Awan mungkin terlihat seperti marshmallow besar dan halus di langit, tetapi pada kenyataannya, mereka adalah kumpulan kecil tetesan air (atau kristal es, jika cukup dingin) yang hidup tinggi di atmosfer di atas Bumi permukaan. Di sini, kita membahas ilmu cloud: bagaimana mereka membentuk, bergerak, dan mengubah warna.
Pembentukan
Awan terbentuk ketika sebidang udara naik dari permukaan ke atmosfer. Saat parsel menanjak, ia melewati tingkat tekanan yang lebih rendah dan lebih rendah (tekanan berkurang dengan ketinggian). Ingatlah bahwa udara cenderung bergerak dari area bertekanan tinggi ke rendah, sehingga saat parsel bergerak ke area bertekanan rendah, udara di dalamnya mendorong ke luar, menyebabkannya mengembang. Perluasan ini menggunakan energi panas, dan karenanya mendinginkan paket udara. Semakin jauh perjalanannya, semakin dingin. Ketika suhunya dingin hingga mencapai suhu titik embunnya, air menguap di dalam bungkusan itu mengembun ke dalam tetesan air cair. Tetesan ini kemudian mengumpulkan pada permukaan debu, serbuk sari, asap, kotoran, dan partikel garam laut yang disebut
inti. (Nuklei ini bersifat higroskopis, artinya mereka menarik molekul air.) Pada titik ini — ketika uap air mengembun dan mengendap menjadi nuklei kondensasi — awan terbentuk dan menjadi terlihat.Bentuk
Pernahkah Anda menyaksikan awan cukup lama untuk melihatnya mengembang ke luar, atau memalingkan wajah sesaat hanya untuk menemukan bahwa ketika Anda melihat kembali bentuknya telah berubah? Jika demikian, Anda akan senang mengetahui itu bukan imajinasi Anda. Bentuk awan selalu berubah berkat proses kondensasi dan penguapan.
Setelah awan terbentuk, kondensasi tidak berhenti. Inilah sebabnya kami terkadang melihat awan mengembang ke langit tetangga. Tetapi karena arus udara yang hangat dan lembab terus naik dan memberi makan kondensasi, udara yang lebih kering dari lingkungan sekitarnya akhirnya menyusup ke kolom udara apung dalam proses yang disebut entrainment. Ketika udara yang lebih kering ini dimasukkan ke dalam tubuh awan, ia menguapkan tetesan-tetesan awan dan menyebabkan bagian-bagian dari awan itu menghilang.
Gerakan
Awan mulai tinggi di atmosfer karena di situlah mereka diciptakan, tetapi mereka tetap tersuspensi berkat partikel kecil yang dikandungnya.
Tetesan air awan atau kristal es sangat kecil, kurang dari a mikron (itu kurang dari sepersejuta meter). Karena itu, mereka merespons dengan sangat lambat gravitasi. Untuk membantu memvisualisasikan konsep ini, pertimbangkan batu dan bulu. Gravitasi mempengaruhi masing-masing, namun batu itu jatuh dengan cepat sedangkan bulu secara bertahap melayang ke tanah karena bobotnya yang lebih ringan. Sekarang bandingkan bulu dan partikel tetesan awan individu; partikel akan memakan waktu lebih lama dari bulu untuk jatuh, dan karena ukurannya yang kecil, gerakan udara sekecil apapun akan membuatnya tetap tinggi. Karena ini berlaku untuk setiap tetesan cloud, ini berlaku untuk seluruh cloud itu sendiri.
Awan bepergian dengan tingkat atas angin. Mereka bergerak dengan kecepatan yang sama dan dalam arah yang sama dengan angin yang ada di tingkat awan (rendah, sedang, atau tinggi).
Awan tingkat tinggi adalah yang paling cepat bergerak karena terbentuk dekat bagian atas troposfer dan didorong oleh aliran jet.
Warna
Warna awan ditentukan oleh cahaya yang diterimanya dari Matahari. (Ingat bahwa Matahari memancarkan cahaya putih; bahwa cahaya putih terdiri dari semua warna dalam spektrum yang terlihat: merah, oranye, kuning, hijau, biru, nila, ungu; dan bahwa setiap warna dalam spektrum yang terlihat mewakili gelombang elektromagnetik dengan panjang yang berbeda.)
Prosesnya bekerja seperti ini: Saat sinar matahari melewati atmosfer dan awan, mereka bertemu tetesan air individu yang membentuk awan. Karena tetesan air memiliki ukuran yang sama dengan panjang gelombang sinar matahari, tetesan tersebut menyebarkan cahaya Matahari ke dalam jenis hamburan yang dikenal sebagai Hamburan Mie di mana semua panjang gelombang cahaya tersebar. Karena semua panjang gelombang tersebar, dan bersama-sama semua warna dalam spektrum membentuk cahaya putih, kita melihat awan putih.
Dalam kasus awan yang lebih tebal, seperti stratus, sinar matahari melewati tetapi terhalang. Ini memberi awan penampilan abu-abu.