De tekening van een kind door de lucht toont meestal gezwollen, ballonachtige wolken die in schril contrast staan met een blauwe achtergrond. Nu heeft een holografisch apparaat dat aan een vliegtuigvleugel is bevestigd, aangetoond dat eenvoudige schets in feite een vrij goede gelijkenis kan zijn van echte stapelwolken.
gerelateerde inhoud
- Op een warmere planeet vormen zich minder wolken en stijgen de temperaturen verder
- Als Clouds muziek kon maken, hoe zou het klinken?
Het hightech-systeem beeldde de kleine druppeltjes aan de randen van wolken af en ontdekte dat er een scherpe overgang is tussen wolk en lucht. De resultaten kunnen wetenschappers helpen betere klimaat- en weermodellen te bouwen die de effecten van wolken nauwkeuriger weergeven.
Alle wolken zijn verzamelingen kleine water- en ijskristallen die klein genoeg zijn om niet te snel te vallen. Afhankelijk van hoe die deeltjes het zonlicht verspreiden, kunnen wolken er helder wit of somber grijs uitzien. En wanneer de druppels botsen en samenvloeien, vallen water en ijs eruit als neerslag.
"Hoe wolken licht verspreiden en hoe snel ze neerslag kunnen vormen, is sterk afhankelijk van het aantal en de grootte van de deeltjes die erin zitten", merkt co-auteur Raymond Shaw op, een atmosferisch wetenschapper aan de Michigan Technological University. Maar tot nu toe hebben wetenschappers niet kunnen zien wat er met die deeltjes gebeurt.
Shaw en zijn collega's maakten gebruik van een apparaat dat de Holographic Detector for Clouds of HOLODEC wordt genoemd en dat aan de rand van de vleugel van een vliegtuig wordt vastgemaakt. Terwijl het vliegtuig door een wolk vliegt, maakt een laserstraal een driedimensionale opname van de deeltjes erin.
"We kunnen honderden, zelfs duizenden wolkdruppeltjes meten, inclusief hun afmetingen en hoe ze zijn geclusterd in de ruimte, allemaal binnen een volume van ongeveer de grootte van een markeerstift, " zegt Shaw.
De onderzoekers vlogen de HOLODEC door stapelwolken boven Colorado en Wyoming. Ze concentreerden zich op geïsoleerde soezen zodat ze verschillende keren terug konden vliegen om druppels te zien in verschillende stadia van de levenscyclus van een wolk, merkt co-auteur Jeffrey Stith van het National Center for Atmospheric Research op.
De technologie was in staat om 'een opmerkelijk zicht op wolken op microscopisch niveau te bieden, net zoals je zou kunnen zien als je een microscoop in een wolk kunt brengen om individuele druppeltjes te bekijken als ze droge luchtplekken tegenkomen die zich vermengen met de wolk, " hij zegt.
De holografische detector voor wolken is hier te zien vastgebonden aan de onderkant van een vliegtuigvleugel. (NCAR) Huidige weer- en klimaatmodellen gaan ervan uit dat alle deeltjes in een wolk zich hetzelfde gedragen, maar de nieuwe studie, die deze week in Science verschijnt, vond dat een deelverzameling van de druppels volledig verdampt, waardoor verschillende randen ontstaan.
"We weten allemaal dat wolken op grote schaal scherpe randen kunnen hebben, maar het is fascinerend om die scherpte te zien wanneer 10.000 keer dichterbij wordt ingezoomd", zegt Shaw. Dergelijke kennis kan leiden tot verbeterde weers- en klimaatvoorspellingen.
Het maken van 3D-afbeeldingen van de HOLODEC-gegevens vereist geavanceerde computerprogramma's die gebruikmaken van geavanceerde grafische kaarten die vergelijkbaar zijn met die welke worden gebruikt door videogamers, voegt Shaw toe.
"Ik veronderstel dat we al die generaties tieners moeten bedanken voor hun bijdrage aan dit diepere begrip van wolken, " zegt hij.
