Vazduh oko nas gotovo uvek sadrži određenu količinu vode u gasovitom stanju, odnosno vodenu paru. Ona nastaje isparavanjem vode sa mora, reka, jezera i zemljišta, ali i oslobađanjem vode iz biljaka. Sama vodena para je nevidljiva, pa beli ili sivi oblak koji posmatramo na nebu nije masa pare koja je jednostavno postala vidljiva. Oblak čine veoma sitne kapljice tečne vode, ledeni kristali ili njihova mešavina.
Da bi takve čestice nastale, vlažan vazduh mora da se ohladi do uslova u kojima više ne može da zadrži svu vodenu paru u gasovitom obliku. Tada deo vode prelazi u sitne kapljice kroz proces kondenzacije. U atmosferi se taj proces najčešće odvija kada se vazduh podiže, širi i hladi, ali za nastanak oblaka važni su i sitni aerosoli na kojima se voda može kondenzovati.
Odakle dolazi vodena para u atmosferi?
Voda stalno prelazi iz tečnog u gasovito stanje. Sunčevo zagrevanje površine mora, reka, jezera i vlažnog zemljišta omogućava isparavanje, dok biljke dodatno doprinose količini vlage kroz transpiraciju. Što je više vode dostupno i što su uslovi topliji i suvlji, veća količina vodene pare može dospeti u atmosferu. Vetar zatim može tu vlagu prenositi iz jednog područja u drugo.
Količina vodene pare u vazduhu nije ista tokom celog dana. Temperatura menja kapacitet vazduha da zadrži vlagu, pa se relativna vlažnost može menjati i bez velikog dodavanja ili uklanjanja vode. Kada se vlažan vazduh kasnije podigne na veću visinu, promena pritiska i temperature menja njegove osobine i može ga dovesti do zasićenja.
Do nastanka oblaka zato ne dolazi samo zato što u vazduhu ima vode. Potrebna je kombinacija dovoljno vlage i procesa koji će omogućiti hlađenje vazduha. Kada se dostigne odgovarajući temperaturni prag, višak vodene pare počinje da prelazi u tečno ili čvrsto stanje.
Zašto se vazduh koji se podiže hladi?
Kada se vazduh podiže kroz atmosferu, spoljašnji pritisak oko njega opada. Vazduh se zbog toga širi, a za širenje se troši deo njegove unutrašnje energije, pa mu temperatura opada. Taj proces naziva se adijabatsko hlađenje. Ako je vazduh dovoljno vlažan, tokom takvog hlađenja može da dostigne tačku rose, odnosno temperaturu pri kojoj postaje zasićen vodenom parom.
Podizanje vazduha može imati različite uzroke. Tlo zagrejano Sunčevim zračenjem može zagrejati vazduh pri površini, pa on postaje lakši i počinje da se podiže. Vazduh se može prinudno podizati i preko planina ili duž atmosferskih frontova, gde se različite vazdušne mase susreću. U svim tim slučajevima zajednički je važan rezultat - vlažan vazduh dospeva u hladnije delove atmosfere.
Na čemu se stvaraju kapljice vode?
Molekulima vode je u atmosferi često potrebna površina na kojoj mogu da se okupe i formiraju kapljice. Tu ulogu imaju veoma sitne čestice koje lebde u vazduhu, poznate kao kondenzaciona jezgra. To mogu biti čestice prašine, morska so, dim, sulfati i drugi aerosoli. Kada vlažan vazduh dostigne odgovarajuće uslove, vodena para se kondenzuje na takvim česticama.
Nastale kapljice izuzetno su male i mogu dugo ostati suspendovane u atmosferi. Milioni ili milijarde takvih kapljica zajedno rasipaju svetlost, zbog čega oblak postaje vidljiv. Njegova bela, siva ili tamnija nijansa zavisi od debljine oblaka, količine vode i načina na koji svetlost prolazi kroz njegovu strukturu.
Na dovoljno niskim temperaturama u oblaku mogu nastati i ledeni kristali. Pojedini oblaci sadrže samo kapljice, drugi uglavnom led, dok se u mnogima istovremeno nalaze i kapljice i kristali. Od temperature i mikrofizičkih procesa unutar oblaka zavisi kako će se on dalje razvijati i da li će početi da stvara padavine.
Kako od sitnih kapljica nastaje vidljiv oblak?
Oblak nije čvrsta tvorevina koja se jednom formira i zatim miruje. U njemu se neprestano odvijaju procesi kondenzacije i isparavanja. Novi vlažan vazduh može da ulazi u oblak, dok se deo kapljica istovremeno smanjuje ili isparava. Ako je dovod vlage i uzlazno strujanje dovoljno jako, oblak može da raste i po visini i po širini.
Kapljice mogu međusobno da se sudaraju i spajaju, dok ledeni kristali učestvuju u složenijim procesima koji mogu doprineti njihovom rastu. Kada čestice postanu dovoljno velike i teške, gravitacija počinje da ih spušta. Ako tokom prolaska kroz atmosferu ne ispare, mogu stići do tla kao kiša, sneg ili druga vrsta padavina.
Sa druge strane, oblak može brzo da oslabi. Ako u njega dospe suvlji vazduh, kapljice počinju da isparavaju. Isto se može dogoditi kada se vazduh spusti u topliji sloj atmosfere. Zbog toga se pojedini mali oblaci rasplinu za kratko vreme, dok stabilniji sistemi mogu opstati satima ili mnogo duže.
Kretanje vazduha određuje i oblik oblaka. Slabije i ravnomerno podizanje može formirati široke slojeve, dok snažno uzlazno strujanje pogoduje izraženom vertikalnom razvoju. Vetar na različitim visinama dodatno može razvlačiti, naginjati ili lomiti strukturu oblaka.
Zašto oblaci imaju različite oblike i visine?
Razlike između oblaka potiču iz kombinacije temperature, vlage, stabilnosti atmosfere i načina na koji se vazduh kreće. Oblaci koji nastaju pri snažnom lokalnom zagrevanju često imaju izraženiji vertikalni razvoj, dok se pri širem i sporijem podizanju mogu formirati prostrani slojevi. Visina na kojoj počinje kondenzacija takođe zavisi od početne temperature i vlažnosti vazduha.
Na većim visinama temperatura može biti dovoljno niska da ledeni kristali postanu važan deo oblaka. Promene vetra po visini mogu zatim uticati na njegov oblik i raspored čestica. Zato izgled oblaka nije slučajan, već predstavlja vidljivu posledicu atmosferskih uslova koji su postojali tokom njegovog nastanka i razvoja.
Osnovni princip ipak ostaje isti: voda sa površine prelazi u atmosferu kao para, vlažan vazduh se podiže i hladi, a kada dostigne zasićenje, vodena para se kondenzuje na sitnim česticama. Veliki broj mikroskopskih kapljica i ledenih kristala tada postaje vidljiv kao oblak. Njegov dalji život zavisi od toga da li atmosfera nastavlja da obezbeđuje vlagu i uslove za održavanje tog procesa.
