Облаци могу изгледати као велики, пахуљасти мочварни сљез на небу, али у стварности су то видљиве колекције ситних капљице воде (или ледени кристали, ако је довољно хладно) који живе високо у атмосфери изнад Земљине површина. Овде разговарамо о науци о облацима: како се формирају, крећу и мењају боју.
Формација
Облаци се формирају када се парцела ваздуха уздиже са површине у атмосферу. Како се парцела успиње, она пролази кроз нижи и нижи ниво притиска (притисак се смањује с висином). Подсјетимо да зрак има тенденцију да се креће од подручја вишег до нижег притиска, тако да док парцела путује у подручја нижег притиска, зрак унутар ње се гура према ван, узрокујући да се шири. Ово ширење користи топлотну енергију и стога хлади ваздушни пакет. Што даље путује, то се више хлади. Када се његова температура охлади на температуру росе, водена пара унутар парцеле кондензат у капљице течне воде. Те се капљице затим сакупљају на површинама прашине, полена, дима, прљавштине и честица морске соли језгра
. (Ова језгра су хигроскопска, што значи да привлаче молекуле воде.) У овом тренутку - када се водена пара кондензира и наслања на кондензациона језгра - облаци формирају и постају видљиви.Облик
Јесте ли икада довољно дуго посматрали облак да бисте видели како се шири према споља, или сте скренули поглед на тренутак само да бисте установили да када се осврнете, његов облик се променио? Ако је тако, радо ћете знати да то није ваша машта. Облици облака се непрестано мењају захваљујући процесима кондензације и испаравања.
Након формирања облака, кондензација не престаје. Због тога понекад примећујемо како се облаци шире у суседно небо. Али како струје топлог, влажног ваздуха и даље расту и хране се кондензацијом, суши ваздух из окружења на крају инфилтрира плутајући стуб зрака у процесу званом ентраинмент. Када се овај сувији ваздух уведе у тело облака, он испарава капљице облака и узрокује да се делови облака распрше.
Кретање
Облаци почињу високо у атмосфери јер су тамо створени, али остају суспендовани захваљујући ситним честицама које садрже.
Капљице воде облака или кристали леда су врло мале, мање од микрона (то је мање од једне милионите метра). Због тога врло споро реагују гравитација. Да бисте визуализовали овај концепт, узмите у обзир стијену и перо. Гравитација утиче на сваког, међутим стена брзо пада, док се перо постепено спушта на земљу због лакше тежине. Сада упоредите перо и појединачне честице облака капљица; честици ће требати још дуже него што перо опада, а због ситне величине честице, и најмањи покрет ваздуха ће га задржати у покрету. Пошто се ово односи на сваку капљицу облака, односи се и на сам облак.
Облаци путују горњим нивоом ветрови. Крећу се истом брзином и у истом смеру као и преовлађујући ветар на нивоу облака (низак, средњи или висок).
Облаци високог нивоа су међу најбрже покретним јер се формирају близу врха тропосфере и гура их млазни ток.
Боја
Боја облака се одређује светлошћу коју добија од Сунца. (Подсетимо се да Сунце емитује белу светлост; да се бела светлост састоји од свих боја у видљивом спектру: црвене, наранџасте, жуте, зелене, плаве, индиго, љубичасте; и да свака боја у видљивом спектру представља електромагнетни талас различите дужине.)
Процес функционише овако: Док Сунчеви светлосни таласи пролазе кроз атмосферу и облаци, сусрећу се са појединачним капљицама воде које чине облак. Како капљице воде имају сличну величину као таласна дужина сунчеве светлости, капљице распршују Сунчеву светлост у типу распршења познатом као Мие расејање у којима све таласне дужине светлости су расуте. Пошто су све таласне дужине расуте и све боје у спектру чине белу светлост, видимо беле облаке.
У случају дебљих облака, попут стратуса, сунчева светлост пролази, али је блокирана. Ово даје облаку сивкаст изглед.