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為什麼空中的雲不會掉下來

圖文更新时间:2024-09-28 19:43:06

雲是我們生活中經常見到的東西，但很多人可能不知道，看起來像棉花糖的雲，其實有着讓人難以置信的重量。以常見的雲為例，每立方米的積雨雲重量大約是0.5g，而一個中型規模的雲可能大約有10億立方米，重量約為500噸。到這肯定就有人好奇了：這麼重的雲，為什麼不會從天上掉下來呢？

為什麼空中的雲不會掉下來（一朵雲重量可達500噸）1

雲是怎麼形成的？

我們知道，雲的形成，和地球上的水循環有關，地球上海洋以及河流湖泊的水分蒸發之後，會凝結成雲，之後會形成雨，在地球引力的作用下，重新落到地面上。但是，水為什麼能蒸發呢？

根據阿伏伽德羅定律，在相同溫度以及壓強下，相同體積的任意氣體都含有相同數量的分子。地球大氣的成分，主要是由氮氣和氧氣組成，而這兩種氣體又分别由兩個氮原子和氧原子組成，但水是由兩個2個氫原子和1個氧原子組成的，氫和氧在化學元素周期表中比較靠前，因此同等條件下，水蒸氣比氮氣和氧氣都要輕，所以水蒸氣在空氣之中會上升。這和氫氣球會上升是一個道理。

為什麼空中的雲不會掉下來（一朵雲重量可達500噸）2

在水蒸氣在不斷升高的過程中，氣壓會逐漸降低，因此這些水蒸氣體積會逐漸膨脹，想象一下魚吐泡泡的場景就可以理解了。原因是氣泡在上升的過程中，受到液體的壓強會越來越小，因此氣泡内的氣體壓強也會變小，所以體積會膨脹變大。

水蒸氣在膨脹的過程中，會導緻周圍空氣溫度下降，而降溫會導緻空氣不能容納更多的水蒸氣，因此一部分水蒸氣會析出。但是此時并不會形成雲，這是因為單個的水蒸氣很難與其他水蒸氣相互凝結，即使偶然凝結在一起，也會很快分開。

為什麼空中的雲不會掉下來（一朵雲重量可達500噸）3

形成雲的關鍵是空氣中的塵埃微粒，這些微粒可以充當凝結核，讓周圍水分子圍繞着凝結核凝聚。人工降雨其實向天空中抛灑的就是塵埃微粒，讓空氣中的水蒸氣凝結在塵埃微粒周圍，形成雨水，而100萬個水蒸氣凝結在一起，才會形成1滴水。

在凝結核的幫助下，水蒸氣不斷彙聚成小冰晶或者小水珠，從而形成雲，可以被我們觀測到。由于水汽析出需要特定的溫度和氣壓，因此這些雲會維持在一定的高度。

為什麼空中的雲不會掉下來（一朵雲重量可達500噸）4

雲為什麼不會掉下來？

除了上面有關溫度和壓強的原因，雲不會掉下來的另一個原因是雲層裡的小水珠質量過輕，終端速度極其慢，每秒的墜落速度可能隻有幾毫米，再加上小水珠在墜落的過程中會帶動空氣流動，而空氣流動會加速水分蒸發，因此小水珠還未掉落到地面就被蒸發了，而雲也就不會掉下來了

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