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一朵500吨重的云,会不会突然往下掉,从云化雨经历了什么过程?_漂浮在天空中的一朵云有多重

栏目:数码科技

作者:B姐

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时间:2024-02-06 09:22:39

在天气晴朗的天空上漂着的白云,我们都随处可见,但不知道的是云有多重,科学家研究发现一朵白云会有500吨的重量,相当于500头牛的重量,那它会不会掉下来呢?云有是怎么形成的?

经气象学家测量,云的平均密度为0.5克/立方米,平均体积约为1立方米,由此可以算出一朵云的平均重量在500吨。云应该很轻才对,不然怎么飘起来呢,它的重量来自哪里?

云的本质是水蒸气凝结成的小水滴或冰晶,因此它是有一定质量的,我们把它称为“云滴”。云滴非常小,半径仅0.002毫米,肉眼根本无法观察。云滴这么小但也要受地球引力作用, 云会不会一整块下坠呢?

云大部分时候都呆在对流层,对流层在大气层的最底层,对流层包含了大气层中75%的空气和90%的水汽,大气层中的空气和水汽是运动的,所以连带着云也是运动的。气流的运动产生了不同方向的“风”,正是这些风带着云四处走动。

云之所以不坠落就是因为上升气流和云滴轻薄的质量和体积。

云滴受到重力加速度的作用,下坠速度会越来越快;下坠速度越快,它受到的空气阻力就越强。当云滴所受重力和空气阻力达到二力平衡的状态,云滴的下坠速度就保持一个恒定的状态,我们把这个速度叫做云滴下坠的终末速度。

这个中末速度能达到多少呢?实际上也就每秒几毫米,虽然以它0.002毫米的身躯来看这个速度已经很快了,但对几千米的云团来说,基本没什么影响。

在这样的情况下,只要稍微受到一点气流的影响,云团稍微向上移动一点儿距离,云滴就永远别想掉落。就算它不受任何气流影响下落,温度的巨大变化也会让这些云滴重新变为水蒸气。

空气中的水蒸气是如何从高空凝结成云的?

水蒸气去到高空不止是因为气流,它还可以自己升空。

从分子质量上看,水蒸气比起空气(大部分氮气、氧气)轻得多,当一个区域凝结大量水蒸气时,这团水蒸气就会像一个热气球一样向高空飘去。在对流层中,高度每上升100米,环境温度下降0.65摄氏度,随着温度越来越低,原来高温的水蒸气团蕴含的能量逐渐向外部流失,最终凝结成云滴。

当然这些水蒸气不是直接凝结成纯净的水滴,一般他们会吸引云凝结核,这些云凝结核大多是写漂浮的粉尘和盐颗粒。形成的云滴半径平均在0.002毫米。

这样没有对流抬升自己上去的云,冷凝开始的高度被称为抬升凝结高度,它基本决定了云底的高度。这样的云比较好辨认,就像被截断了一样,你以为它在消亡,其实它正在向上生长。

其他几种比较常见的情况是气流把这些水蒸气送上去冷凝成的云,比如气旋、对流、地形隆起等等。

大雨、小雨都是怎么形成的?

当云团中的云滴数量升高,云滴就会相互碰撞结合成体型庞大的雨滴从空中坠落。大多数情况我们看到的白云就是云滴少的,乌云就是云滴多的。造成这云团颜色差异的是云中的雨滴数量,云滴天然可以反射和折射太阳光,所以正常情况呈现的颜色是白色,但当云团中云滴数量增多无法透光的时候,云在我们看来就变成黑色。

对雨大小的形容有两个维度,一个维度是雨量,比如“瓢泼大雨”,形容雨下的量大、下的急,就像从天上泼下的水一样;还有一个维度是雨滴,比如“豆大的雨点”。乌云中云滴的数量决定雨量的大小,那雨滴是由于什么因素导致大小不同的呢?

