除非你一生都生活在地下，否则你很有可能在生命中的某个时刻遭遇暴风雨。
有时候，一场意想不到的倾盆大雨，瞬间就把你浇得湿透，特别是在夏天。
就在几分钟前，所有的雨水都躲在你头顶上方的云层里，那么为什么它们偏偏选择在你没有带伞离开家的路上出现呢？
雨悬浮在云层中，然后决定垂直降落到地面，这之间肯定有一个临界点……但这是什么呢?什么时候雨开始不能呆在云层里呢?
简单的回答是：当雨滴凝结并互相结合到它们的质量受到重力影响足够下降的时候。然而，雨要比这复杂得多……
一朵云的诞生
大多数人都知道，云是有地面蒸发的水形成的。在一个温暖的日子，明媚的阳光整个下午都照射在湖面上。
当湖中的液态水温度升高时，它最终转变成气态并上升到大气中，在这个过程雨水蒸发成我们看不见的微滴。而雨滴通常是可见的，所以肯定还有别的方式……
当数以亿计的微小水蒸气升上到天空时，它们就形成了我们所看到的，悬挂在我们头顶的云。
这些水滴形成了巨大的云，但这些云并不特别密集，事实上，云中的空气体积是这些微小水滴体积的1000倍。
水蒸气会上升（暖空气比冷空气密度小），但是它上升得越高，周围的空气就变得越冷，这就使得水蒸气回到了液态。
冷空气不能像暖空气那样含有那么多的水蒸气，同样，在较低的空气压力下，空气所能含有的水蒸气较少，因此会发生凝结。
然而，这些新形成的水滴非常微小，实际只有差不多20微米（初始的比这个还小的多），直径比普通人的头发还细的多。
而水更容易凝结在微粒上，而不是在空气中自然形成。因此，如果空气中有大量的灰尘或其他颗粒，云将更容易形成。
地形、大气相互作用、温度和风的变化都会影响云的类型，但基本过程是相同的，欢迎关注怪罗科普，如何形成不同类型的云会在之后的文章中再做解释。
在这些广阔的水蒸气区域下，上升的暖空气也足够支撑云层，这就是为什么它们看起来“漂浮”。
这似乎与万有引力相悖，不过上一篇我们已经解释了100吨重的云不会掉下来的几个原因，云的漂浮就像灰尘漂浮着一样。
慢下来和变大
当分子变冷时，它们会趋向于减速，所以这些微滴不是相互反弹，也不是沿着空气流动，而是开始互相碰撞并粘在一起。
实际上，形成一个中等大小的雨滴（注意是雨）大约需要100万个这样初始微滴。这些由数百或数千个微滴组成的群体不断地结合和变大，直到它们形成一个质量，可以受到重力的影响，并穿过支撑它们的空气。
奇怪的是，由于空气在这些相互作用的微滴周围有强大的运动，大水滴很难与非常小的微水滴连接。
幸运的是，在这些寒冷的高空环境中，经常会形成冰晶，而冰晶是形成更大雨滴的绝佳催化剂。
小水滴会受到冰晶的吸引，并迅速增加冰晶的重量，这听起来像是通向雪或雨夹雪的台阶，但在返回地球的过程中，这些冰晶往往会回到液态——也被称为雨。
上升气流和一般向上的大气运动无法阻止这些逐渐增长的水滴，在合适的时刻它们会下落。
形成稳定小雨的云往往以每秒几厘米的速度上升，而风暴云可以以每秒2-3米的速度上升，这意味着从暖空气到冷空气的转变是迅速的，因此这些风暴云最终会导致暴雨。
最后
尽管许多人抱怨空气中的颗粒物，以及某些地区的灰尘，但如果我们的大气中没有这些物质，就永远不会下雨，从而形成一个非常干燥的星球。
因为，在微观尺度上，水蒸气的冰点与我们在实际的大规模测量中不同。事实上，微小的水蒸气可以以气态形式存在零下40摄氏度。这个阈值（零下40摄氏度）通常只出现在高于云形成的高度。
而大气中的微粒和尘埃，这些冰晶和较大的液滴却能够在更高的温度（例如-10摄氏度）下形成。
所以,下次看到一辆卡车经过，激起很多灰尘时，请不要生气……这也是在帮助降雨（我好像没法说服自己不生气）。
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