空气中的水蒸气变成水滴或冰晶,就形成了云。
云的形成原理
空气团上升时的变化
云是由什么组成的?
云,到底是由什么东西组成的呢?你或许以为,云是由空气中的水蒸气组成的,但事实上,我们的眼睛是看不到水蒸气的。其实,组成云的并不是水蒸气,而是小水滴和小冰晶。因此,我们才能看到云的存在。
在雾中漫步,我们会突然发现,不知不觉间身上变得潮湿了。雾,其实就是紧靠在地面上或是水面上的云。通过这个例子,就可以很容易理解云是由水滴组成的事实了吧。
那么,云是怎样形成的呢?如果空气发生上升,那么这股升上去的空气就会在高空中发生膨胀,同时气温也会发生下降。如果升上去的空气中含有水蒸气,随着气温的下降,一部分水蒸气就会凝结成水。凝结而成的水,开始的时候是非常小的水滴,当然也很轻,所以不会像雨滴那样降下来。这些小水滴就是构成云的云滴,当很多云滴聚集起来时,我们就会看到一朵很大的云。
饱和水蒸气曲线
空气中的水蒸气含量,除以此温度时的饱和水蒸气量,就可以计算出相对湿度。水蒸气饱和时的相对湿度为100%
水蒸气的饱和度和温度间的关系
空气中可以含有的水蒸气的量是由温度决定的。如果空气中的水蒸气含量达到最大值,我们会把这个状态称为饱和状态,而在这个温度下空气所能含有的水蒸气的最大值,我们称之为饱和水蒸气量。上面的图是表示气温和饱和水蒸气量之间关系的图表,通过观察可以知道,气温越低,饱和水蒸气量的数值也就越小。
随着气温的逐渐降低,水蒸气也终将达到饱和状态。此时如果空气的温度继续下降,多余的水蒸气就会凝结成水。
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促进云形成的凝结核
有时,即使空气中水蒸气的含量没有达到饱和,也会形成云。当空气中含有例如海水飞沫干燥后的结晶,或是细小的尘埃等微粒时,水蒸气就会更容易发生凝结。这样的微粒我们称之为凝结核。另外,如果空气的气温低于0℃,有时水蒸气也会直接凝华成冰。
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