大雨滴的形成源自极端的天气变化,常见于对流抬升水蒸气形成的云团。由于太阳短波辐射经过地表反射成长波辐射,对流层吸收长波辐射热量导致近地端空气温度升高,这样就与高空的低温形成较高的温度梯度,导致强上升气流的形成,水蒸气乘着上升气流快速升高形成更大的云滴。这些云滴的平均半径在0.015毫米,比正常云滴的0.002毫米高出许多。

在水蒸气的不断补充下,云团很快变成积雨云,虽然达到了正常的降雨水平,但在强上升气流的鼓吹下却不会轻易下落,反而继续结合成更大的雨滴。最强劲的上升气流风速惊人,最大时速可达290公里每小时,在这样的速度加持下,一个个超级积雨云层被创造出来,高耸的云塔在到达临界点的一瞬间侵袭而下,暴雨洗礼下方的每一寸土地。

如果高空中温度在冰点以下,雨滴就会率先结冰形成小冰雹,这个冰冻核在一个上升气流中涨到直径1.3厘米,然后在不同上升气流、下降气流中循环活动,一层层的裹上水汽形成冰层,尺寸慢慢上涨,直到气流再也无法支撑,坠向地面。目前发现尺寸最大的冰雹为18厘米,这样的冰雹完全就是一颗高空炮弹。

雨滴的威力

在强对流引起的极端天气中,冰雹的威力不容小觑,最好还是到屋里躲一躲。而和它同出一脉的雨滴却无法对人类造成伤害,这是为什么?

通过对雨滴大小的统计可以看出,最大的雨滴直径不过6毫米,这说明无论强对流天气在积雨云中积累多大的雨滴,最后落到地面都无法超过6毫米,雨滴在坠落时一定会因为空气阻力提前分裂。

我们把直径超过5.5毫米的雨滴定义为大雨滴,它们下落时的体态和小雨滴不同,小雨滴是圆的,大雨滴是纺锤形的。在下落过程中大雨滴的形态受空气阻力作用,中间向内塌陷,两边向外张开,被迫分裂成两颗正常的雨滴。

如此看来无论产生的雨滴有多大,它都会在下落过程中标准化,变成直径不超过5.5毫米的雨滴。雨滴的大小基本恒定,那雨滴下落时的速度又是如何变化的呢?

雨滴下落速度还要看雨滴的终末速度,雨滴比云滴大得多,受到重力影响更大,在运动过程中,空气阻力随云滴运动速度增大而增加,当阻力和重力平衡之时(浮力忽略),水滴下坠速度恒定。按最大雨滴体积计算,雨滴的终末速度不过11米/秒,这样的力量击打在人身上都不到1N。下次撑伞时你可以伸手感受一下雨的力量。

云的平均重量在500吨左右,它的重量主要来自于微小的云滴,虽然云团从形成开始就在缓慢下降,但因为组成云团的云滴质量轻薄很容易受气流影响,所以它基本不可能落地。云的消散要不就重新变为水蒸气,要不就凝结成更大的雨滴下落。

极端天气产生的冰雹比雨滴杀伤力大得多,你见过最大的冰雹有多大呢?

空中的云有重量吗

作为一种大自然现象,是我们能用肉眼看见的漂浮在空中的聚合物。

我想大多数人形容云都会拿它和棉花糖来比较吧,又洁白又轻盈的。

可你们知道云有多重吗?一般来讲,一片轻薄的云也会有2000多吨,是的,你没听错,也没看错,2000多吨,云的广度可以达到几米至数公里。但是无论多重,都不会掉到你头上,因为它的密度和空气很接近。

云的重量是由它本身的大小和种类来决定的,不管在什么情况下,决定云重量的因素是它本身的含水量多少,水大多以水蒸气或冰晶的形态出现,比如:夏天晴空中常见的体形纤瘦的卷云(平均高度超过6000米),卷云中含有大量体积较小的冰晶,其直径约0.01毫米,平均密度为0.2克

立方米。一般情况下,一朵云的体积能达到几立方千米,因此一朵云的重量就有几百吨重,然而,卷云只是轻量级的,暴风雨来临时的大片积雨云,体积能达到数千立方千米,平均密度大约为1克

立方米。这种情况下的云有数百万吨重。

那么问题来了,云既然那么重,那它为什么没有掉下来呢?

首先,是因为陆地上的热气对空气中的水蒸气有着很大的推力作用,这就体现在地面的水分就是因为热度才蒸发形成水蒸气上升到空中凝聚成云朵;其次,云朵的密度非常小,因此水蒸气越多,云朵就会飘得更高。

慢慢的,因为云朵在天空中越升越高,受到地面的热气就越来越少,推力也因此减弱,云朵的密度越来越大之后,热气的推力承受不住水蒸气的重量,于是水滴落了下来,这就是我们所说的下雨。

经过这么一番讲解,想必大家对于云的形成以及重量,还有它为什么掉不下来,心中都有数了吧。

一朵云可重达500万吨,为何它们不会掉下来,而是漂浮在空中?

