Кучевое облако может содержать сотни тонн жидкой воды. Возьмём объём один кубический километр — миллиард кубометров — и жидкую водность 0,5 грамма на кубометр. Произведение равно 500 миллионам граммов, или примерно 500 тоннам.
Это оценка: форма размыта, водность меняется внутри, а грозовая туча намного больше и содержит лёд. Водяной пар невидим; белое облако образуют микрокапли и кристаллы.
Почему сотни тонн висят
Вода распределена по огромному объёму. Капли диаметром десятки микрометров имеют малую скорость оседания, а турбулентность и восходящие движения воздуха поддерживают их. Они постоянно испаряются и конденсируются, а не составляют неподвижный мешок.
Когда столкновения увеличивают капли или кристаллы, скорость падения растёт и начинается дождь или снег. Облако не легче окружающего воздуха только из-за капель: подъём определяется плотностью всего влажного воздушного объёма и его температурой.
Капля остаётся в воздухе не навсегда
Облачные капли действительно медленно оседают относительно воздуха. Восходящие потоки и турбулентность постоянно перемешивают их и могут компенсировать падение.
Дождь начинается, когда частицы вырастают настолько, что поток уже не удерживает их. В тёплом облаке капли сталкиваются и сливаются, в холодном важны ледяные кристаллы и переохлаждённая вода. Поэтому большая суммарная масса облака совместима с тем, что каждая микроскопическая частица поддерживается окружающим движущимся воздухом.
Пока конденсация и испарение уравновешиваются, видимая граница облака существует, хотя отдельные молекулы и капли входят и выходят из неё. Микрокапли имеют малую скорость падения и поддерживаются восходящим потоком.
Число «500 тонн» относится к воде в выбранном примере, не к массе воздуха, который в кубическом километре измеряется примерно миллионом тонн. Условие расчёта важнее эффектной цифры.
