一朵乌云的重量超过十头大象,为什么不会落下来

一朵乌云的重量超过十头大象,为什么不会落下来

探讨这个问题之前,我们先理清地球大气成分。大气有78%的氮气,21%的氧气,0.9%的惰性气体,剩下才是二氧化碳、水蒸气等。再透明的空气都含有水蒸气,比方说夏天从冰箱里拿出一罐饮料,马上饮料外壁上会凝结很多水珠,这就证明空气中又大量的水蒸气。白云是有水蒸气遇冷凝结而成。当水蒸气变成白云时,它的相态也有气体转化为了液体。密度暴增近千倍,这时我们就会有一个疑问,这么重的白云一朵堪比十头大象近50吨,为什么不会马上掉下来,非要等天气条件成熟了才会变成雨雪等落下来?

我们看到的白云穷其一生,迟早都会以降水的形式落到地面,只是它的生命周期不一样,大部分都能在天上呆十来天,也就给我们一个假象,大部分白云不会落到地面上。如果你这样想就完全错了,不是大部分,是所有的白云都不会,只有变成更大的水滴才能落下来,这时就不叫白云了。

白云是有微小颗粒的水滴组成,在高空叫运,贴近地面叫雾。分析白云不会落下来,现在就可以转化成分析微小颗粒的水滴为什么不会落下了?小水滴在空气中受到四种力的作用重力、浮力、空气阻力、热气流向上的托举力。重力是地球对它的吸引力,是向下的力,公式为G=mg,浮力是空气对水滴托举力,是向上的力,公式为F=ρgv,这两个力无论水滴是静止还是运动都是存在的。空气阻力是空气对水滴运动的阻力,方向与运动方向相反。热气流向上的托举力,方向向上。我们很容易知道,重力、浮力都和物体的体积的立方成正比,另外两个力都和物体的表面积成正比。所以体积越小重力与另外三个力之和的比越小,反之越大。无论白云还是雾它们其中的水滴体积刚好使这个比值达到一个平衡状态。只是雾的比例比上空白云的比例要大一点。

白云的运动变化速度也是很快的,只是离我们的距离较远,不仔细观察很难发现。白云不止是在做前后运动,它也时刻做着上下运动,当热气流上升推动白云上升,气温下降,小水滴变成大水滴,白云下降,气温增高又变成小水滴,如此反复,当平衡被打破时就会形成降水。

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