我们抬头看云的时候会发现每朵云的形状都不一样,为什么云的形状会不一样呢?
原因
天空中的云彩千姿百态,有时天高云淡,有时乌云密布,有时像柔丝轻羽,有时像鱼鳞水波,有时还像山峦叠起、城堡连绵。为什么会有这些不同形态的云彩呢?
云彩的形态不同,第一是由于不同高度的气温不一样;第二是由于风速的不同;第三是高度不同,水汽的含量也不一样。
在大气层中,每升高1000米,气温大约降低5℃至6℃。如果地面上的温度是20℃,到4000米以上的空中,温度就变为0℃以下了,所以在4000~5000米高处的云彩是水滴云。
地面气温若在20℃以下,到4000米以上时,水汽就会凝固起来不变成水滴,而变成冰晶状态。所以7000~8000米高处的云彩都是由小粒冰晶集结而成的。
在大气层中,结晶的小冰粒不容易消失,而水滴是很容易蒸发的。距地面高度越高,风力越强,一旦形成了冰晶,云彩就不容易消失,会被强风吹得像拖了根尾巴似的,天空中美丽的卷云就是这样形成的。
水滴云会被蒸发变成烟一样的形态。积云、积乱云都是水滴云,在这些云附近的天空风力较弱,所以不会像卷云那样拖着长长的尾巴。
天空中越高的地方,云层越淡,这是因为越高的天空中,水汽的含量越少的缘故。
云的形成
从形态上来分,云主要有三种,即积云、层云以及卷云。
从所处高度来分,云又被划分为三个云族,即高云族、中云族和低云族。
还有一种特殊的分法,便是将积雨云从低云族中划分出来,被称为直展云族。
在光照下,江水、河水、海洋等水面、植物叶面的蒸发,产生大量的水汽。受大气温度低于水面沸点的影响,水汽含量在大气中产生较大变化,从而呈现出各种形态,而云便是这些形态之一。
从地面往上的大气中,离地面越近,温度越高,空气越稠密;反之,越往高空,则温度越低,空气也越稀薄。当水汽进入大气层,随着高度的增加越往上升,空气越稀薄,气压越低的影响,上升的水汽由于体积缩小而比重增大,从而就会膨胀。
由于水汽的膨胀会消耗自身的热量,因此,上升空气中的温度降低。温度的降低,大气层容纳水汽的能力则越来越小。当温度降低到一定程度时,空气中的水汽便会达成饱和。这时,如果空气继续上升,就会有多余的水汽析出。
当水汽在上升过程中,大气里的温度高于0℃时,多余的水汽便凝结成小水滴;当温度低于0℃时,多余的水汽则被凝化为小冰晶。
当这些小水滴和小冰晶逐渐增多,并“相聚”在一起达到一定数量时,便形成通过肉眼可以看到的云。
除了同时具备充足的水汽和空气冷却这两个基本条件之外,另外还有一个最为关键的因素,便是“凝结核”。
单个存在于大气中的水汽分子相互之间的“粘合度”非常小,由于它们之间的合并能力有限,导致它们好不容易“相聚”在一起后又被“生生分离”。即使通过排除“万难”而聚合在一起的小部分水汽分子,也因它们的“个头”太小而导致所形成的小水滴也极其微小,而这些小水滴又将迅速被蒸发。因此,它们的努力,可谓“前功尽弃”。
大气中含有大量的微粒,典型的代表是尘埃,另外还有大量诸如盐粒、烟粒等微小粒子,这些微粒被称之为“凝结核”。
凝结核在云的形成上,起着尤为关键的作用。它不但能使大量水汽凝结,相聚,更能使它们依附于自己身上。
因凝结核的作用,大量碰撞并结合在一起的水汽分子终于得以“团聚”,它们“化零为整”,形成大小不一的云。