云飘在天空的奥秘

云,是指悬浮在空中,不接触地面,肉眼可见的水滴、冰晶或水滴和冰晶的混合体。

云是地球上庞大的水循环有形的结果。太阳照在地球的表面,使水分蒸发后形成水蒸气,一旦大气中的水汽过于饱和,水分子就会聚集在空气中的微尘周围,由此产生的水滴或冰晶将阳光散射到各个方向,这就产生了云的外观。

云形成于当潮湿空气上升并遇冷时的区域,这时会产生以下几种云:

一是锋面云,即锋面上暖气团抬升成云。

二是地形云,即当空气沿着正地形上升时形成的云。

三是平流云,当气团经过一个较冷的下垫面时形成的云。

四是对流云,即因为空气对流运动而产生的云。

五是气旋云,因为气旋中心气流上升而产生的云。

云也有重量,云的重量就是云中所含水滴的重量。水滴的含量会因为云的类型不同而不同。积云的含水量为每立方米0.2克至1克;高积云的含水量为每立方米0.2克至0.5克;层云或层积云的含水量为每立方米0.1克至0.5克;雨层云的含水量每立方米可达15克。例如,一片1立方千米的积云,如果按每立方米平均含水量为0.2克计算,其重量为200吨。

为什么如此重的云团仍然能悬在空中,不会落在地上呢?这主要是由于上升气流的作用。因为云中的小水滴的直径为0.01毫米,它向下自然下落的速度是每秒0.5厘米。这样,一个小小的上升气流就能使云团悬浮起来。

一方面空气对云滴有向上的浮力作用,另一方面云滴下落时还受到空气的阻力。这种阻力的大小与云滴大小成正比,与下落的速度成正比。

如果云滴开始下落,浮力和阻力就起到阻挡作用。当这两个力的合力与云滴受的重力相等时,它就以不变速度下落。但是这个下落速度很小,每小时不足两米。同时云滴在下落过程中,因压缩而增温,使云滴由于蒸发又重新变成水汽。所以,我们看到的云总是悬浮在空中的。

如果爬山的人站在山下往上看,山腰处白云缭绕;当爬到半山腰时,却不见了白云,只见是迷雾茫茫;再往上爬时,则是另一番景色了。天空阳光四射,只见眼前一片云海,这种现象就告诉人们,云和雾实质上是一样的,只是所处的高度不同而已。天空的云变化多端,有高有低。离地面最高的云有10.000多米,离地面最低的只有几十米,甚至经常和地面上的雾连成一片。

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火烧云是在日出或日落时出现的一种赤色云霞,常出现在夏季,特别是在雷雨后的日落前后。由于地面蒸发旺盛,大气中上升气流的作用比较大,使火烧云呈现出千变万化的形态,十分美丽。