我們都知道什麼是雲 - 可見的微小水滴(如果它足夠冷,則是冰晶)在地球表面以上的大氣中生活。但是你知道雲是如何形成的嗎?
為了形成雲,必須有幾種成分:
水冷卻空氣溫度(核)上形成的表面一旦這些成分到位,他們就會按照這個過程形成一個云:
步驟1:將水蒸氣變為液態水
雖然我們看不到它,但第一種成分 - 水 - 總是作為水蒸氣(氣體)存在於大氣中。但是為了生長雲,我們需要將水蒸氣從氣體變為液體形式。
當一塊空氣從地面升起進入大氣層時,雲開始形成。(空氣通過多種方式實現這一目標,包括抬升山腰,抬升天氣前鋒,以及通過會聚氣團將其推到一起。)當包裹上升時,它通過較低和較低的壓力水平(因為壓力隨著高度而減小)。
回想一下,空氣傾向於從較高壓力區域移動到較低壓力區域,因此當包裹進入較低壓力區域時,其內部的空氣向外推動,使其膨脹。這種膨脹需要熱能,因此空氣包冷卻了一點。空中包裹越往上行,它就越冷卻。當它的溫度冷卻到露點溫度的冷空氣不能容納的水蒸氣作為熱空氣,於是,包裹內的水蒸氣達到飽和(其相對溼度為100%)和凝結成液滴水。
但就其本身而言,水分子太小而不能粘在一起形成雲滴。他們需要一個更大,更平坦的表面,他們可以收集它們。
第2步:給水喝點東西(Nuclei)
在能夠為水滴,形成雲滴,他們一定有什麼,有些表面凝結上。那些「東西」是被稱為氣溶膠或凝結核的微小顆粒。
就像細胞核是生物細胞的核心或中心一樣,雲核也是雲滴的中心,正是因為它們才是它們的名字。(沒錯,每個雲的中心都有一些汙垢,灰塵或鹽!)
雲核是灰塵,花粉,汙垢,煙霧(來自森林火災,汽車尾氣,火山和燃煤爐等)的固體顆粒,以及懸浮在空氣中的海鹽(來自破碎的海浪)大自然母親和我們將他們放在那裡的人類。大氣中的其他顆粒,包括細菌,也可以起到凝結核的作用。雖然我們通常將它們視為汙染物,但它們在生長雲中起著關鍵作用,因為它們具有吸溼性-它們會吸引水分子。
第3步:雲誕生了!
正是在這一點上 - 當水蒸氣凝結並沉積在凝結核上時 - 雲形成並變得可見。(沒錯,每個雲的中心都有一些汙垢,灰塵或鹽!)
新形成的雲通常具有清晰,明確的邊緣。
它形成的雲和高度(低,中或高)的類型由空氣包裹變得飽和的水平決定。這個水平會根據溫度,露點溫度以及包裹隨著海拔升高而變冷的速度或速度而變化,稱為「失效率」。
是什麼讓雲消散?
如果在水蒸氣冷卻和凝結時形成雲,那麼只有當相反的情況發生時,即當空氣變暖並蒸發時,它們才會消失。這是怎麼發生的?由於大氣始終處於運動狀態,因此在上升空氣後面會有更乾燥的空氣,從而不斷發生冷凝和蒸發。當蒸發發生的時間比凝結更多時,雲會再次變回看不見的水分。
現在您已經了解了大氣中的雲是如何形成的,通過在瓶子中製作雲來學習模擬雲的形成。