Почему облака останавливаются на одной высоте, а не на другой

Я хотел бы спросить, почему облака останавливаются на такой, а не на другой высоте.

1. Если с высотой становится холоднее, то поднимающийся водяной пар должен немедленно сконденсироваться и упасть на землю в виде воды.
2. почему основание облаков снизу плоское?

ОТВЕТ

В вопросе есть несколько недоразумений. Но шаг за шагом: облака не "останавливаются" на определенной высоте, а образуются и исчезают в результате термодинамических процессов в атмосфере. Это процессы, приводящие к конденсации водяного пара, присутствующего в воздухе, и испарению/сублимации облачных капель/кристаллов. Везде, где происходят такие процессы (это может быть подъем определенных объемов воздуха, смешение различных воздушных масс, радиационные процессы, приводящие к охлаждению/нагреванию определенных объемов воздуха), возникают или исчезают облака. Отсюда их богатство форм, структур, свойств.

И теперь мы можем перейти к конкретным вопросам.

1. Этот вопрос касается облаков, образующихся в процессе подъема, во время которого происходит адиабатическое расширение. При увеличении объема воздуха, содержащего водяной пар, он испытывает все более низкое давление и расширяется, в результате чего увеличивается его объем, что вызывает охлаждение. Если в этом процессе температура воздуха опускается ниже так называемой температуры точки росы, водяной пар, присутствующий в воздухе, начинает конденсироваться. Конденсация происходит на крошечных частицах, так называемых ядрах конденсации, которые присутствуют в атмосфере. Этих частиц много, поэтому при конденсации образуется множество мельчайших капелек. Эти капли весят мало и падают медленно - со скоростью миллиметры или сантиметры в секунду, потому что для таких маленьких объектов вес уже эффективно уравновешивается сопротивлением воздуха при очень низких скоростях. Отсюда впечатление, что облака "висят в воздухе". Только гораздо более крупные капли (чем те, которые образуются при конденсации) падают гораздо быстрее. Однако процессы, приводящие к их образованию (многочисленные столкновения - типичная капля осадков образуется в результате столкновения миллиона капель, образовавшихся в результате конденсации) или процесс роста в так называемом "смешанном" облаке (содержащие капли воды и кристаллы льда рядом друг с другом) длятся довольно долго, отсюда и относительно долгая "жизнь облаков".
2. Основание только некоторых облаков плоское. Это относится к конвективным облакам, образующимся в результате подъема воздушных масс. Проще говоря, условия, при которых происходит конденсация однородно перемешанного объема воздуха, содержащего водяной пар, в таком процессе, зависят от давления. Таким образом, когда достигается давление конденсации, температура достигает температуры точки росы, и пар начинает превращаться в капли. Поверхности постоянного давления в атмосфере горизонтальны, отсюда и горизонтальное основание таких облаков. Другие облака, такие как циррус, стратокумулус и нимбостратус, вообще не имеют плоских оснований.