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第41章 云为何能浮在天空

一片云的重量

云的重量就是云中所含水滴的重量。水滴的含量因云的类型而异。积云的含水量为每立方米0.2克至1克;高积云的含水量为每立方米0.2克至0.5克;层云或层积云的含水量为每立方米0.1克至0.5克;雨层云的含水量每立方米可达15克。例如,一片1平方千米的积云,如果按每立方米平均含水量为0.2克计算,其重量为200吨。

为什么如此重的云团仍然能悬在空中,不会落在地上来呢?这主要是由于上升气流的作用。因为云中的小水滴的直径为0.01毫米,它向下自然下落的速度是每秒0.5厘米。这样,一个小小的上升气流就能使云团悬浮起来。

爬过高山的人们都会有印象,即人站在山下往上看,山腰处白云缭绕;当爬到半山腰时,却不见白云,只见迷雾茫茫;再往往上爬,便是另一番景色,天空阳光四射,只见眼前一片云海,这种现象就告诉人们,云和雾实质上是一样的,只是所处的高度不同而已。

天空中的云有高有低,高的有10000多米,低的只有几十米,甚至跟地面上的雾连成一片。为什么人们所看到的云总是浮在空中呢?

这是因为,一方面空气对云滴有向上的浮力作用,另一方面云滴下落时还受到空气的阻力。这种阻力的大小与云滴大小成正比,与下落的速度成正比。如果云滴开始下落,浮力和阻力就起到阻挡作用。

当这两个力的合力与云滴受的重力相等时,它就以不变的速度下落。但是这个下落速度很小,每小时不足2米。同时云滴在下落过程中,因压缩而增温,使云滴由于蒸发又重新变成了水汽。所以,人们从地面看上去,云总是悬浮在天空中的。

云彩为何有不同的形态

天空中的云彩千姿百态,有时天高云淡,有时乌云密布,有时像柔丝轻羽,有时像鱼鳞水波,有时还像山峦叠起,城堡连绵。为什么会有这些不同形态的云彩呢?

云彩的形态不同,第一是由于不同高度的气温不一样;第二是由于风速的不同;第三是高度不同,水汽的含量也不一样。

在大气层中,每升高1000米,气温大约降低5度至6度。如果地面上的温度是20度,到4000米以上的空中,温度就变为0度以下了,所以在4000米至5000米高处的云彩是水滴云。

地面气温若在20度以下,到4000米以上时,水汽就会凝固起来不变成水滴,而变成冰晶状态。所以7000米至8000米高处的云彩都是由小粒冰晶集结而成的。

在大气层中,结晶的小冰粒不容易消失,而水滴是很容易蒸发的。距地面高度越高,风力越强,一旦形成了冰晶,云彩就不容易消失,会被强风吹得像拖了根尾巴似的,天空中美丽的卷云就是这样形成的。

水滴云会被蒸发变成烟一样的形态。积云、积乱云都是水滴云,在这些云附近的天空风力较弱,所以不会像卷云那样拖着长长的尾巴。

天空中越高的地方,云层越淡,这是因为越高的天空中,水汽的含量越少的缘故。

怎样正确识别冰雹云

究竟什么样的云会下雹子,怎样识别它?除了借助于科学仪器观测外,有经验的农民在生产实践中也积累了丰富的观天方法。

首先从云的形态看,雹云云体一般高耸庞大,云底低而云顶高,可达8000米至10000米以上,翻腾厉害,比发展旺盛的雷雨云移动速度还快,有的像倒立的笤帚,有的像连绵的山峰,云底的滚轴状和乳房状很明显。农谚说:“云顶长头发,定有雹子下”、“天有骆驼云,雹子要临门”。

其次看云的颜色。冰雹云的底部颜色比一般的雷雨云还乌黑,像锅底色,还经常带土黄色或暗红色,也有的带紫绿色。这是因为冰雹云比一般雷雨云发展更旺盛,水汽含量更多。

阳光透过水汽和尘埃较多的云层时,短波长的青、兰、紫光线大部分被吸收,而长波的红、橙、黄等光线照到云边上,就显得乌黑里边带黄色或杏黄色了,农谚说:“黑云黄捎子,必定下雹子”、“人黄有病,天黄有雹”、“黄云翻,冰雹天”就是这个道理。

第三看云的动态。如两块浓积云合并,发展异常迅速,群众叫做云打架或云接亲;有时四面的云向一处集中,一般是向经常产生冰雹的源地的上空集中,这是因为气流的辐射作用和地形地貌的影响,由于对流进一步加强,云体发展得更旺盛而出现的。

群众说:“云打架,雹要下”、“乱搅云,雹成群”。有时中午山腰起白雾,山后有黑云成团翻滚而来,白雾和黑云结合,云翻腾得更厉害,直冲天空,云底乌黑,渐变暗色,云边呈土黄色,出现滚轴状和乳房状,翻滚异常,来势凶猛,这也是一种冰雹云;有时大块黑云或黄云下边有小块的灰白色的碎云块跑得很快。

所以群众说:“午后黑云滚成团,恶风暴雨一齐来”“白云黑云对着跑,这场雹子小不了”,还有“黑云尾,黄云头,雹子打死羊和牛”、“天黄闷热乌云翻,天河水吼防冰旦”等谚语也都生动地从云的形态方面描述了冰雹来临的前兆。

冰雹云的特征是,当时空气对流很强,云块发展很快,云头和云底上下翻滚,搅动剧烈,好似浓烟一股一股地朝上冒,气势凶猛。

还可以看风的变化。冰雹云到来之前,风速时大时小,风向不定,常吹漩涡风。风的来向就是冰雹的来向,在大风中伴有稀疏的大雨点。一般下雹子前常刮东南风或东风,雹云一到突然变成西北风或西风,并且降雹前的风速一般大于下雷雨前的风速,有的可达8级至9级,随后连雨加雹一起降下来。所以农谚说:“恶云伴狂风,冰雹来得猛”、“恶云见风长,冰雹随风落”、“有雹无风,降雹稀松”,这都说明了冰雹形成和风是有一定关系的。

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各地看物象测冰雹的经验很多,如贵州省有“鸿雁飞得低,冰雹来得急”、“柳叶翻,下雹天”,山西省有“牛羊中午不卧梁,下午冰雹要提防”、“草心出白珠,下降雹稳”等谚语。

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