你頭頂的那朵雲,可能比大象還重
夏天一到,大雨小雨接踵而至,空氣中總彌漫著一種潮濕的味道。在不少人看來,這樣的日子和雲朵脫不了幹係。作為水循環的重要環節之一,雲是水蒸氣在冷空氣中凝結而成的。水蒸氣升到一定高度時會遇冷變成小水滴,這些小水滴聚集在一起,飄浮在空中就變成了雲。雲在漂浮過程中,如果遇到冷空氣,這些小水滴就會凝結變大,並轉為降雨落到地麵。
說起來,生活中每個人都見過雲,或潔白如雪,或烏黑濃重,形態各異,美不勝收。那麼你有沒有想過,看似蓬鬆輕盈、飄飄欲仙的雲朵,到底有多重呢?
答案是,一朵雲的重量近50萬公斤,相當於大約100頭大象!如此驚人的數字背後,原因其實不難理解。雲朵雖然主要由水蒸氣組成,但水滴並不是雲朵的唯一組成部分。水滴在形成雲朵的過程中,還會吸附空氣中的塵埃、花粉等小顆粒物質作為凝結核。這些物質被水滴包裹後,就會隨著雲層一起在空中飄浮。而且,在漂浮過程中,雲朵還會不斷“吸收”和“吞吐”周圍的水蒸氣,使自己保持一定的體積和重量。
據美國國家海洋和大氣管理局的數據,一朵雲的含水量一般在500噸左右。如果這些水都降落到地麵上,就相當於在短時間內進行了一場特大暴雨。好在由於雲朵內部的特殊結構和上升氣流的作用,這些水滴會被穩穩地托在空中,變成我們在天空中看到的各式各樣的雲朵。
也許有人會好奇,同樣是雲,為什麼有的看起來輕盈縹緲,有的卻烏黑厚重?這和雲的含水量有直接關係。在氣象學中,根據雲出現的高度和形態,可分為積雲、層雲、卷雲等十多種形態。不同形態的雲,含水量也不同。含水量最大的雲,當屬積雨雲,也叫雷暴雲。這是一種能產生強烈降雨的深厚濃厚積雲,因常伴有雷電、陣風和大風等強對流天氣而得名。
積雨雲由大量小水滴和冰晶組成,厚度可達8~12千米,水平寬度通常為10~100千米。如果一團積雨雲的含水量達到300萬噸,籠罩在1平方千米的範圍內,那麼每平方米的麵積上,雲層的含水量就會達到300千克左右。
2010年,美國亞利桑那州立大學的研究人員利用一種新方法對積雨雲的含水量進行了測定。研究人員將微型傳感器裝在小型降落傘上,隨著上升氣流升入雲層。這些傳感器會在穿過雲層的過程中收集有關溫度和濕度的數據,然後將這些數據無線傳輸回地麵接收器。
通過分析這些數據,研究人員就可以估算出雲層的含水量。他們發現,含水量最大的積雨雲,重量竟能達到驚人的2000萬噸,和200艘大型油輪的重量相當。這樣一個巨無霸級的積雨雲,一旦降下暴雨,會迅速消耗雲層中的水滴,體積隨之急劇縮小,直至完全消失。如果多個積雨雲聚集在一起,還容易形成遮天蔽日的暴雨雲團,短時間內給大片區域帶來大暴雨,造成嚴重的水災。
積雨雲帶來的災害雖然令人頭疼,但另一類雲的出現,卻足以讓人們喜出望外,那就是卷積雲。卷積雲是一種由冰晶組成的纖薄而透明的白色雲層,一般呈纖維狀、羽毛狀或馬尾狀,在高空隨風飄逸。它的含水量非常低,雲體中的冰晶顆粒往往隻有幾十微米,有時甚至隻有幾微米。雖然這些冰晶的個體不大,但由於數量眾多,聚在一起時,也可以覆蓋數千米的廣闊天空。
雖然卷積雲含水量極低,一般不會帶來降水,但它的出現卻是一個好兆頭。氣象學研究表明,卷積雲的出現往往意味著高空中的氣流非常穩定,空氣比較幹燥。而穩定的高空氣流,又會形成一個理想的飛行環境。所以,在氣象學上,卷積雲又被視為一種適合飛行的好天氣雲。因此,如果你抬頭看到卷積雲,那麼無論是乘飛機出行,還是進行戶外活動,都不用擔心壞天氣會不期而至。
雲不僅是天氣預報的重要依據,對農業生產也具有重要意義。中國有句諺語叫“天上鉤鉤雲,地上雨淋淋”,說的是如果出現鉤卷雲,通常預示著陰雨天氣即將到來。類似的諺語還有很多,都是根據雲的形態、顏色、高度和移動方向,來預測未來的天氣情況。這些諺語不僅讀起來朗朗上口,還蘊含著一定的科學道理,是古代勞動人民長期觀察和總結的智慧結晶。
時至今日,隨著科技的進步,人們對雲的認識也在不斷深入。人們不但可以根據雲的形態來預測天氣,還可以通過測量雲的含水量、高度、溫度和移動速度等數據,更準確地了解天氣係統的發展和變化趨勢。在人工影響天氣方麵,科研人員也在不斷探索用催化劑來影響雲的降水效率,進行人工增雨或人工消雨作業。這些技術的應用,在提高農業生產效率、防災減災和保障重大活動順利進行等方麵,都發揮了重要作用。
雖然一朵雲的重量看似與我們的生活沒有直接關係,但當我們抬頭望向天空,看到那一片片千姿百態的雲朵時,心中還是不禁會生出許多遐想。無論是那些遮天蔽日的暴雨雲團,還是那些隨風飄逸的卷積雲,都在用自己的方式影響著這個世界。或許有一天,我們能更深入地了解雲背後的科學奧秘,讓它為人類社會的發展作出更多貢獻。