بیایید با مخازن آب بالدار بیشتر آشنا شویم. چگونه ابرها با صدها تن وزن در هوا شناور می مانند؟ بارش باران طبیعی و باروری مصنوعی ابرها چگونه اتفاق می افتد؟
وقتی آب را اسپری می کنیم ذرات ریز آب به آرامی به سمت زمین سقوط می کنند. هر چه ذرات آب اسپری شده ریزتر باشند سقوط کندتر اتفاق می افتد و می توانند مانند غبار های خیلی ریز با باد جابجا شوند. در واقع هر چه یک ذره آب کوچکتر شود سطح اش نسبت به حجم و جرم اش بیشتر می شود و وقتی به اندازه کافی این نسبت به نفع سطح افزایش یابد یعنی ذره آب کوچک و کوچکتر شود، شانس شناوری اش در هوا بیشتر می شود.
ما انسانها هم با همین منطق البته نه ریز ریز کردن خود بلکه با افزایش سطح نسبت به حجم و جرم خود یعنی به کمک چتر نجات یا گلایدر و یا … سطح تماسمان را با هوا بیشتر می کنیم تا آرامتر سقوط کنیم یا بیشتر در هوا شناور بمانیم. در نهایت یک مولکول آب بیشترین نسبت سطح نسبت به حجم را دارد. در این حالت آب کاملا به گاز تبدیل شده است.
وقتی هوای حاوی بخار آب سرد شود، احتمال برخورد مولکول های آب با هم بیشتر می شود و وقتی به هم بچسبند ما آنها را مه یا ابر می نامیم. ابر ها در واقع مخازن عظیمی از آب با صد ها تن وزن هستند که می توانند در هوا پرواز کنند. این مخزن های آب حین پر شدن، مانند باطری شارژ هم می شوند. معمولا وقتی به حد کافی باردار شوند، شیر آب ابر باز شده و بارش آغاز می شود.
وقتی هوای گرم و مرطوب صعود می کند در ارتفاع بخصوصی رطوبت به صورت ذرات فوق ریز آب خودنمایی کرده و ابر ها شکل می گیرند. ابرها حین شکل گیری به خاطر تجمع یون های منفی طبیعی موجود در هوا در داخل قطرات فوق ریز آب، باردار می شوند. سایش قطرات فوق ریز آب و یخ با هوا به این امر کمک می کند. این شارژ کردن دایمی وضعی شبیه باطری در ابر ایجاد می کند، به طوری که بار های منفی در پایین و بار های مثبت در قسمت های بالاتر جمع می شوند. تجمع کافی بار الکتریکی به آغاز بارش کمک می کند و همچنین بخشی از آن موجب رعد و برق و صاعقه می شود. در واقع یون های منفی موجود در هوای طبیعی و اتمسفر که هم منشا کیهانی دارند و هم منشا زمینی، در داخل ابر ها گیر می افتند و وقتی ابر به حد کافی شارژ شد، باران آغاز می گردد.
تقریبا هر متر مکعب ابر معمولا حاوی یک لیتر آب است. این ذرات آب هنوز آنقدر کوچک اند که نسبت سطح به حجم در آن ها کم و بیش برای شناوری در هوا کافی است. ذرات غبار یا هر ذره بارداری می تواند به عنوان هسته تجمع، باعث به هم چسبیدن بیشتر این ذرات بسیار ریز آب شود که در این حالت دیگر سطح کافی برای گلایدر سواری یا شناوری در هوا ندارند و سقوط یا بارش باران آغاز می شود.
اساس بارور کردن ابرها هم همین است. یعنی تحریک این قطرات فوق ریز به چسبیدن بهم دیگر، آن هم حول یک هسته تا جایی که سنگین شده و باران آغاز گردد. در روش های قدیمی تر از ذراتی مانند نمک های نقره استفاده می شد و در روش های مدرن با یونیزاسیون و باردار کردن بیشتر هوا و غبار موجود در آن باروری اتفاق می افتد. اگر به خاطراتتان رجوع کنید، اکثرا بعد از بارندگی ها و کنار رفتن ابرها شما مشاهده می کردید که هوا شفاف تر شده و شما دور دست ها را با کیفیت بهتری می بینید. این یعنی غبار موجود در هوا به صورت هسته های باران عمل کرده و نتیجتا با کم شدنشان جو نیز تمیز شده و برد دید افقی افزایش پیدا می کند.