空中的云有重量。一朵云的平均重量为50万公斤左右,这是科学家按照每立方米半克计算出来的,云不仅仅有重量,而且重量非常吓人。云里面的含水量非常多,基本上就相当于500吨的水,也就是说当抬头望向天空时,看到的不是云,而是500吨的水。

云是漂浮在空气中的水滴和冰晶的结合体,抬头看到了一条白色棉絮状的云,其中可能就包含了几百吨的水,如果是黑压压的积雨云,那么它的重量也会更惊人。

一朵云的重量将近50万公斤,它那么重为什么不掉下来?

蓝天白云草地一直会让人觉得心情愉悦,如果你在赏析这些漂浮在天空中的一朵朵云朵时,是否有想过,一朵云大约有多种呢?

精确测量数据信息表明,平时飘浮在天空中的那类好看又蓬松的云朵,其均值相对密度约为0.5克/立方,均值容积约为1立方公里。历经简易测算大家就可以得到,一朵云可重约五百万吨。

那麼难题就来了,即然天空中的云那么重,那为什么他们不容易掉下去,只是漂浮半空中呢?对于此事,有一种较为普遍的见解觉得,云实际上便是水蒸气,而水蒸气的相对密度比气体小,因此是气体托着了云,这一大道理像“油能飘浮在河面”一样简易,殊不知这类见解则是很片面性的。

缘故非常简单,水蒸气是没有颜色且全透明的汽体,假如天空中的云真的是水蒸气,那麼大家就没法见到他们。

云确实不容易掉下来吗?

云实际上便是一大堆极其细微的液体水珠和固体冰霜,他们一般由升高空气中的水蒸气在高上空冷疑而成,为了更好地便捷叙述,我们可以将他们称之为“云滴”,而由于这种“云滴”可以漫射光线,因此大家才可以见到一朵朵的云。

值得一提的是,我们在烧开水时见到的“香气”,实际上也是归属于这类化合物,从实质上而言,这类“香气”并并不是水蒸气。

因为构成的云的“云滴”相互之间不会有互相吸引住的拖累功效,因而从物理学的视角而言,一朵云不可以被视作一个总体。这就代表着,针对云间的每一个“云滴”来讲,无论他们是小雨滴或是小冰霜,其相对密度都需要比气体大很多,在这类状况下,相对密度更低的气体就没法托着他们。

换句话说,单单从化学物质相对密度的视角看来,蓝蓝的天空应该是会掉下去的,但不言而喻的是,那样的事儿并没有产生,是什么原因呢?

为何天空中的云不容易掉下去?

这就需要从“终端设备速度”而言起了,我们知道,当物件做自由落体运动健身运动的情况下,其下落速度会在作用力的功效下变得越来越快,但假如在地球大气层里,物件在下落全过程中又会遭受摩擦阻力的功效。

摩擦阻力可以用公式计算“F=(CρSV^2)/2)”来叙述,在其中C为气体阻力系数、ρ为空气的密度、S为物件的迎风总面积,V为物件相对性于气体的速度。

由此可见,当一个物件在地球大气层中做自由落体运动健身运动的情况下,其遭受的摩擦阻力会伴随着物件下落速度的提升而快速增大。

但摩擦阻力并不会无尽扩大,由于当摩擦阻力与作用力的协力为零的情况下,物件的下落速度就不容易再次提升,在这类状况下,物件便会一直以当今的速度下落,而它这时的速度,就被称作“终端设备速度”。

(注:之上仅仅简易剖析,在其中忽视了气体水的浮力等其他危害并不大的要素)

换句话说,当物件做到“终端设备速度”的情况下,它一直会遭受2个力的作用,一个是作用力,一个是摩擦阻力,这两个力尺寸相同,方位反过来。地球重力可以用公式计算“G=mg”来叙述,在其中m为物体的质量,g为地球上的作用力加速度,由此我们可以得到,物体的质量越小,“终端设备速度”就越低。

