每逢暴風雨來臨前,我們通常都會看到這樣的景象:天地間一片昏暗,黑壓壓的烏雲直逼人的頭頂。雨雲雖然看起來挺嚇人,但其形成的原因卻並沒有那麼可怕。
首先是一些關於雲朵的小知識。身處大氣的籠罩之下,我們人體每平方英寸所承受的壓力約為15磅重。濕空氣上升至空中會形成雲。隨著濕空氣在空中的越升越高,它會漸漸地彌漫開來。(為什麼?這是因為越往高處走,空氣的密度約小,而水蒸氣所承受的氣體壓力也就越小。)
隨著氣團的不斷膨脹,它開始漸漸冷卻了。當空氣的溫度冷卻至氣象學家們所說的“露點”時,其所包含的水分便由看不見的水蒸氣變成了數十億可見的小水滴。這些水滴隨後會附著到空氣中遊離的灰塵、汙垢以及煙塵顆粒上。於是,一朵新的雲彩便形成了。
對於暴風雲來說,當雲中小水滴因碰撞而合為一體時,聚合後的水滴由於重量太大跌出雲朵之外,於是暴雨便開始了。或者,冰晶體在雲朵冷峰區融合為雪花後,在下落至地表的過程中融化成了雨。
據科學家們認為,暴風雨雲之所以呈現黑色,主要有以下幾個方麵的原因。首先,暴風雨雲比其他雲朵要厚(部分暴風雨雲甚至厚達6英裏多),以至於陽光很難將其穿透。
其次,暴風雨中所包含的水滴,其大小要比那些普通雲朵或霧靄中的水滴大。水滴越大,其所吸收的光線越多,從而反射回空中的光線也就越少。所以,雲朵中包含的水滴越大,其所呈現的顏色便會越暗。
雲朵那短暫的生命周期主要是由太陽決定的。
最後,並非所有黑色的雲都是暴風雨雲。一些雲朵雖然看起來是黑色的,但周圍卻鑲嵌著一圈白邊。這是由於當陽光從其背後照過來時,無法輕易穿透它那厚厚的廣闊的中心部分而造成的。
一些形成時間較長的雲彩可能也會呈灰色或紫色。這是為什麼呢?原來當一朵雲“上了年紀”之後,其所蘊含的大部分小水滴會蒸發到空氣中,隻留下很少一部分較大的水滴——正如我們所知道的,這些水滴無法很好的反射太陽的光線。因而相比那些新產生的、容易反射陽光的雲,這些“較老”的雲朵看起來顏色會更暗一些。
就像自然界萬物一樣,雲也無時無刻不在發生著變化,而且速度很快。它們在風中不斷徘徊著、盤旋著,在使自身一部分水分被蒸發掉的同時,也從濕空氣中吸收到了更多的水分。
一朵雲彩那短暫的生命周期主要是由太陽決定的。由於暖氣流不斷地從地表向空中升騰,從而使雲朵始終漂浮在空中。而在傍晚太陽落山之後,地表由於將熱量反射向外太空而漸漸冷卻下來。這時,氣流的溫度也開始慢慢降低,以至無法使較多的熱空氣升至空中,以使雲朵,尤其是蓬鬆的堆積雲維持自身的漂浮狀態。這樣,雲朵們便開始紛紛下落。
當雲朵們下落至地表附近的暖空氣中時,組成它的水滴開始蒸發了。而隨著水滴在下降過程中的不斷蒸發,雲朵尚未到達地麵便消失不見了。
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一些雲朵在黑暗中會熠熠生輝,比如冰冷的夜光雲,它們漂浮在50英裏高的空中,任勞任怨地反射著太陽的光芒,即使它已經落到了地平線之下。