Kenapa Awan Tidak Terus Jatuh sebagai Hujan?

Awan bukan gumpalan wap air yang terapung tanpa dipengaruhi graviti. Awan yang kelihatan terdiri daripada banyak titisan air yang sangat kecil, kristal ais, atau kedua-duanya. Graviti tetap bertindak pada zarah-zarah itu. Persoalannya ialah mengapa semuanya tidak segera jatuh sebagai hujan.

Nota Istilahhalaju terminal: Kelajuan jatuh yang menjadi hampir tetap apabila daya rintangan udara mengimbangi kesan graviti pada zarah yang sedang jatuh relatif kepada udara.

Zarah kecil jatuh dengan sangat perlahan

Titisan awan jauh lebih kecil daripada titisan hujan. Oleh sebab saiznya kecil, rintangan udara sangat penting berbanding beratnya dan kelajuan jatuh relatif kepada udara juga kecil. Udara di dalam dan sekitar awan pula sentiasa bergerak, termasuk gerakan menaik dan pergolakan yang boleh mengimbangi atau mengatasi gerakan jatuh titisan kecil untuk suatu tempoh.

Graviti tidak berhenti bertindak dalam awan. Titisan kecil mempunyai kelajuan jatuh relatif kepada udara yang rendah; apabila titisan membesar melalui perlanggaran dan penggabungan, kelajuan jatuh meningkat dan hujan boleh terbentuk.

Daripada titisan awan kepada hujan

Dalam awan yang suhunya melebihi takat beku, titisan yang berlainan saiz boleh mempunyai kelajuan jatuh yang berbeza. Titisan yang lebih besar boleh mengejar dan berlanggar dengan titisan lebih kecil. Sebahagian perlanggaran menyebabkan titisan bergabung. Apabila saiz meningkat, titisan jatuh lebih cepat dan akhirnya boleh meninggalkan awan sebagai hujan. Dalam awan sejuk, pertumbuhan kristal ais juga memainkan peranan penting dalam pembentukan pemendakan.

SkalaRajah ialah model konsep dan tidak mengikut skala. Titisan awan lazimnya terlalu kecil untuk dilihat satu demi satu dengan mata kasar, manakala titisan hujan jauh lebih besar.

Bagaimana kita mengetahui hal ini?

Bagaimana kita tahu?

Pemerhatian
Awan boleh bertahan tanpa menghasilkan hujan, tetapi awan yang sama boleh mula menghasilkan pemendakan apabila zarah air atau ais di dalamnya membesar.
Bukti
Pengukuran dan fizik zarah menunjukkan zarah kecil mempunyai kelajuan jatuh relatif kepada udara yang lebih rendah. Pemerhatian awan juga menunjukkan gerakan udara menaik, menurun dan bergelora berlaku di dalam awan.
Inferens
Kewujudan awan tidak memerlukan graviti hilang. Gabungan saiz zarah yang kecil dan gerakan udara menerangkan mengapa air terkondensasi boleh kekal lama di kawasan awan.
Model
Model gerakan zarah membandingkan kecenderungan zarah jatuh akibat graviti dengan rintangan udara dan halaju udara sekeliling. Pertumbuhan zarah meningkatkan kelajuan jatuh dan memudahkan pemendakan.
Batasan
Awan sebenar mempunyai taburan saiz titisan, pergolakan, penyejatan, pemeluwapan dan proses ais yang berubah mengikut jenis awan. Tidak semua hujan terbentuk hanya melalui perlanggaran dan penggabungan titisan cecair.

Uji KefahamanSoalan 1 daripada 3

Mengapakah titisan awan kecil tidak semestinya segera menjadi hujan?