科學探索:雲朵能夠飄浮在天空中是因為輕嗎?
發布時間:2021-06-23
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科學探索:雲朵能夠飄浮在天空中是因為輕嗎?

白色的雲(yun) 朵承載了很多人童年的幻想,很多人都夢想在雲(yun) 朵上自由地奔跑和翻滾,但同時我們(men) 也知道,這是不可能的,輕飄飄的雲(yun) 朵又如何能夠承載我們(men) 沉重的身軀呢?

“輕飄飄”,似乎不需要任何人告訴我們(men) ,我們(men) 就可以將這個(ge) 形容詞與(yu) 雲(yun) 朵聯係在一起,但卻並不曾想過它與(yu) 雲(yun) 朵是否相配,雲(yun) 朵真的是輕飄飄的嗎?我們(men) 不著急作出結論,我們(men) 先來看看雲(yun) 朵到底是什麽(me) 。雲(yun) 朵的本質就是一種可見聚合物,而這種聚合物的主要成分就是水汽。當陽光照射到地表,陸地和海洋之中的水會(hui) 化為(wei) 水蒸氣升向天空,隨著高度的逐漸提升,溫度越來越低,於(yu) 是水蒸氣重新化為(wei) 小水滴,這些水分子會(hui) 裹挾著空氣中的微塵凝聚在一起,逐漸形成了一團聚合物,當陽光照射到這團聚合物上時,在散射作用下,雲(yun) 的外觀就出現了。

雲朵能夠飄浮在天空中是因為輕嗎?並不是,它比坦克重得多

 

 

雲(yun) 朵沒有固定的大小,形狀也是千奇百怪,從(cong) 地表看起來,有時候雲(yun) 朵經常會(hui) 組合成我們(men) 所熟悉的形狀。

既然雲(yun) 朵是由水滴和微塵所組成的可見聚合物,那麽(me) 它就必然有一個(ge) 重量,那麽(me) 雲(yun) 朵到底有多重呢?由於(yu) 不同雲(yun) 朵之間會(hui) 存在著一定的差別,所以重量也存在著些許不同,粗略來講,一立方公裏的雲(yun) 朵,重量可以達到500噸以上。

500噸是一個(ge) 什麽(me) 概念呢?我們(men) 可以和坦克來進行一下對比,俄羅斯的T-80主戰坦克重量大概為(wei) 46噸,而中國的99係列主戰坦克的重量在58噸以下,也就是說一立方公裏的雲(yun) 朵重量可以達到主戰坦克的10倍左右,這飄浮在天空中的雲(yun) 朵,看起來輕飄飄的,可實際上卻要比主戰坦克還重得多。那麽(me) 體(ti) 積在一立方公裏左右的雲(yun) 朵是否多見呢?

雲朵能夠飄浮在天空中是因為輕嗎?並不是,它比坦克重得多

 

 

從(cong) 地表看起來,天上的雲(yun) 朵似乎並不算大,所以一立方公裏的雲(yun) 朵應該並不多見,這個(ge) 結論是沒有錯的,但實際情況與(yu) 我們(men) 想象的並不相同。

一立方公裏的雲(yun) 朵少見,並不是因為(wei) 大多數的雲(yun) 朵達不到這個(ge) 體(ti) 積,而是因為(wei) 大多數的雲(yun) 朵都超過了這個(ge) 體(ti) 積。雲(yun) 朵的高度各不相同,它們(men) 廣泛存在於(yu) 地表1000米到5000米的範圍之內(nei) ,由於(yu) 距離地表很遠,所以雲(yun) 朵看起來很小,但實際上它們(men) 的體(ti) 積都非常巨大,一般的雲(yun) 朵總體(ti) 積都要超過2立方公裏,也就是說它的重量可以達到千噸以上。那麽(me) ,現在問題來了,既然雲(yun) 朵這麽(me) 重,那它是怎麽(me) 飄浮在空中的呢?萬(wan) 噸巨輪可以漂浮在海麵之上,這是因為(wei) 海水的浮力所導致的,而大氣的浮力與(yu) 海洋的浮力不可同日而語,為(wei) 什麽(me) 重達千噸的雲(yun) 朵可以漂浮空中呢?

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理論上來講,雲(yun) 朵似乎是無法漂浮在空中的,因為(wei) 雲(yun) 朵的本質就是水滴的聚合物,而構成不同雲(yun) 朵的水滴大小有所不同。

對於(yu) 直徑在1毫米左右的水滴而言,它的下落速度可以達到1.5m/s,而如果直徑可以達到5毫米,那麽(me) 下落速度就能夠增加到6.5m/s左右,不過這個(ge) 下落速度是針對於(yu) 無風的空氣環境而言的,但這樣的環境是不存在的,因為(wei) 相比高空而言,地表的溫度明顯更高,而熱空氣會(hui) 自下而上流動,於(yu) 是來自於(yu) 地麵的蒸騰作用就給了雲(yun) 朵一個(ge) 托舉(ju) 的力量,在加上風的影響,雲(yun) 朵就可以避免向地麵沉降了。

既然雲(yun) 朵被托住了,為(wei) 什麽(me) 又會(hui) 有降雨的發生呢?降雨的種類很多,比如鋒麵雨、地形雨等等,但不論是什麽(me) 原因導致的降雨,其發生的根本原因隻有一個(ge) ,就是水滴的增大。

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雲(yun) 朵是由大小不一的水滴所組成的,當這些水滴彼此之間發生頻繁的碰撞,那麽(me) 它們(men) 就會(hui) 融合增大,我們(men) 知道體(ti) 積越大的水滴,它的下落速度就越大,當水滴的大小超過了空氣可以承受的極限時,它們(men) 便開始下落,形成降雨,如果大氣的溫度特別低,那麽(me) 這些水滴則會(hui) 在降落的過程中化為(wei) 雪花或冰雹。

地球是充滿生機的,而這份生機並僅(jin) 僅(jin) 體(ti) 現在生命之上,從(cong) 廣義(yi) 的角度來講,地球的生機恰恰源自於(yu) 運動與(yu) 循環,海洋深處的一滴海水在太陽的照射下變為(wei) 水蒸氣漂浮而上化為(wei) 雲(yun) 朵,之後在數千米的高空中遠行,最終化為(wei) 雨滴降落地表、匯入河流,河流中的水被自來水廠抽取,經過處理後流入千家萬(wan) 戶,我們(men) 根本無法想到,從(cong) 水龍頭中流出的某一滴水曾經就生活在海洋的中心,原本我們(men) 永遠無法與(yu) 之相見,現在卻奇跡般地相遇。我們(men) 與(yu) 一滴水的相遇如此,人與(yu) 人之間的相遇又何嚐不是如此呢?


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