那么大一朵云,为什么死活不肯掉下来?
原来云不掉下来是因为水滴太小、空气一直在托着它,而雨的形成就是一场重力和气流的拔河
抬头看天,那些白白胖胖的云,动辄有几千吨重——对,你没看错,气象学家真的算过,一朵普通的积云大约重五十万公斤,相当于一百头蓝鲸叠在一起。这么压秤的东西,凭什么飘在天上纹丝不动?
云到底是什么做的?
很多人以为云是"水蒸气",其实水蒸气是看不见的。你真正看到的云,是无数超级微小的小水滴或小冰晶聚集在一起。有多小?一滴普通雨滴里,能装下大约一百万颗云里的小水滴。你可以想象一粒沙子和一个足球场的差距——云里的水滴,就是那粒沙子。正是因为这些小水滴轻得出奇,它们单个的重量几乎可以忽略不计,这是云能"飘"在天上的第一个关键。
为什么这么小的水滴不会一直往下掉?
物体往下掉,空气会顶着它往上推,这叫空气阻力。东西越轻、越小,这股"顶力"相对它自身重量来说就越大。云里的小水滴实在太小太轻,空气阻力几乎完全抵消了重力,所以它们下落的速度慢得惊人——大约每秒只掉一两厘米,比蜗牛爬还慢。而与此同时,地面被太阳晒热后,热空气会不断往上涌,形成上升气流,这股向上的风轻轻松松就能托住这些小水滴,让它们悬在空中,甚至越飘越高。说白了,云不是"不掉",而是"边掉边被顶上来",两相抵消,看起来就纹丝不动了。
那雨又是怎么掉下来的?
既然小水滴可以飘着,雨为什么能砸到你脸上?秘密在于水滴变大了。云里的小水滴会互相碰撞、合并,越长越大,就像小雪球滚成大雪球一样。当水滴大到一定程度,它的重量终于超过了空气的"顶力",上升气流也托不住它了,它就开始加速下落,变成我们说的雨滴。一般来说,雨滴的直径大约是云中水滴的一百倍,重量则是云中水滴的一百万倍——这时候,再强的上升气流也留不住它了。所以,下不下雨,本质上就是一场"重力"和"上升气流"之间的拔河比赛,谁赢了,水滴就归谁。
下次坐飞机穿云而过,窗外雾蒙蒙一片,那其实就是你的脸正在穿越亿万颗比雾还细的小水滴——想想是不是有点奇妙?顺带一提,如果把一朵云里所有的小水滴收集起来,铺在地上连一个游泳池都填不满,但它却能遮住整个城市的阳光。