一朵云的重量将近50万公斤,那为什么它掉不下来?

2022-10-19 07:27

2022-10-19 11:09
因为云朵的密度非常小,会悬浮在空中,所以它不会掉下来。
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白云飘飘,浮云悠悠,假如一朵云的重量将近50万公斤(500吨),那为什么它不掉下来?笔者也很好奇,经过简单的推算,原来如此,它还真有掉不下来的科学道理。

云到底是怎么形成的呢?

太阳照在地球的表面,地表水分蒸发,水蒸气上升到高空后因为过高的气压和过低的温度而不断膨胀形成饱和的水汽。

当饱和的水汽遇到高空中的灰尘或其它漂浮物,就会凝结在一起,当聚集的水汽到一定程度,就会被上升气流托向空中,形成漂浮在空中的云。

云的质量这么大,它们有是如何漂浮停留在天空中的呢?

首先,形成云的典型水滴半径很小,从几微米到几十微米不等。任何物体下落的速度与它的质量和表面积有关,对于近似球形的粒子,质量与半径的立方成正比;而粒子的朝下表面积与半径的平方成正比,因此,当一个小水滴变大时,它的质量比它的下表面积新增更快,水滴下落得更快。而即使半径为100微米的大水滴,其下落速度只有每秒27厘米。

另外,大气中存在上升气流,也可以抵消小粒子的下降速度,促成云的漂浮。云一般在向上移动的空气中形成、存活和生长,上升的空气随着压力的减小而膨胀,而膨胀成稀薄的高空空气会导致冷却,这有助于云的生存和生长。层状云和对流云都存在每秒几米以上的上升气流,在这两种情况下,大气的上升足以抵消云粒子的下降速度。

此外,云的内部可能处在动荡平衡之中,当水滴下降到云底高度以下时,落下的水滴就会蒸发。在那一点上,它再次将成为水蒸气上升,所以云层的底部一般很平坦,因为这是形成可见液滴的临界水平。不过,有时云确实变得太重而不能停留在高处,这就导致了降水,比如下雨或下雪。其他时候,周围的空气变得足够温暖,可以将云转化为水蒸气,使云变小或消失在空气中。

光照、气温、风速多方面影响

此外,云朵在空中受到太阳光照、气温等多方面影响,云中的水汽一直处于蒸发和凝结状态,导致云的密度是随时变化的。当太阳光照变强时,云朵会处于蒸发上浮状态直至消失,所以很多艳阳高照的天气下基本万里无云;而当冷空气来袭时,云朵上的水蒸气会迅速受冷凝结形成小水珠,导致云层变厚,当小水珠碰撞形成大水珠后重力大约其浮力,就会形成降雨导致云朵以雨的形式掉下来。

总之,云的重量虽大,但其密度极低,又受到光照、温度等多方面影响,使其处于无规则漂浮状态而不会直接掉下来。

是由成千上万个水滴组成,虽然这是水滴加在一起非常的重,但是这些水滴分开来看,其实重量是非常轻的,所以云朵掉不下来。
因为云的水分子都是非常小的颗粒,这些颗粒被风吹了起来,风速超过了云朵掉落的速度。