你知道一朵雲的重量將近550噸!為什麼它掉不下來?

白雲飄飄,浮雲悠悠,雲是什麼?其實雲的本質是水,確切地說是大氣中的水蒸氣遇冷液化成的小水滴或凝華成的小冰晶,所混合組成的漂浮在空中的可見聚合物。

科學家測量積雲的密度約為0.5克每立方米,積雲是蓬鬆的白雲,雲的具體密度取決於它們的類型,花邊捲雲的密度較低,而雨雲更密。一個典型的積雲大約長寬高各有1千米,按照0.5克每立方米的密度計算結果整個積雲的重量正好是50萬公斤。積雨雲的密度要大得多,體積也要大得多,可能重達100萬噸,相當於一群大象漂浮在你的頭頂。

你知道一朵雲的重量將近550噸!為什麼它掉不下來?

既然雲是水那必然會有重量,那為什麼它不掉下來,懸在天空中?

我們都知道的一個常識:假設一個物體放在某個環境,它的密度小於所處的環境密度就會向上浮,比如木板的密度小於水就會浮在水面,石頭密度大於水就會沉下去

同理,我們常見的水都液態的,在標準條件下,水在液態的狀態下密度(103千克/立方米)遠遠大於空氣(空氣密度約為1.29Kg/m3),由上面我們知道雲是水構成的,但是它狀態與液態水不同,它是由地面蒸發的水蒸氣飄到高空中,雲的密度很小(至於多小暫且不討論)能懸掛在空中它的密度絕對小於空氣的密度,因此它才可以逐漸從地面漂浮到高空。

你知道一朵雲的重量將近550噸!為什麼它掉不下來?

一朵飄在天上的雲,看起來是一個整體,但其實它是許多非常微小的水滴或冰晶(或者兩者混合體)的組合,雲滴的直徑是非常非常小的,大部分雲滴的半徑只有2~15微米,雲滴之間也是有空隙的。

雲滴的粒子小到什麼程度呢?把它和雨滴比較一下就能感受到了。

因為雲雖然掉不下來,但是雲滴經過凝結、碰並增長之後的雨滴是會掉下來的。

另外,大氣中存在上升氣流,也可以抵消小粒子的下降速度,促成雲的漂浮。雲一般在向上移動的空氣中形成、存活和生長,上升的空氣隨著壓力的減小而膨脹,而膨脹成稀薄的高空空氣會導致冷卻,這有助於雲的生存和生長。層狀雲和對流雲都存在每秒幾米以上的上升氣流,在這兩種情況下,大氣的上升足以抵消雲粒子的下降速度。

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此外,雲的內部可能處在動盪平衡之中,當水滴下降到雲底高度以下時,落下的水滴就會蒸發。在那一點上,它再次將成為水蒸氣上升,所以雲層的底部一般很平坦,因為這是形成可見液滴的臨界水平。


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