一朵云重几百吨为什么不会掉下来?

2020-10-10 13:14:47编辑:角落蓝天白云 , 青青草原 , 这是想象中最美的风景之一 。 有时候躺在草地上看着这白云朵朵飘过 , 会有一个疑问产生 。 这棉花糖似的白云到底会有多重?会不会从天上突然间掉下来?一朵云重几百吨为什么不会掉下来?
别轻易小看这一朵朵的“棉花糖” , 它们每一朵都有几百吨重!云是地球水循环系统中重要的组成部分 , 太阳照射在地球表面 , 水会蒸发成水蒸气 , 随着上升气流逐渐往高空去 , 随着高度的增加 , 温度会逐渐降低 , 平均每增加100米高度 , 气温会下降0.65摄氏度 。 当温度降到一定值时 , 水蒸气遇冷又凝结 , 并聚集在空气中的微尘周围 , 形成小水滴 。 越来越多的小水滴聚集在一起 , 便形成了云 。 即使是一块中等规模的云 , 它的重量都可以达到500吨以上 。一朵云重几百吨为什么不会掉下来?
那几百吨的云飘浮在空中 ,怎么不会因为地球引力而掉下来?水分子是由一个氧原子和两个氢原子组成 。 而地球上的空气主要成分是氮气和氧气 , 其中氮元素比氢元素要重 , 因此水分子相比于空气而言更轻 。 由于同温同压下 , 相同体积内的分子数相同 , 因此水分子较多的地方相比于周围其他的空气更轻 , 此时水分子就会因为更轻而上升 。 但是 , 再轻的水分子也会因为地球的引力而坠落 。 所以 , 漂浮在高空中的云也会受到地球引力影响 , 向下坠落 。 只不过这些小水珠的下落速度非常慢 。 在物理学上 , 有一个速度专门指像小水珠这样的微末物体的下落速度 , 被称之为“终端速度” 。 其实就是指终端速度和物体的质量以及展开面积有关 , 其中物体的质量越小 , 终端速度越慢 。一朵云重几百吨为什么不会掉下来?
小水珠的质量就非常小 , 以至于它们坠落的速度会非常非常慢 , 很多在我们看起来像是漂浮在空中一样 。 这些小水珠也会下降 , 只是在下降过程中又会被蒸发 , 重新升入高空形成小水珠 。 因此 , 云就是一个动态平衡的过程 。那为什么云有时候下的是雨有时候下的是雪 , 有时候甚至是冰雹呢?其实 , 从温度上来解释 , 很容易明白 。 本来 , 在高空的云块中 , 水就是以冰晶或是雪花状态凝结在一起形成了云 。 一两块孤独的云是不会兴起风浪下起孤独的雨 , 必须通过强烈的空气对流使大量的云块积累在一起 , 通过相互挤压碰撞 , 冰晶与冰晶之间相互碰撞摩擦后 , 才会使体积和重量变得更大更重 , 这样才会形成冰晶向地下坠落 。 而坠落的过程中 , 如果接近地面时的温度是0℃ , 那就是下雨;如果接近地面温度时是一朵云重几百吨为什么不会掉下来?
有人说了 , 夏天的时候当然下的只会是雨 , 怎么可能会是雪甚至冰雹?事实是夏天的极端天气变化下 , 也会下冰雹 。 冰雹的产生和强烈的上升气流有关 , 而夏季往往容易出现强烈的对流活动 。 当对流云发展强盛时 , 云顶高度可以达到10000米以上的高空 , 那里的温度在零下30-40℃,云中的上升气流不断将云下部增长的水滴送到云的中部 , 成为过冷水滴;云中的下沉气流可将上部的冰晶、雪花带到中部 , 过冷水滴和冰晶碰撞在一起形成了冰雹的核心 。 冰雹核在云中0℃层随上升和下沉气流不断升降、运动和增大 , 像滚雪球一样越来越大 , 当上升气流再也托不住不断增大的冰雹时 , 便降落到地面形成我们看到的冰雹 。一朵云重几百吨为什么不会掉下来?
四季的云 , 各有四季味道 。 秋季秋高气爽天高云淡、夏季碧空万里白云朵朵蔚为壮观、冬季漫天遮蔽残阳、春季轻风拂过轻云姿态万千 。 闲瑕之余 , 可以多仰望天空 , 找找那朵你心仪的云彩 。一朵云重几百吨为什么不会掉下来?
参考来源:科普中国 网易新闻客户端 知乎


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