【春说】一朵云的重量可达500吨,相当于1000头牛,为什么不会掉下来?
浏览:5 来源:宇宙边界
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当我们抬头看向天空时,总会被天空中那一朵朵形态各异的云朵吸引,它们就像柔软的棉花糖一样,在天空中轻轻的飘着,好像一阵风就能把它们吹散。然而,看似轻飘飘的云朵,实际上相当有“分量”。

气象学家指出,对一块长约1公里的云来说,重量能有500吨!这是什么概念呢?一头大象大约重5吨,也就是说,一朵云的重量相当于约1000头牛。那么问题就来了,为什么云朵这么重,还能飘在天空中不掉下来呢?
要想回答这个问题,我们首先要了解一下云是怎么形成的。众所周知,地球上70%都是被水覆盖的,当太阳不断“加热”地球表面时,会导致大量的水分被蒸发,从液态变成气态。

随着水分状态的转变,体积也不断膨胀,密度不断降低,这些蒸汽一边上升一边变冷,等到了一定程度,蒸汽就会凝结成小水滴或小冰晶---这就是云。
这时候我们可以进行一个比较,空气的密度约为1.2千克/立方米,而云的密度约为1.2005-1.201千克/立方米。
可以看出来,云的整体密度略大于周围的空气密度,理论上空气产生的浮力不足以支撑云朵的重量。但是云朵还是没有掉下来,这主要就是得益于空气中的“隐形托举高手”-上升气流。

上升气流就宛如一只无形的大手,当太阳照射地面时,不同的地方受热不均,比如夏天时,城市的柏油路升温很快,周围的空气在加热后就会迅速膨胀,开始上升,形成上升气流。云滴刚想往下掉的时候,就会被上升气流“嗖”的一下吹上去。

此外,空气阻力也发挥了重要作用。如果没有空气阻力,云中的水滴就会以140米/秒的速度下降,我们要是被这个速度的雨淋到,可能就会立刻被砸死。但是正因为空气阻力的作用,雨滴最多只会以6.5米/秒的终端速度下降。

简单来说,终端速度就是物体在各种力的作用下,达到的一个恒定速度。当物体刚开始下降时,速度较小,阻力也较小,由于物体的自身重力大于阻力和浮力,所以物体会加速下降。
随着速度的增加,物体所受的阻力就会增大,当物体所受的阻力和浮力之和等于物体的重力时,物体速度就不会再增加了,这时达到的速度就是一个恒定值,被称为“终端速度”。对终端速度来说有一个特点,下落的物体质量越小,速度就越小。

上面我们说过,云是由数不清的小水滴或小冰晶组成的,这些小粒子的直径特别小,还没有我们日常看到的灰尘大,直径通常只有10-100微米。
可见,当它们下落时,终端速度也很小,再加上空气阻力与上升气流的影响,这些水滴就很难落下来。除非它们“抱团”,直径达到2毫米以上,才会突破空气阻力,从天上掉下来,这就是下雨。

另外,大气中的空气时刻都在运动,这些流动的空气也会对云产生各种复杂的作用力。风从四面八方吹来,促使云不断移动、变形,很难让云集中到一起向下掉落,空气流动的复杂性,也促使云朵能够在天空中维持相对稳定的状态。
总的来说,虽然云朵实际上非常重,但能够在动态中保持一种平衡。看似轻盈的云朵,实际上却是水和空气“上演”的一场空气杂技!
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