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第18章 雨云为什么是黑色的?它们在形成之后究竟发生了什么?

每逢暴风雨来临前,我们通常都会看到这样的景象:天地间一片昏暗,黑压压的乌云直逼人的头顶。雨云虽然看起来挺吓人,但其形成的原因却并没有那么可怕。

首先是一些关于云朵的小知识。身处大气的笼罩之下,我们人体每平方英寸所承受的压力约为15磅重。湿空气上升至空中会形成云。随着湿空气在空中的越升越高,它会渐渐地弥漫开来。(为什么?这是因为越往高处走,空气的密度约小,而水蒸气所承受的气体压力也就越小。)

随着气团的不断膨胀,它开始渐渐冷却了。当空气的温度冷却至气象学家们所说的“露点”时,其所包含的水分便由看不见的水蒸气变成了数十亿可见的小水滴。这些水滴随后会附着到空气中游离的灰尘、污垢以及烟尘颗粒上。于是,一朵新的云彩便形成了。

对于暴风云来说,当云中小水滴因碰撞而合为一体时,聚合后的水滴由于重量太大跌出云朵之外,于是暴雨便开始了。或者,冰晶体在云朵冷峰区融合为雪花后,在下落至地表的过程中融化成了雨。

据科学家们认为,暴风雨云之所以呈现黑色,主要有以下几个方面的原因。首先,暴风雨云比其他云朵要厚(部分暴风雨云甚至厚达6英里多),以至于阳光很难将其穿透。

其次,暴风雨中所包含的水滴,其大小要比那些普通云朵或雾霭中的水滴大。水滴越大,其所吸收的光线越多,从而反射回空中的光线也就越少。所以,云朵中包含的水滴越大,其所呈现的颜色便会越暗。

云朵那短暂的生命周期主要是由太阳决定的。

最后,并非所有黑色的云都是暴风雨云。一些云朵虽然看起来是黑色的,但周围却镶嵌着一圈白边。这是由于当阳光从其背后照过来时,无法轻易穿透它那厚厚的广阔的中心部分而造成的。

一些形成时间较长的云彩可能也会呈灰色或紫色。这是为什么呢?原来当一朵云“上了年纪”之后,其所蕴含的大部分小水滴会蒸发到空气中,只留下很少一部分较大的水滴——正如我们所知道的,这些水滴无法很好的反射太阳的光线。因而相比那些新产生的、容易反射阳光的云,这些“较老”的云朵看起来颜色会更暗一些。

就像自然界万物一样,云也无时无刻不在发生着变化,而且速度很快。它们在风中不断徘徊着、盘旋着,在使自身一部分水分被蒸发掉的同时,也从湿空气中吸收到了更多的水分。

一朵云彩那短暂的生命周期主要是由太阳决定的。由于暖气流不断地从地表向空中升腾,从而使云朵始终漂浮在空中。而在傍晚太阳落山之后,地表由于将热量反射向外太空而渐渐冷却下来。这时,气流的温度也开始慢慢降低,以至无法使较多的热空气升至空中,以使云朵,尤其是蓬松的堆积云维持自身的漂浮状态。这样,云朵们便开始纷纷下落。

当云朵们下落至地表附近的暖空气中时,组成它的水滴开始蒸发了。而随着水滴在下降过程中的不断蒸发,云朵尚未到达地面便消失不见了。

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一些云朵在黑暗中会熠熠生辉,比如冰冷的夜光云,它们漂浮在50英里高的空中,任劳任怨地反射着太阳的光芒,即使它已经落到了地平线之下。

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