03.05 风是地球的绝缘体,有的云会产生同心光环

闪电是云、风或地球之间空气中能量很大的大火花。在闪电产生的早期阶段,风是云的正电荷和负电荷之间以及云与地球之间的绝缘体。当其他电荷积聚到一定程度时,风的绝缘能力就会减弱,于是就产生了我们所知的闪电能量的快速流动。

这道闪电暂时平衡了空气中的带电区域,直到其他带电区域再次恢复平衡。

风是地球的绝缘体,有的云会产生同心光环


虽然大多数闪电都是在风暴云底部的正电荷上产生的,但每5次闪电中就有1次是在云顶部附近的正电荷上产生的。这导致强大的云地之间的电流,大地中和了云中强大的电荷,物理学家称之为“准静电环境”,电荷通过三维区域扩散。

例如,在电子管中,从阴极发出的电子不会立即到达阳极,而是需要有限的时间才能到达阳极。这些电子在阴极形成电子云,电子云不断地被移动到阳极的电子消耗,并被阴极发射的电子补充。这和云层中电荷与大地中和非常相似。

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除了电荷的产生,云层产生雨滴也是颇具趣味的,有的云积累了很多水但就是不下雨和下雪。

因为云是由向上流动的气流产生和维持的,水滴必须有足够的大小来克服气流的升力,然后才会以小雨的形式落到地球上。单独的凝结只会产生足够大小的水滴来形成雨,一些液体的云,无论是热的还是过冷的,它们都是平衡的云,这些液滴的大小被限制在几十微米内,这些云可能会持续一段时间而不产生雨或雪。

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当然有的云并不是真正的云。有一种特殊的天气现象,云在到达地表之前就会融化形成雨云,人们发现的层积云或高积云都被命名为卷积云,它是积雨云组织的前身。有些云的形成是由于与特定地理特征的相互作用,而不是与云的相互作用,这类云中最奇特的特征是牵牛花形状,它是一种移动的圆柱形云,在澳大利亚北部卡彭塔利亚水域的周围便有很多这种云,这种云啥时候出现,看起来是不可预测的,人们也无法时刻知道这种云何时会出现。

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“云”这个字本身也有趣,云的英文是“cloud",起源于古英语,意思是小山或石头。在13世纪初,这种语言开始被用作雨云的比喻,因为大石头和积云在外观上很相似。云层地面上的特征性形状是由云层内局部下沉气流引起的向下朝向的气泡状突起,有时也被称为乳房云,在20世纪世界气象组织对拉丁语进行标准化之前便使用了这个名字,有时也与卷云、卷积云、高层云和层积云相似。

另外,卷层云通常会形成光环,因为它们几乎完全由冰晶组成的,容易反射太阳光。卷积云和卷层云有时被通俗地称为“卷状群”,因为它们通常与卷云有联系,在结构中,卷积云实际上是较高的积云,卷层云是层状的,类似于高层云和底层纸云。

风是地球的绝缘体,有的云会产生同心光环


更罕见的是,成群的卷云能够创造出壮丽的景象,产生一组同心的,颜色暗淡的光链。当云中的冰晶是非球形的时候,卷云就会形成壮丽的景象,不过,研究人员指出,这些冰晶的大小必须在0.009毫米到0.015毫米之间。


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