这还可以表述为何小蚂蚁能够 从高空落下来而安然无恙,缘故便是小蚂蚁的品质不大,在下落全过程中的“终端设备速度”就很低。相对来说,“云滴”的规格一般全是μm级的,其质量比小蚂蚁还需要小得多,因此他们在下落全过程中的“终端设备速度”便会极低,低到哪些水平呢?在没有遭受影响的状况下,大约便是每秒毫米。

因而可以说,天空中的云并并不是不掉下来,只不过是由于他们下落的速度超慢,因此大家发觉不上。必须 留意的是,一般状况下,天空中的云并不会确实落入路面上,这关键有两个层面的缘故。

一是因为一般的“云滴”品质很小、“终端设备速度”超慢,因而只必须 有一些上升气流,就可以阻拦他们降低的发展趋势。

二是伴随着高宽比的降低,温度也会慢慢提升,在降低到一定水平的情况下,细微的“云滴”便会挥发成水蒸气,随后再次升高(由于比气体轻),在没有其他气旋危害的状况下,当这种水蒸气做到一定高宽比的情况下,又会再度凝固成“云滴”,进而对云彩开展了填补。

恰好是由于以上缘故,大家一般都是会观察到云彩飘浮半空中,而不容易掉下去。当然,假如一朵云中的“云滴”充足大,那麼以上的体制也不可以阻拦他们掉到路面到了,而这类“云滴”实际上便是大家平时所见到的小雨滴(或雹子),因此从这一视角而言,他们能够 被觉得是以天空中掉下去的云。

天上的云有多重(天上的云有多重要)

万里晴空下,天空中总会飘浮着一朵朵的白云。白云漂浮在天空上,总让人觉得它应该会很轻,但实际情况是一朵白云的重量要高达50万斤左右,远比许多的物质要来得重得多。重量这么大的云还能漂浮在蓝天上是有一定的科学成因的,原理是云是由微小液滴相互组成,它们之间并没有相互作用,由于液滴的重量小,终端速度也因此变小,云便可以漂浮在天空中了。

一、云漂浮上空的重要原因

关于云漂浮在天空中的这种情况,有科学的解释是因为它的终端速度小,终端速度是指物体在进行自由落体时,重力与空气阻力相互制约下所能达到的最大匀速速度,一般自重较重的物体终端速度也会比较大。而组成云的液滴终端速度都很小,细微的气流涌动便可以把它们托举上来,在高度较高的高空中呈现。

二、云的形成原因

云是地面的空气经过上升之后,在高空中遇冷冷却,到达露点后变成的小液滴,从而形成云。云呈现的状态是相对稳定的,但也有不稳定状态下的云,比如积雨云。当液滴掉下来时,下降过程中会被蒸发,所以不能被我们所看到,也不是云了。

三、终端速度在生活中还有很多的应用

小质量物体的终端速度低,在生活中会用到的喷雾,洒水器等,喷出来的液体掉落加速度要小于重量大的物体掉落加速速,它们的终端速度主要的制约因素是重力和空气阻力。

云层变化和大气对流的情况是非常复杂的,云的形成机理也有很多,不同的云之间的形成机理都不同,这些都构成了气象学原理。生活中还有很多不同的现象是可以通过科学解释来找到它的成因的。

1、天上的云有多重 。

2、天上的云有多重为什么能飘在天上。

3、空中的云有多重。

4、天上飘的云有多重。

1.漂浮在空中一朵云有数百吨重。

2.云是漂浮在空气中的水滴和冰晶的结合体,平时抬头看到的一条白色棉絮状的云,其中可能就包含了几百吨的水,如果是积雨云,那么它的重量会更惊人。

3.云:云是大气中的水蒸气遇冷液化成的小水滴或凝华成的小冰晶,所混合组成的漂浮在空中的可见聚合物。

4.云是地球上庞大的水循环的有形的结果。

5.太阳照在地球的表面,水蒸发形成水蒸气,一旦水汽过饱和,水分子就会聚集在空气中的微尘(凝结核)周围,由此产生的水滴或冰晶将阳光散射到各个方向,这就产生了云的外观。

6.并且,云可以形成各种的形状,也因在天上的不同高度、形态而分为许多种。

一朵500吨重的云,会不会突然往下掉,从云化雨经历了什么过程?_漂浮在天空中的一朵云有多重