Chiều hè ngước lên: chục đám mây bông rải khắp trời, đám to đám nhỏ, đỉnh nhấp nhô mỗi cái một kiểu — nhưng đáy thì phẳng lì, và tất cả nằm trên cùng một mặt phẳng ngang, như ai kê chúng lên tấm kính vô hình. Muốn biết tấm kính ấy cao bao nhiêu thì không cần ngước lên: hai nhiệt kế là đủ.
Hai đường đuổi nhau, 8 độ mỗi kilômét
Nắng hâm mặt đất, khối khí sát đất nhẹ hơn xung quanh và bốc lên. Lên cao thì áp suất giảm, khí nở ra, mà nở thì phải tự trả giá bằng nội năng: 9,8 °C mỗi kilômét, không thương lượng, chừng nào chưa có giọt nước nào ngưng.
Nhưng điểm sương của chính khối khí ấy cũng tụt theo. Số phân tử nước trên mỗi kilogram không khí giữ nguyên, nhưng thể tích nở ra nên hơi loãng đi, mà hơi càng loãng thì càng phải lạnh hơn mới chịu ngưng. Tính lại từ công thức Magnus cộng phương trình thuỷ tĩnh: 1,7–2,0 °C mỗi kilômét trong dải thời tiết Việt Nam, gọi tròn 1,8.
Hai đường trong demo vì thế khép lại 8,0 °C mỗi kilômét. Chỗ chúng chạm nhau, không khí bão hoà và trong suốt hoá đục: đó là đáy mây — một độ cao, không phải một chỗ.
125 mét cho mỗi độ chênh lệch
z = (T − Td) / (9,8 − 1,8) km = 125 × (T − Td) [mét]Trưa Hà Nội đầu hè: nhiệt kế 34 °C, điểm sương 25,5 °C — độ ẩm 61%. Chênh 8,5 độ, nhân 125: đáy mây ở 1 063 m, nơi không khí còn 23,6 °C. Giải lại cho đủ (Magnus, đoạn nhiệt khô, thuỷ tĩnh) ra 1 081 m — phép nhân bỏ túi lệch 1,7%, và trên toàn dải slider không quá 3,1%.
Giữ nguyên 34 °C mà kéo điểm sương lên 30,1 °C — độ ẩm 80%, đúng kiểu trước cơn giông — đáy mây tụt còn 488 m: trời oi thì mây sà thấp, không phải ảo giác. Chiều ngược lại, sa mạc 42 °C với điểm sương 5 °C đẩy đáy lên 4 625 m, hơn Fansipan gần 1 500 mét.
Vì sao cả bầu trời cùng một đáy
Độ cao ấy không phải tính chất của đám mây, mà của khối khí bên dưới: cả thành phố nằm trong một lớp khí đã trộn đều nên T và Td giống nhau ở mọi điểm, và mọi luồng khí nóng bốc lên — từ mái tôn hay từ ruộng lúa — đều chạm ngưỡng ngưng tụ ở đúng một cao độ. Đáy phẳng vì phép tính chỉ có một đáp số cho cả bầu trời.
Đỉnh mây thì mỗi cái một kiểu, vì trên đáy luật chơi đổi: hơi ngưng nhả nhiệt ẩn ra, khối khí chỉ còn nguội ~6 °C/km nên vẫn ấm hơn xung quanh và tiếp tục nổi — chỗ đường xanh trong demo gãy khúc chính là chỗ đó. Nó leo được bao xa là chuyện năng lượng nổi tích luỹ được của riêng từng luồng. Một mặt sàn chung, trăm cái nóc riêng.
Mặt sàn ấy còn dâng theo giờ. Sáng 8 h Hà Nội 28 °C, điểm sương 25,5: đáy mây 313 m. Tới 13 h nhiệt độ lên 34 °C mà điểm sương gần như đứng yên — đáy lên 1 063 m, dâng 750 mét trong năm tiếng, 150 m mỗi giờ.
Phi công tính nhẩm con số này trước khi cất cánh
Trong bản tin METAR, T và Td luôn đứng cạnh nhau; hiệu của chúng có tên riêng: spread. Quy tắc nhẩm trong buồng lái là 400 foot cho mỗi độ spread — 125 m đúng ra là 410 ft, lệch 2,5%, thừa chính xác cho phép tính trong đầu. Nguy hiểm nằm ở đầu kia của thang: trần mây tối thiểu để bay bằng mắt là 1 000 ft (305 m), ứng với spread vỏn vẹn 2,4 °C. Chiều tối nhiệt độ tụt nhanh hơn điểm sương rất nhiều, spread co lại từng phút — sân bay quang đãng có thể đóng trong nửa giờ.
Trường hợp biên: khi đáy mây rơi xuống 0 mét
Đẩy hai slider lại gần nhau tới khi T = Td, công thức trả về 0. Nó không hỏng: mây đáy 0 mét chính là sương mù, bạn đang đứng bên trong. Chỉ là cơ chế đã đổi phe — khối khí chẳng bốc lên đâu cả, nó nằm im và bị bức xạ đêm làm lạnh tại chỗ cho tới khi chạm điểm sương. Sa Pa “chìm trong mây” là chuyện ấy, và 125 mét không mô tả nó: đó không phải mây đối lưu.
Biên thật sự thì nằm ở mẫu số. Nếu điểm sương cũng tụt đúng 9,8 °C mỗi kilômét, mẫu số hoá 0: hai đường song song, không bao giờ gặp, bầu trời vĩnh viễn không có lấy một đám mây tích. May là khoảng cách giữa hai độ dốc rất bền — kéo slider suốt dải 1,5–2,0 °C/km, hằng số chỉ nhúc nhích từ 120 tới 128 mét mỗi độ. Trên biển thì sai theo kiểu khác: lớp khí sát mặt nước ẩm hơn lớp mà nhiệt kế trong lều đo được, nên đáy mây thật luôn thấp hơn số bạn tính — và không thuỷ thủ nào sửa công thức, họ chỉ trừ bớt.