云朵竟然比坦克还重!为什么能够漂浮在天上?
我们常在故事里读到
蓝蓝的天空,有几朵轻飘飘的云
但神似棉花的云,体重可不似棉花
轻飘飘是我们对云朵最大的误解
那为什么云朵很重,却可以飘在天上不掉下来?
云是从哪来的?
云是停留在大气层中的水滴或冰晶体的集合体 ,它是地球表面蒸发的水蒸气在上升的过程中冷凝形成的。
它来自地球上的海洋、湖泊、河流、潮湿的地面、树木等产生的水蒸气。
比如我们烧水时,看见烟雾缭绕水汽腾腾,其实那就是由于水加热成为水蒸气,脱离水面之后又在空气中遇冷形成了水汽。
水蒸气本身是看不见的,它本身是极小的水珠,但由于成片成团的存在,所以看上去是白雾缭绕。这也是同样的道理。
当太阳光照在地球的表面时,产生的热量可以使地球上的水蒸发形成水蒸气。 由于水蒸气比空气的密度小,所以它们会上升。
但上升过程中温度会降低,一旦水汽过于饱和,水分子就会凝聚成小水滴,特别是容易在空气中的微尘(凝结核)上凝聚,非常多的这样的小水滴就会成为大团的水汽,它们就是我们看到的天上的白云了。
不过高空中的云团大多是小冰晶,当这些小水滴和小冰晶逐渐增多并达到人眼能辨认的程度时,就成了我们常说的云彩的状态了。
云朵真的是"轻飘飘"吗
既然云朵是由水滴和微尘所组成的可见聚合物,那它到底有多重呢?
粗略来讲,一立方公里的云朵,重量可以达到500吨以上,比大型坦克还要重10倍 。你可能会说,头顶上小小的云怎么会有一立方公里那么大?
其实,大多数云朵都要比这个体积还大,由于它们距离地球表面太远,一般在1000米到5000米的范围之内,所以它们看起来很小。
实际上它们的体积都非常巨大,一般的云朵总体积都要超过2立方公里,也就是说它的重量可以达到千吨以上。
为什么云可以飘在天上?
一朵云可能有上千吨,那它为什么还可以飘到天上呢?不是只有轻的东西才可以漂浮吗?其实这主要与风和蒸腾作用有关。
我们之前说过,云朵的主要成分是水滴和微尘,水滴的大小决定了下落的速度,通常水滴直径达到五毫米, 下落速度就可以达到每秒6.5米左右 。不过这种情况只限于无风环境。
但是高空中对流剧烈,自然是一直存在风的。并且地面的温度高于空中的温度,所以热空气在上升时就会给云朵一个托力,这样受风和热空气的影响,最终云朵就漂浮于空中。
云朵虽然会以各种原因漂浮在空中,不过云朵也有承载限度。
当水滴在空中会不断地碰撞,水滴逐渐聚合,最终体积增大,这时因空气无法承受水滴的重量,最终雨滴逐渐下落,这就形成了降雨。
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