01.云形成的原理

地面上的水吸熱變成水蒸氣，上升到天空蒸汽層上層。由于蒸汽層上層溫度低，水蒸氣體積縮小比重增大，蒸汽下降。

由于蒸汽層下面溫度高，下降過程中吸熱，再度上升遇冷，再下降，如此反復(fù)氣體體積逐漸縮小，最后集中在蒸汽層底層。在底層形成低溫區(qū)，水蒸氣向低溫區(qū)集中，這就形成云。

熱空氣會(huì)向上升，隨著高度的升高溫度會(huì)下降，因此水蒸氣會(huì)凝結(jié)成小水滴，進(jìn)而想再上升就比較難了。在這一溫度下，氣相與液相會(huì)達(dá)到平衡，也就是說不會(huì)凝結(jié)出特別大的水滴來。

一團(tuán)水蒸氣我們看不到，然而，液態(tài)的水就可以，固態(tài)的冰也可以，這是怎么回事呢？不管哪一態(tài)，水不是都是透明無色的嗎？那我怎么能看到云？莫非是我開了天眼？【撓頭

02.云為什么是白色？

光線一進(jìn)一出小水滴或微小冰塊，就會(huì)偏折一個(gè)大角度。差別在于，水蒸氣的“折射率”和空氣接近，但水的折射率就比空氣高很多倍了，冰的折射率也大于空氣。

白云之所以白，就是陽光被大量液態(tài)水滴和固態(tài)的冰晶狂亂的反彈（散射）導(dǎo)致的。

菌菌:一不小心還解釋了云是白色的原理，怪我過分優(yōu)秀～

03云為什么不下落？

云是冰晶和液滴的混合物，因?yàn)槌叽绾苄。砻娣e與體積之比較大，空氣對(duì)它阻力與重量相比幾乎相當(dāng)。因此，很小的氣流擾動(dòng)就能帶動(dòng)這些冰晶和液滴。從而使得云不容易落下。此外，云所受到的阻力遠(yuǎn)大于其自身的重力。而人的情況則相反，阻力跟它的受力面積有關(guān)。

下面，我們以云中的小水滴為例來具體分析其下落過程。小水滴下落時(shí)會(huì)受到周圍空氣的阻力，其所受到的阻力可以近似用斯托克斯定理來描述：η是周圍介質(zhì)的粘滯系數(shù)，R是雨滴的半徑，v是雨滴下落的速度。當(dāng)f=μg后小水滴將勻速運(yùn)動(dòng)。

由于μ很小，因此小水滴下落運(yùn)動(dòng)的速度很慢，地面上的我們幾乎看不到它在下落。

對(duì)于雨滴來說，由于雨滴的雷諾數(shù)(Re=)>1,此時(shí)雨滴不再適用斯托克斯定律：

對(duì)于云來說，由斯托克斯定律以及浮力公式得（假設(shè)此時(shí)斯托克斯定律符合小水滴下落時(shí)重力等于阻力的情況）

相較而言，組成雨的小水滴的速度比組成云的小水滴的速度大得多，使得雨滴落到地面，這樣就形成了雨。

因此不難想象，對(duì)于一個(gè)質(zhì)量極小的水滴，在自由落體情況下所能達(dá)到的最大速度相對(duì)來說也比較小，此時(shí)微小的氣流可以將整片云層托起，而不至于掉落。

供稿單位：西南大學(xué)科普空間站、重慶物理學(xué)會(huì)、北碚區(qū)科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)

審核專家：張巧明

聲明：除原創(chuàng)內(nèi)容及特別說明之外，部分圖片來源網(wǎng)絡(luò)，非商業(yè)用途，僅作為科普傳播素材，版權(quán)歸原作者所有，若有侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系刪除。