עובדות בסיסיות שכולם צריכים לדעת על עננים

עננים עשויים להיראות כמו מרשמלו גדולים ומלאי שמיים בשמיים, אך במציאות הם אוספים גלויים של זעירים טיפות מים (או גבישי קרח, אם זה מספיק קר) שחיים גבוה באטמוספירה מעל כדור הארץ משטח. כאן אנו דנים במדע העננים: כיצד הם יוצרים, נעים ומשנים צבע.

עננים נוצרים כאשר חבילה של אוויר עולה מהשטח אל האווירה. עם עליית החבילה הוא עובר ברמות לחץ נמוכות ונמוכות (הלחץ יורד עם הגובה). נזכיר כי אוויר נוטה לנוע מאזורי לחץ גבוה יותר לתחתון, ולכן כאשר החבילה נעה לאזורי לחץ נמוך יותר, האוויר שבתוכו דוחף כלפי חוץ, וגורם לו להתפשט. התרחבות זו משתמשת באנרגיית חום ולכן מקררת את חבילות האוויר. ככל שהוא נוסע כלפי מעלה, כך הוא מתקרר. כאשר הטמפרטורה מתקררת לטמפרטורה של נקודת הטל, אדי המים בתוך החבילה מתעבה לטפטפות של מים נוזליים. טיפות אלה אוספות אז על משטחי אבק, אבקה, עשן, לכלוך וחלקיקי מלח ים הנקראים גרעינים. (גרעינים אלה הם היגרוסקופיים, כלומר הם מושכים מולקולות מים.) בשלב זה - כאשר אדי מים מתעבים ומתיישב על גרעינים עיבוי - עננים נוצרים ונראים לעין.

האם צפית אי פעם בענן מספיק זמן כדי לראות אותו מתרחב כלפי חוץ, או הסתכלת לרגע רק כדי לגלות שכשמסתכלים אחורה צורתו השתנתה? אם כן, תשמחו לדעת שזה לא הדמיון שלכם. צורות העננים משתנות ללא הרף בזכות תהליכי העיבוי והאידוי.

לאחר שנוצר ענן, העיבוי לא נפסק. זו הסיבה שלפעמים אנו מבחינים בעננים המתרחבים לשמיים הסמוכים. אך ככל שזרמי אוויר חם ולח ממשיכים לעלות ומזינים עיבוי, אוויר יבש מהסביבה הסובבת מסתנן בסופו של דבר לטור האוויר הצוף בתהליך שנקרא התביעה. כשמכניסים אוויר יבש זה לגוף הענן, הוא מאדה את טיפות הענן וגורם לחלקים מהענן להתפוגג.

עננים מתחילים בראש גבוה באטמוספירה מכיוון שזה המקום בו הם נוצרים, אך הם נשארים תלויים בזכות החלקיקים הזעירים שהם מכילים.

טיפות מים של ענן או גבישי קרח הם קטנים מאוד, פחות מ מיקרון (זה פחות ממיליון המטר). בגלל זה הם מגיבים לאט מאוד כוח משיכה. כדי לעזור לדמיין מושג זה, יש לקחת בחשבון סלע ונוצה. כוח הכבידה משפיע על כל אחד, אולם הסלע נופל במהירות ואילו הנוצה נסוגה בהדרגה לאדמה בגלל משקלו הקל יותר. עכשיו השוו נוצה וחלקיק טיפת ענן אינדיבידואלי; החלקיק ייקח עוד יותר זמן מהנוצה ליפול, ובשל גודלו הזעיר של החלקיק, תנועת האוויר הקלה ביותר תשמור עליו על גובהו. מכיוון שזה תקף לכל טיפת ענן, זה חל על כל הענן עצמו.

עננים נוסעים עם המפלס העליון רוחות. הם נעים באותה מהירות ובאותו כיוון כמו הרוח השוררת ברמת הענן (נמוכה, אמצעית או גבוהה).

עננים ברמה גבוהה הם מהזזים המהירים ביותר מכיוון שהם נוצרים בסמוך לראש הטרופוספירה ונדחקים על ידי זרם הסילון.

צבע הענן נקבע על ידי האור שהוא מקבל מהשמש. (נזכיר כי השמש פולטת אור לבן; שהאור הלבן מורכב מכל הצבעים בספקטרום הנראה לעין: אדום, כתום, צהוב, ירוק, כחול, אינדיגו, סגול; ושכל צבע בספקטרום הנראה מייצג גל אלקטרומגנטי באורך שונה.)

התהליך עובד כך: כאשר גלי האור של השמש עוברים באטמוספרה עננים, הם פוגשים את טיפות המים הבודדות המרכיבות ענן. מכיוון שלטיפות המים יש גודל דומה לאורך הגל של אור השמש, הטיפות מפזרות את אור השמש בסוג פיזור המכונה מיי מתפזר בו את כל אורכי הגל של האור מפוזרים. מכיוון שכל אורכי הגל מפוזרים, וביחד כל הצבעים בספקטרום מהווים אור לבן, אנו רואים עננים לבנים.

במקרה של עננים עבים יותר, כמו סטרטוס, אור השמש עובר אך חסום. זה נותן לענן מראה אפרפר.