一朵云重50萬公斤，為何掉不下來

科學家測量積云的密度約為0.5克每立方米。一朵典型的積云的重量大約是50萬公斤。積雨云的密度更大，體積也要大得多，可能重達100萬噸，相當于一群大象飄浮在你的頭頂。那么，如此重的一朵云，為什么掉不下來？

云是懸浮在大氣中的小水滴、過冷水滴、冰晶或它們的混合物組成的可見聚合體，有時候也包含一些較大的雨滴、冰粒和雪晶。云塊占據(jù)天空的面積就是云量，計算單位為“成”。云是一種重要的天氣現(xiàn)象，云在天氣和氣候及全球變化中起到十分重要的作用。而關(guān)于云，也有一些有趣的知識值得我們探討。

天空中飄幾朵云是多云

天氣預(yù)報中常常會出現(xiàn)多云天氣，那么天空里有多少云才算是多云呢？

我們通常將整個天空的云量劃分為10等份。云量是指天空被云遮蔽的份數(shù)，記整數(shù)，共有0至10個等級。當全天無云時，云量為0;天空完全為云所遮蔽，記10，云遮蓋天空一半時，云量為5（就是50%），依此類推。

云量還分為總云量和低云量兩種，總云量指觀測天空被所有云遮蔽的總成數(shù)，低云量則指天空被低云族的云所遮蔽的成數(shù)。當雪、霧、輕霧使天空的云量無法辨明或不能完全辨明時，總、低云量記10;可完全辨明時，按正常情況記錄。因霾、浮塵、沙塵暴、揚沙等視程障礙現(xiàn)象使天空云量全部或部分不能辨明時，總、低云量記“-”，若能完全辨明時，則按正常情況記錄。

我們經(jīng)常使用的天氣預(yù)報中提到的晴、少云、多云和陰，就是根據(jù)云量的多少劃分的。天空無云或總云量少于1成則為晴天，總云量為1至3成為少云;3至7成時為多云，當云量在8成以上時則是陰天。

古人根據(jù)云的形狀、來向、顏色等變化，總結(jié)出“看云識天氣”的氣象諺語，這些俗諺靠譜嗎？武漢市氣象臺臺長劉火勝表示，氣象諺語是古人利用“大數(shù)據(jù)”總結(jié)出來的，有些有一定道理。但一種云并非只能由一種天氣形勢產(chǎn)生，看云預(yù)報天氣的準確率不會比常規(guī)的天氣預(yù)報更高。

為什么會有五顏六色的云

你一定見過天上有各種不同顏色的云，有的潔白如絮，有的是烏黑一塊，有的是灰蒙蒙一片，有的發(fā)出紅色和紫色的光彩。不同顏色的云究竟是誰描繪出來的呢？

其實，我們所見到的各種云的厚薄相差很大，厚的可達七八千米，薄的只有幾十米。有滿布天空的層狀云、孤立的積狀云以及波狀云等。很厚的層狀云或積雨云，太陽和月亮的光線很難透射過來，看上去云體就很黑;稍微薄一點的層狀云和波狀云，看起來是灰色，特別是波狀云，云塊邊緣部分，色彩更為灰白;很薄的云，光線容易透過，特別是由冰晶組成的薄云在陽光下顯得特別明亮，帶有絲狀光澤，天空上有這種層狀云，地面物體在太陽和月亮光下仍會映出影子。

有時云層薄得幾乎看不出來，但只要發(fā)現(xiàn)在日月附近有一個或幾個大光環(huán)，仍然可以斷定有云，這種云叫“薄幕卷層云”。孤立的積狀云，因云層比較厚，向陽的一面光線幾乎全部反射出來，因而看起來是白色的;而背光的一面以及它的底部，光線就不容易透射過來，看起來比較灰黑。

云為何有很多奇怪的形狀

除了奇妙的顏色，天空中的云朵還有很多奇怪的形狀。有時藍藍的天空中飄著絲絲白云像羽毛;有時波濤起伏、烏云翻滾，傾刻間狂風暴雨……云朵神奇演變的奧秘在哪里？

氣象學家們的研究表明，云的種種變化是由于大氣中水汽含量多寡及空氣上升運動的變化造成的。

例如，直沖藍天的積狀云出現(xiàn)，表明空氣中對流運動激烈，從近地面（或海面）上升的暖濕空氣，因絕熱冷卻使其水汽達到過飽和而凝結(jié)成云，形成的云體底部是平的，上部隨著上升氣流而向上伸展，而在下沉氣流控制的地方，空氣絕熱增溫，相對溫度變小，于是在云塊間露出了藍天;當暖濕空氣從冷空氣的背面爬升時，絕熱冷卻使它很快達到過飽和而發(fā)生凝結(jié)，形成一種均勻的像幕布一樣鋪滿天空的層狀云。

如果空氣的密度和風速在上、下層中差異較大，那么，在這種上、下層的交界面上，就會產(chǎn)生波動運動。

這時，如果空氣的相對濕度較大，在波峰處的空氣因上升絕熱冷卻達到過飽和而凝結(jié)成云，在波谷處的空氣因下沉絕熱增溫，相對濕度減小，很少有云形成，于是在天空中出現(xiàn)了一排一排整齊的、中間隔著藍天的云系。

一朵云重50萬公斤，為何掉不下來

說完云的顏色和形狀，再來看云的重量?？茖W家測量積云的密度約為0.5克每立方米，積云是蓬松的白云，云的具體密度取決于它們的類型，花邊卷云的密度較低，而雨云更密。一朵典型的積云大約長寬高各有1千米，按照0.5克每立方米的密度計算，整個積云的重量正好是50萬公斤。積雨云的密度更大，體積也要大得多，可能重達100萬噸，相當于一群大象飄浮在你的頭頂。

那么，一朵云重達50萬公斤，為什么掉不下來？

一言以蔽之：終端速度低。終端速度是自由落體物體在重力和空氣阻力的相互制約下，最終能夠達到的最大勻速。一般規(guī)律是：物體自重越重，終端速度越大。

在分析云為什么不會掉下來這個問題時，我們不能考慮整片云的總重，因為組成云的微小液滴之間獨立存在，彼此并沒有相互作用。因此對該問題涉及整體浮力和密度的內(nèi)容的回答則不可取，因為云朵并非作為一個整體發(fā)生內(nèi)部互相牽連的相互作用;而對于單個液滴或冰晶，其密度又遠大于空氣。

對于其中的每一個液滴，由于其重量極小，終端速度也因此很小。此時細微的氣流擾動便可以將這些液滴托起，回到原來的高度上。

在適當?shù)臈l件下，這些小水滴或小冰晶會進一步聚集，當每個小水滴或小冰晶大到空氣托不起時，就自然會落下來。這也就是我們常見的下雨或下雪。