciennym mamy około 0,5 grama ciekłej wody, końcowy wynik wynosi 500 000 000 gramów, czyli około 500 tys. kg. To w przybliżeniu 551 ton i około 1,1 mln funtów.
Brzmi absurdalnie, dopóki nie uświadomi się sobie, jak małą część chmury stanowi sama woda w stanie ciekłym. Chmura nie jest przecież zbiornikiem ani wiszącym jeziorem. To przede wszystkim powietrze, w którym unoszą się drobne krople wody albo kryształki lodu. I właśnie dlatego człowiek, patrząc z dołu, widzi coś lekkiego. Patrzy na strukturę skrajnie rozrzedzoną, a nie na zwartą masę. Matematyka nie kłóci się tu z wrażeniem wzrokowym. Ona tylko dodaje do niego skalę, której oko nie umie dobrze oszacować.
Co ciekawe, niektóre starsze materiały meteorologiczne podawały jeszcze większe wartości dla “typowej” chmury kłębiastej, zależnie od przyjętych parametrów objętości i zawartości wody. NOAA wskazywała nawet rachunki dające ponad miliard funtów dla większych założeń geometrycznych. To dobrze pokazuje, że nie ma jednej magicznej liczby dla każdej chmury. Jest raczej przedział, który zależy od typu chmury, jej rozmiaru i tego, jak dużo kondensatu faktycznie zawiera.
Skoro chmura może mieć setki ton masy, to dlaczego nie wali nam na głowę jak mokry betonowy strop? Odpowiedź jest jednocześnie prosta i trochę irytująca, bo rozbija obraz chmury jako jednego “obiektu”. Chmura nie jest bryłą zawieszoną na niebie. To układ drobin wody utrzymywanych przez ruchy powietrza, turbulencje i różnice gęstości między wilgotnym, cieplejszym powietrzem a suchszym, gęstszym otoczeniem. USGS zwraca uwagę, że powietrze pod chmurą jest po prostu cięższe i gęstsze niż samo wilgotne powietrze w obrębie chmury.
To trochę jak pytanie, dlaczego samolot ważący setki ton nie spada od razu po starcie. Sama masa niczego tu nie rozstrzyga. Liczy się to, jak działa cały układ. W przypadku chmury mikroskopijne kropelki opadałyby bardzo wolno, ale są stale podtrzymywane i unoszone przez pionowe ruchy powietrza. Dopiero gdy krople urosną na tyle, że prądy wznoszące nie dadzą już rady ich utrzymać, zaczyna się deszcz. Chmura więc nie ignoruje grawitacji. Ona po prostu bardzo długo gra z nią na remis.
To, co wydaje się najbardziej ulotne, w rzeczywistości jest wynikiem nieustannej walki między ciężarem a ruchem. Niebo nie zawiesza tam niczego magicznie. Ono cały czas pracuje. Powietrze krąży, unosi, chłodzi, skrapla i podtrzymuje. Chmura jest więc mniej obłokiem waty, a bardziej atmosferycznym kompromisem wynegocjowanym sekunda po sekundzie.
W codziennym życiu ufamy oczom. To zwykle wystarcza. W nauce bywa jednak odwrotnie: to, co wygląda niewinnie, okazuje się wielkie, a to, co wydaje się oczywiste, po przeliczeniu nagle zmienia charakter. Chmura jest świetnym przykładem takiego oszustwa percepcji. Patrzymy na coś rozwodnionego i miękkiego, a zapominamy, że rozwodnione nie znaczy małe.
Chmury są jednym z najważniejszych elementów systemu klimatycznego Ziemi. Odbijają promieniowanie słoneczne, zatrzymują ciepło, transportują wodę i regulują bilans energetyczny planety. Fakt, że potrafią zawierać tak ogromne ilości wody w bardzo rozproszonej formie, przypomina, jak subtelnie działa atmosfera. Nie potrzebuje widowiskowej gęstości. Wystarczy jej ogromna przestrzeń i dobre warunki fizyczne.
Źródła: IFL Science;
