Oblaki so morda videti kot veliki puhasti marshmallows na nebu, v resnici pa so vidne zbirke drobnih kapljice vode (ali ledeni kristali, če je dovolj hladno), ki živijo visoko v atmosferi nad Zemljino površino. Tukaj razpravljamo o znanosti oblakov: kako se oblikujejo, premikajo in spreminjajo barvo.
Tvorba
Oblaki nastanejo, ko se iz zraka navzgor dvigne parcela zraka v atmosfero. Ko se paket dvigne, gre skozi nižji in nižji tlak (tlak se z višino zmanjšuje). Spomnimo se, da se zrak ponavadi preusmeri iz območij z višjim in nižjim tlakom, tako da, ko parcela potuje v območja z nižjim tlakom, zrak znotraj nje potiska navzven, zaradi česar se širi. Ta ekspanzija uporablja toplotno energijo in zato hladi zračni paket. Dlje kot potuje, bolj se hladi. Ko se njegova temperatura ohladi na temperaturo rosišča, nastane vodna para znotraj paketa kondenzira v kapljice tekoče vode. Te kapljice se nato naberejo na površinah prahu, cvetnega prahu, dima, umazanije in delcev morske soli jedra. (Ta jedra so higroskopska, kar pomeni, da privlačijo molekule vode.) V tem trenutku - ko se vodna para kondenzira in naseli na kondenzacijska jedra - se oblaki oblikujejo in postanejo vidni.
Oblika
Ste že kdaj opazovali oblak dovolj dolgo, da bi videli, kako se širi navzven, ali za trenutek pogledali stran, da bi ugotovili, da se je ob pogledu nazaj nazaj njegova oblika spremenila? V tem primeru boste veseli, če veste, da to ni vaša domišljija. Oblike oblakov se vedno spreminjajo zahvaljujoč procesom kondenzacije in izhlapevanja.
Ko nastane oblak, se kondenzacija ne ustavi. Zato včasih opazimo, kako se oblaki širijo v sosednje nebo. Ker pa tokovi toplega vlažnega zraka še naprej naraščajo in napajajo kondenzacijo, bolj suh zrak iz okoliškega okolja sčasoma vdira v plovni stolpec zraka v procesu, imenovanem entrainment. Ko se ta bolj suh zrak vnese v telo oblaka, ta izpari kapljice oblaka in povzroči, da se deli oblaka razpršijo.
Premikanje
Oblaki se začnejo visoko v ozračju, ker tam nastajajo, vendar ostanejo suspendirani zaradi drobnih delcev, ki jih vsebujejo.
Kapljice vode v oblaku ali ledeni kristali so zelo majhne, manj kot a mikronov (to je manj kot milijoninko metra). Zaradi tega se na to odzivajo zelo počasi gravitacija. Za lažjo predstavitev tega koncepta razmislite o skali in peresu. Gravitacija vpliva na vsakega, vendar skala hitro pade, medtem ko perje zaradi lažje teže postopoma pada na tla. Zdaj primerjajte pero in posamezen delček kapljice v oblaku; delček bo trajal še dlje, kot bi pero padelo, in zaradi majhne velikosti delca bo najmanjše gibanje zraka ostalo v zraku. Ker to velja za vsako kapljico oblaka, velja za celoten oblak.
Oblaki potujejo z zgornjim nivojem vetrovi. Premikajo se z isto hitrostjo in v isti smeri kot prevladujoč veter na ravni oblaka (nizka, srednja ali visoka).
Oblaki na visoki ravni so med najhitreje premikajočimi, ker se tvorijo blizu vrha troposfere in jih potisne curek curka.
Barva
Barva oblaka je določena s svetlobo, ki jo dobi od Sonca. (Spomnimo se, da Sonce oddaja belo svetlobo; da je bela svetloba sestavljena iz vseh barv v vidnem spektru: rdeče, oranžne, rumene, zelene, modre, indigo, vijolične; in da vsaka barva v vidnem spektru predstavlja elektromagnetno valovanje drugačne dolžine.)
Postopek deluje takole: Ko Sončevi svetlobni valovi prehajajo skozi ozračje in oblaki, srečajo posamezne kapljice vode, ki sestavljajo oblak. Ker imajo kapljice vode podobne velikosti kot valovne dolžine sončne svetlobe, kapljice razpršijo Sončevo svetlobo v tipu razprševanja, znanem kot Mie sipanje v katerem vse valovne dolžine svetlobe so razpršene. Ker so vse valovne dolžine razpršene in skupaj vse barve v spektru sestavljajo belo svetlobo, vidimo bele oblake.
V primeru debelejših oblakov, kot je stratus, sončna svetloba prehaja skozi, vendar je blokiran. To daje oblaku sivkast videz.