根据已知的测量数据,对于晴朗天空中的白云而言,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立方千米,据此计算,一朵云可重达500吨。也就是说,假设一头大象的重量为5吨,那么一朵云的重量大概相当于100头大象。
既然天上的云朵如此沉重,那它们为什么不会掉下来呢?
实际上,天上的云朵并不是水蒸气构成的,而是由一大堆极为细小的液态水滴或固态冰晶构成,它们是由空气中的水蒸气在高空中冷凝而成。我们可以将这些构成云朵的细小水滴和冰晶统称为“云滴”。之所以能够看到天空中的白云朵朵,就是因为“云滴”能够散射光线。
这时问题又来了,“云滴”的密度肯定比空气大得多,那空气又是如何托住这些“云滴”的?
主要原因在于“终端速度”。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”。
同时,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,而一个物体所受的重力与它的质量成正比。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。
(《中国妇女报》3.10)