降雨的舞蹈

降雨的舞蹈

被水汽浸湿的核在空气中飘动,其体积也在变大——要么是每个核分别胀大,要么是几个核结合在一起。最初的雾变灰、变湿了,转变成了所谓液气态,与此同时它的颜色也在变化,变得更深了。于是便形成了白云和乌云。

但你可别以为云的构造具有稳定性。云的形状也会在外部因素的影响下而不断改变。云是一团永不平息的液气聚合体,那里面有的微粒在与上升流大致相同的高度舞动,也有的液滴下降时在更干燥的层面蒸发了,在上面留出的位置则被新的凝结核取代了。与此同时,水蒸气凝聚时散发的热量又促进了一些液滴的蒸发,这就妨碍了凝聚的过程。这样一来,云朵中的微粒就像一群蚊子在空气中舞动,时而融入水汽中,时而重新在核周围凝聚起来。

最有意思的是,最小的微粒(直径仅有0.02~0.1毫米)的下降速度极其缓慢,只有1毫米/秒~25厘米/秒,因为它们很难克服空气本身的阻力。因此,它们如蚊子般舞动时很容易蒸发,却很难完整地抵达地面。要想形成降水,云就得排出平均直径约1毫米(据某些人的计算)的微粒。这样的微粒在平静的空气中的下降速度为每秒2~3米。换句话说,在这种风力的上升流中,云已经无法飘浮了,而是会向底部降去。不难理解,上升流越强,在其中飘动的液滴就越大。最大的液滴的下降速度可达每秒8米(其直径在2毫米以上)。

云里的激烈舞蹈产生出了水汽,而水汽又变成雨点落到大气的“底部”——回到它从潮湿地带和水体中蒸发升腾的地方。在这个复杂的过程中,除了上升流之外,周边大气的压力、温度和相对湿度也发挥着重要的作用。而更重要的是大气中的电荷,因为电荷是令小水珠变成大水珠的主要因素(这个问题在科学中还没有确切阐明;目前公认的是,分离成带正电和带负电的粒子【离子】的空气分子同样能起到凝结核的作用)。

上述因素依照不同的组合方式,便可能令云排出其他形式的降水……这样就形成了雪、霰、雹和其他一些现象。