好大一个棉花糖啊!我们每天都能看到天上的云飘在空中,也知道云里都是水,地球也有引力,但是为什么云就不会掉下来呢?

为什么天上的云不会落下来(为什么云能飘在空中不掉下来)(1)

首先来看看云的形成过程

地球表面水源受热后产生水蒸汽,由于是气形态并且水分子质量远小于空气分子,水分子相对质量18,空气中主要成分氧气32,氮气28,空气平均相对分子质量接近29。加上地表温度高于空中温度,温度越高气压越低,气压高的地方会向气压低的地方相对流动所以产生向上的升力,水蒸气就会随之上升,上升过程中逐渐从不饱和水汽变成了过饱和水汽,并与空气中的各种尘埃(云凝结核)形成了小水滴,如果温度低于0°则会形成冰晶,大量水滴或冰晶在同一片区域集结后形成了我们肉眼能见的云。

为什么天上的云不会落下来(为什么云能飘在空中不掉下来)(2)

由于云凝结核的种类不同所需的过饱和程度也不同,云凝结核的浓度与水汽过饱和度有密切的关系,水汽过饱和度越大,云凝结核的浓度也越大。这是因为过饱和度增大以后,在原来不能起凝结作用的某些微粒上,水汽也能凝结,这样就说明了为什么有些云比较高有些云比较低这种现象。

为什么天上的云不会落下来(为什么云能飘在空中不掉下来)(3)

有人下雨的时候喜欢被淋的感觉,如果张嘴保证能吃到很多杂质,如果是化工地区或空气严重污染地区所形成的云下的酸雨那就要当成化学药剂品尝了。

水蒸气在空中的饱和度变化

水的饱和蒸汽压与温度成正比,温度越高,饱和蒸汽压越高,空气容纳水分的能力越强,越不容易出现饱和。PV=nRT空气中的水汽含量足够高,或温度足够低,都会产生过饱和状态,出现凝结。

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为什么绝大多数云不会无限升高只在对流层。

由于太阳光受地球大气层以及地球自生热量的原因,一般99.99%的云都是在下热上冷的对流层活动,在和上热下冷平流层之间会产生一个温度平衡统一的临界面,导致云无特殊条件下在对流层顶部就不再上升了,我们民航飞机为了避开云就会在平流层进行飞行,当然还有一些极其特殊的云则会出现在更高的位置,以后文章再聊。

为什么天上的云不会落下来(为什么云能飘在空中不掉下来)(5)

西游记里踏着云朵来来往往的各路神仙们基本就是在对流层,玉皇大帝办公的地方凌霄宝殿则是建在平流层的珠母云间,孙悟空救紫霞仙子脚踩的七彩祥云就是珠母云。

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云里水滴会融合成大水池从天上掉下去吗?

会融合,但不会成为水池,在云里面小水滴们会互相碰撞融合但过程是缓慢的,融合到一定质量大于浮力时就会往下沉,如果遇到上升浮力大于当前水滴质量时就会停止下沉甚至被动继续上升,如果遇到上升气流温度较高且富含不饱和水汽的时候还会重新将云内过饱和水滴蒸发为不饱和小水汽继而又往上爬升。

有时候特别是秋天干燥时我们会发现一大团乌云来袭,然后雨下了一点点就不下了,眼巴巴看着这团乌云逐渐抬高飘远了,这就是遇到了地面蒸发上去的高温不饱和水汽打破了云里饱和水汽的平衡,原先过饱和大水滴也受到一定影响,重新蒸发析出变成小水滴,甚至变回不饱和水汽继续将云抬升到更高空的结果,夏季对流雨除外。

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冷热空气对流是垂直上下的,那云为什么会移动。

由于海洋和陆地存在温差、昼夜之别以及纬度高低之差,因而不同地区温度也有差别,这就形成了高压区向低压区流动产生了气流,在遇到不同地貌高低变化后,以及地球本身自转和公转等多种因素结合,对流的空气就形成各种不同高度水平方向的气流平移现象,推动了云的飘移。

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