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凝视着蓝蓝的天空和洁白蓬松的云彩,会让人感觉很轻松,它们看起来轻飘飘的,仿佛没有重量,那云实际上有重量吗?
当然,云也是由物质组成的,所以它们自然有重量。
云有多重?
亚利桑那大学(美国)的水文学家提出并回答了“云有多重”的问题。(*水文学:地球科学的一个分支,研究地球上的水循环)
云可以定义为“在大气中成簇漂浮的水滴或冰粒”。
换句话说,如果你想估计云的重量,你可以测量云中包含的水滴(冰粒)的总量。
要计算出水滴的总量,需要考虑云的体积和水滴的密度。
科学家们决定依靠积云来估计云的体积。
积云是指向上堆积、底部平坦的云。
由于这个特性,与横向展开的、不规则的云不同,一些积云会长成长度与高度和宽度相同的“立方体”状。
如果能寻找到这些积云,然后测量从云的阴影中可以看到的一侧的长度,就可以得到一个粗略的云的体积。
研究人员将一个边长为 1 公里的“立方体积云”作为研究对象。
积雨云,也称为雷雨云,边长 2 至 10 公里,台风期间,云的两端之间的距离约为 1000 公里。
云没有固定的大小,因此在考虑重量时决定假设什么样的云是一个难题,但“1 km3 的积云”可能是一个很好的标准,不会太大也不会太小。
接下来是云中水滴的密度。
研究人员估计,云中水滴的密度约为每立方米0.5克。
结果,从每个数值得出的1km3积云的重量是“约500吨”。
这相当于“100头大象”或“一艘全长70m的巡逻艇”的重量。
想想天上飘着成群结队的巨兽和铁块,云层比我们想象的还要重。
500吨水的重量与一个25米长的游泳池所含水的总重量相同。
那么,是什么让500吨的水在大范围内漂浮在空中呢?
这是因为云是在水蒸气(比空气轻)被上升气流提升并冷却时形成的,水蒸气冷却并凝结成微小的水滴。云中的水滴比空气重,所以自然落下。
然而,研究人员指出,“非常小的水滴不会掉得那么快。”
云中水滴的平均大小约为雨滴的百万分之一,这与地球和太阳的体积比大致相同。
也就是说,引力造成的“微小水滴落下的力”并没有那么大,它会被更强的上升气流持续长时间地抬升。
整个云重达500吨,但每一滴水又小又轻,可以漂浮。
如果水滴发生碰撞,它们会粘在一起,并形成更大的水滴。
由于扩散的水滴一起生长的速度大致相同,所以到了某一点,上升气流再也支撑不住水滴,就会以雨的形式倾泻到地上。
这就是积云在夏季带来突如其来的大雨的原因。
当我们抬头仰望因水滴密度增加而颜色变深的雨云,并感觉到要下雨时,我们就能更清楚地明白这一形成机制。
你能想象到1立方公里的积云能容纳一个学校水池的水吗?而且这相当于将500头大象的重量落到地面上,以后我们也许不应该说倾盆大雨,而是“落象大雨”了。
校稿:小张
审核:糖糖
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