最近幾天我國南方大部分地區暴雨持續，局地更是有雷暴大風甚至冰雹等強對流天氣。我國對于暴雨的标準是24小時内降雨量達到50至100毫米，如果不好理解，可以找一個桶壁和桶底垂直且開口為1平方米的圓桶，下雨時将其放到開闊場地，如果24小時内桶裡面的水面高度達到50毫米，那麼表明這段時間下的是一場暴雨。

以宜興市為例，宜興市面積約1996平方公裡，從昨天到今天24小時降雨量約46.9毫米，差不多有九萬三千噸的雨水降落了下來，或者說宜興市上空飄過了一艘航空母艦，而降雨量更大的地區上空相當于飄着一支航母編隊了。

我們知道雨是從雲裡面降落下來的，雲主要是由空氣中的水蒸氣遇冷形成小水滴或者小冰晶組成，地表的江河湖海以及綠色植物在吸收熱量後都會蒸發大量的水分。水蒸氣在上升時由于大氣壓的降低，其自身逐漸膨脹，這個過程可以近似為一個絕熱過程，熱力學第一定律告訴我們，絕熱過程中系統對外做功其内能減少，因此上升的水蒸氣會逐漸變冷，并導緻空氣的飽和水汽壓變低，當超過極限值時，空氣中多餘的水蒸氣就會在凝結核的作用下變成小水滴或者冰晶，此時便形成了雲。

美國國家大氣研究中心在2013年做過一項研究，數據表明通常我們在晴天看到的白雲，其水密度為0.5克每立方米，而積雨雲的水密度顯然更高。在空間上積雨雲底部距離地面在一公裡左右高度而頂部最高可達一萬米左右的對流層底部，綿延數公裡至數百公裡不等，按此計算一片龐大積雨雲的含水量遠遠超過一百萬噸。那如此重的雲是如何飄在天上的呢？

我們知道空氣中的水百分之九十都在對流層，而對流層的熱量主要源自地表的熱傳導效應以及長波輻射，因此整個對流層在空間上表現為下熱上冷，這就造成對流層在垂直方向上會出現上下對流現象，底部的空氣被地面加熱後會逐漸上升，而上升的氣流會托起雲層中的小水滴或者小冰晶從而使這些水不會快速的落到地面。

除此之外，小水滴的體積非常微小，其直徑僅為0.002毫米左右，雖然積雨雲本身像山一樣龐大，但是它在微觀上也是由一個一個小水滴構成。科學研究發現，由于空氣阻力的作用，即使多個小水滴聚集成100微米的大水滴，其下落速度也不會超過30厘米每秒，這有點類似于螞蟻從飛機上掉下來然後餓死在半空。雲的形成是一種動态的過程，即使有小水滴從雲中落下來，這些小水滴很有可能在下降的過程中又被轉變為水蒸氣升入空中。綜上所述，雲雖然非常重，但是依然可以漂浮在空中。

當然，雨雪的出現就代表了空氣無法托起雲。降水的形成可以看做是雲内部小水滴或者小冰晶不斷壯大的結果。雲層内部的對流會使大量的小水滴或者小冰晶碰撞融合，在這個過程中也會吸收周圍空氣中的水蒸氣不斷壯大自己，當空氣無法托住它們時，雲也完成了自身的“減負”。

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