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

科學信仰

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

「輕飄飄」,似乎不需要任何人告訴我們,我們就可以將這個形容詞與雲朵聯繫在一起,但卻並不曾想過它與雲朵是否相配,雲朵真的是輕飄飄的嗎?我們不着急作出結論,我們先來看看雲朵到底是什麼。雲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化為水蒸氣升向天空,隨着高度的逐漸提升,溫度越來越低,於是水蒸氣重新化為小水滴,這些水分子會裹挾着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,雲的外觀就出現了。

雲朵沒有固定的大小,形狀也是千奇百怪,從地表看起來,有時候雲朵經常會組合成我們所熟悉的形狀。

既然雲朵是由水滴和微塵所組成的可見聚合物,那麼它就必然有一個重量,那麼雲朵到底有多重呢?由於不同雲朵之間會存在着一定的差別,所以重量也存在着些許不同,粗略來講,一立方公里的雲朵,重量可以達到500噸以上。

500噸是一個什麼概念呢?我們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46噸,而中國的99系列主戰坦克的重量在58噸以下,也就是說一立方公里的雲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朵,看起來輕飄飄的,可實際上卻要比主戰坦克還重得多。那麼體積在一立方公里左右的雲朵是否多見呢?

從地表看起來,天上的雲朵似乎並不算大,所以一立方公里的雲朵應該並不多見,這個結論是沒有錯的,但實際情況與我們想像的並不相同。

一立方公里的雲朵少見,並不是因為大多數的雲朵達不到這個體積,而是因為大多數的雲朵都超過了這個體積。雲朵的高度各不相同,它們廣泛存在於地表1000米到5000米的範圍之內,由於距離地表很遠,所以雲朵看起來很小,但實際上它們的體積都非常巨大,一般的雲朵總體積都要超過2立方公里,也就是說它的重量可以達到千噸以上。那麼,現在問題來了,既然雲朵這麼重,那它是怎麼飄浮在空中的呢?萬噸巨輪可以漂浮在海面之上,這是因為海水的浮力所導致的,而大氣的浮力與海洋的浮力不可同日而語,為什麼重達千噸的雲朵可以漂浮空中呢?

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

對於直徑在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,那麼下落速度就能夠增加到6.5m/s左右,不過這個下落速度是針對於無風的空氣環境而言的,但這樣的環境是不存在的,因為相比高空而言,地表的溫度明顯更高,而熱空氣會自下而上流動,於是來自於地面的蒸騰作用就給了雲朵一個托舉的力量,在加上風的影響,雲朵就可以避免向地面沉降了。

既然雲朵被托住了,為什麼又會有降雨的發生呢?降雨的種類很多,比如鋒面雨、地形雨等等,但不論是什麼原因導致的降雨,其發生的根本原因只有一個,就是水滴的增大。

雲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,那麼它們就會融合增大,我們知道體積越大的水滴,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,它們便開始下落,形成降雨,如果大氣的溫度特別低,那麼這些水滴則會在降落的過程中化為雪花或冰雹。

地球是充滿生機的,而這份生機並僅僅體現在生命之上,從廣義的角度來講,地球的生機恰恰源自於運動與循環,海洋深處的一滴海水在太陽的照射下變為水蒸氣漂浮而上化為雲朵,之後在數千米的高空中遠行,最終化為雨滴降落地表、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戶,我們根本無法想到,從水龍頭中流出的某一滴水曾經就生活在海洋的中心,原本我們永遠無法與之相見,現在卻奇迹般地相遇。我們與一滴水的相遇如此,人與人之間的相遇又何嘗不是如此呢?■

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