一朵云居然那么重！它怎么不掉下来？

走在蓝天白云下时，你有没有想过云朵那么大一片，它会有多重呢？如果有重量，它是怎么飘在天上的呢？

云主要由空气和数百万个小水滴组成，这些小水滴是水在“种子”粒子周围凝结形成的。种子颗粒可以是任何东西，从硝酸到树木释放的水蒸气，但它们通常非常微小。

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亚利桑那大学的水文学家阿明·索罗肖恩介绍了测量云重量的方法。首先要称量构成云的水蒸气，“你需要了解云的尺寸，还必须知道液滴的密集程度。”

几年前，美国国家大气研究中心的大气科学家玛格丽特·莱蒙想知道积云中水的重量，她先测量了云层阴影的大小，并估计了它的高度。假设它大致为立方体，虽然云通常不是立方体形的，但积云的高度往往和宽度一样，所以这个假设有助于简化体积计算。根据先前的研究，她估计水滴的密度约为每立方米0.5克，所以，这一朵云大约有550吨的水。“大约有100头大象悬在你头顶！”

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当然，不同类型的云重量不同。例如卷云要轻得多，因为它们每单位体积的水少得多；而积雨云往往重很多。

泰国莱伊岛附近的积雨云，看着就沉

图源：Nobythai via Getty Images

不过，“云的整个体积不只是液滴，还有空气，”索罗肖恩说。如果想把云重量计算更进一步，可以把每一滴液滴之间的空气重量考虑进去。

但如果云这么重，为什么不掉下来呢？首先，“液滴太小了，它们下降得不快”莱蒙说，“云中的水滴平均是雨滴的100万分之一大，大约是地球和太阳的大小之比。高空气流吹着这些微小的液滴，使它们在空中停留的时间比静止时长得多。“

也并不是孙悟空的筋斗云是真的的意思

图源：剧集《西游记》

云的密度也比它下方的空气小，所以靠浮力保持在空中，这是因为热对流现象——热量会通过流体介质进行传递，流体越热，相对质量下的体积就越大。随着热空气和更暖的液滴升起，它会变得比下面的冷空气和较冷液滴更有浮力，从而托起云层。

当然，云可以说是以雨的形式“落下”的。当云的液滴冷却并相互凝结，它们会变大，变得非常重，以至于它们会垂直降落到地球上。虽然雨滴比云滴大得多，但每个雨滴的直径仍然只有2毫米，分散了重量，不会让550吨的水一下子砸你头上。

所以，下次你看到快乐的小云朵从头顶掠过时，请记得这是100头大象跑过去了，感谢热对流，好好学物理。

来源 | livescience

翻译 | 赵之遇

部分图片 | 图虫创意

微信编辑 | 赵之遇