Av Martin Hedberg
Moln har vi alla sett. Och de flesta vet att moln består av vattendroppar som är så små att de faller mycket långsamt. Ofta faller de långsammare än eventuella uppvindar.
Moln
Men hur små är molndropparna och hur många är de?
Jo, molndroppar är mellan 1 och 50 μm i diameter. En typisk molndroppe är 10 μm i diameter.
(1 μm, mikrometer, är en tusendels millimeter. Så en molndroppe är alltså en hundradels mm i diameter. Det är svårt att se (men lätt när de är många bredvid varandra 🙂 )
Hur många är de då?, Jo ett typiskt antal är 100.000 molndroppar per liter luft. Det kanske låter som rätt så många, men det är, sett till storleken på varje droppe, rätt långt mellan varje droppe.
Ju större droppar, desto färre per liter luft. När de är ca 50 μm i diameter så är det ca 1.000 per varje liter luft. Då börjar även fallhastigheten göra sig gällande med storleksordningen decimeter per sekund.
Molndroppar kan/kommer att slå samman. Till slut är de så stora att de kan kallas regndroppar. Fallhastigheten är då ett par meter per sekund. (Beroende på hur kraftiga uppvindarna är så kan dropparna trots detta vara kvar i molnet. I ”konvektiva” moln, stackmoln eller åskmoln, kan uppvindarna vara tio meter per sekund eller mer.)
För att skapa en regndroppe krävs det omkring en miljon molndroppar.
/Martin
PS. En gång flög jag skärm in i ett moln. Jag tog av mig handsken för att känna efter om det skulle kännas någon skillnad när jag flög in i det och om molnet var så mjukt som det såg ut. Men det var precis lika fluffigt och mjukt som dimma, dvs inte alls. DS.
.
PS nr 2.
Vi fick in en fråga till redaktionen som i förkortad form lät:
”Hej! Hur jag än försöker räkna på regndropparna får jag inte ihop det. 100.000 droppar à 10 mikrom per liter luft blir blötare än vad som är möjligt…”
Hur hänger det ihop? Vi räknar lite nedan:
1. Vi antar först att droppen är klotformad. (I verkligheten är den lite tillplattad undertill pga luftmotståndet då den faller. Mindre droppar är rundare, större är mer tillplattade.) Vi håller oss vidare till SI-enheter när vi räknar.
Volymen av en sfär, ett klot eller en rund droppe lyder V= (4 * pi * r3) / 3.
(Jag har inte klurat ut hur man skriver exponenter i den här bloggediteraren. Jag hoppas att ni förstår att r3 betyder ”r i kubik”, samt att tex ”52*10-15 m3″ betyder 52 gånger tio upphöjt till minus femton kubikmeter”)
Den typiska droppen hade en diameter på 10 μm, dvs radien är 5 μm (0,000005 meter). Volymen av en droppen blir då 52*10-15 m3.
100.000 droppar håller då volymen 52*10-12 m3.
Räknar man om det till liter (1 liter = 0,001 m3) så blir det 52*10-9 liter.
Det är med andra ord rätt lite vatten jämfört med vanlig luft i ett moln, 52 miljarddelar.
2. Man kan även tänka sig att man tar de 100.000 små molndropparna, med diameter 10 μm, och lägger bredvid varandra. De får då längden 100.000 * 10 μm = 1.000.000 μm = 1 meter.
Om man sedan klipper den metern i tio lika långa bitar och lägger i en kartong med sidan 1 dm (dvs med volymen en liter) så blir det ett tunt och smalt band i botten av vårt litermått.
Bandet har måttet 1 dm * 100 μm * 10 μm och dess volym blir 100*10-12 m3.
Volymen av de samlade molndropparna det kommer att vara något mindre än volymen av bandet. De 100.000 molndropparna hade volymen 52*10-12 m3.
(Det stämmer även om man jämför volymen av ett klot som är instängt i en box, om boxen har volymen 1 så har klotet volymen 0,52).
3. Så till frågan om regndroppen. Det gick åt omkring en miljon molndroppar till en regndroppe. Det gör att regndroppen kommer att ha volymen 520*10-12 m3.
Räknar man sedan baklänges, via formeln för klotets volym, för att kolla vilken storlek den droppen har så får man att det blir en radie på 0,5 *10-3 m, dvs 0,5 mm eller 1 mm i diameter.
Nu är ju som bekant inte alla regndroppar 1 mm i diameter. Det vi kallar regn håller sig vanligen mellan 0,1 och 7 mm. Så ta uppgiften om att det går åt en miljon molndroppar för att skapa en regndroppe med en nypa salt. Det kan vara både fler och färre, men det är i alla fall den storleksordningen.
Det är lite fascinerande att det kan komma så mycket regn ur ett moln, trots att vattnet i molnet är så ”utspätt” av luft. Men molnen fylls på med mer vatten kontinuerligt via avdunstning från växter, mark och vattendrag. Och molnen är rätt stora, det kan vara en mil från molnbas till molntopp.
Mycket vatten blir det. För att inte tala om hur många molndroppar det finns i ett moln…
/Martin
Intressant artikel 🙂