一朵云可重达500吨, 重量相当于100头大象, 为何它们不会掉下来?

发布日期：2024-11-04 04:00    点击次数：110

天上的白云并不是虚无缥缈之物，它们也是有重量的，根据已知的测量数据，对于晴空中那些的白云而言，构成它们的物质平均密度约为0.5克/立方米，而它们的平均体积则大约是1立方公里，据此计算的话，一朵云可重达500吨。

也就是说，假设一头大象的重量为5吨，那么一朵云的重量就大概相当于100头大象，所以问题就来了，既然天上的云朵是如此沉重，那为何它们不会掉下来呢？

对于这个问题，可能有人会说，天上的云朵是由水蒸气构成的，由于水蒸气比空气轻，云朵当然就不会掉下来了。然而这种看似合理的观点，其实并不算正确，因为水蒸气是一种无色透明的气体，这就意味着，如果云朵是由水蒸气构成的，那我们就应该看不见它们才对。

实际上，天上的云朵并不是水蒸气构成的，而是一大堆极为细小的液态水滴或固态冰晶，它们通常是由空气中的水蒸气在高空中冷凝而成，与之类似的是，我们在烧开水时所看到的“白气”，实际上也是水蒸气在空气冷凝而成的微小水滴。

为方便描述，我们可以将这些构成云朵的细小水滴和冰晶统称为“云滴”，事实上，我们之所以能够看到天空中的白云朵朵，其实是因为“云滴”能够散射光线。

需要知道的是，尽管天上的云朵是一大堆的“云滴”，但这些“云滴”彼此之间却没有相互吸引的牵连作用，所以从严格意义上来讲，云朵并不能算是一个整体。

显而易见的是，无论“云滴”是水滴还是冰晶，其密度都比空气大得多，这就意味着，空气是无法托往“云滴”的，所以从这方面来讲，天上的云朵应该会不避免地往下掉。但实际上，这种情况似乎并没有发生，为什么会这样呢？其实主要原因在于“终端速度”。

简单来讲，当一个物体在地球大气中自由下落时，重力会将其向下拉动，其下落速度会越来越快，但空气阻力却会对其产生反向作用，并且随着下落速度的增加，空气阻力也会不断增大，直到最终达到一个平衡点，即该物体受到的重力与它受到的空气阻力相等，此时物体的下落速度就会保持恒定，这个速度就是“终端速度”。

据此可知，在其他条件相同的情况下，一个物体受到的重力越小，其“终端速度”就越慢（反之亦然），而我们都知道，一个物体所受的重力与它的质量成正比，这就意味着，在其他条件相同的情况下，一个物体的质量越小，其“终端速度”就越慢。

正如前文所言，“云滴”是极为细小的，具体有多小呢？这样说吧，它们的半径通常都只有几微米至几十微米，其质量只能以纳克计（1克 = 10^9纳克），也正因为如此，“云滴”的“终端速度”就极为缓慢，通常只能达到每秒几毫米的数量级。

因此可以说，如果没有其他的干扰因素，天上的云朵就会一直会往下掉，但即使是这样，它们掉落的速度也极为缓慢，以至于我们无法察觉得到。

另一方面来讲，自然界中几乎不可能不存在干扰因素，由于“云滴”非常微小，因此只需要一点点上升气流和水平位移风，就可以有效地阻止云朵的掉落过程，也正因为如此，云朵通常都可以长时间地漂浮在天空中，而不会掉下来。