黑云是怎麽产生的?

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/06/17 21:35:53
天上有白云、黑云,那麽什麽因素导致云有不同颜色呢?

黑云,一般称作乌云。
黑云的形成
从云的形成过程来看,乌云如果不是从别处飘来的,那就必定是由白云变来的。白云则不同,它除了可以从别处飘来或是由乌云变来以外,还可以在万里晴空的背景上突然“创生”。
夏日地表水在烈日下迅速蒸发,使空气湿度越来越大;高空的温度低于地表温度,因而水蒸气首先在高空到达饱和状态和过饱和状态;高空总会有一些灰尘,成为凝聚中心,使饱和蒸汽和过饱和蒸汽凝成细小的雾滴;雾滴足够密集时,就成为肉眼可见的白云;雾滴越来越大,白云就变成为乌云;乌云中的水滴继续变大,就变成雨滴;雨后空气的湿度变小,水蒸气重新回到不饱和的状态,乌云中的小水滴开始蒸发,体积越来越小,这样就使乌云变成白云;白云中的雾滴继续不断地蒸发,一旦全部汽化,白云就消失了,重新露出青天。
云为何“白”?乌云为何“乌”?夏日白云团在一瞬间变成乌云团的例子最能说明问题。在这种突变中,总水量基本上未变,太阳光的投射角也基本上未变,显眼的变化是“由白变乌”。这种事情总是发生在雷雨即将到来之时,这就表明“由白变乌”是水滴“由小变大”的结果。乌云并不是无亮度的“黑云”,而是有亮度的,并且其散射光实际上也还是白光,与白云的散射光在光谱方面没有差别,这是因为大水滴和小水滴对于可见光来说都是无色透明球透镜,散射光的颜色由入射光的颜色决定。一旦明确了这一点,我们就能利用“亮度”来对白云和乌云作定量的比较。`
就单个水滴来说,散射光在特定方向上的通量与入射光的通量之比应当是一个常数,与水滴的大小无关。但就整个云团来说,散射光的总通量与入射光的总通量之比就不是常数了。单个水滴的散射截面正比于线度的平方,体积和质量正比于线度的立方。这就意味着:在云团总质量和总体积不变的情况下,如果水滴的半径增大一倍,那么单个水滴的散射截面就应当扩大为原来的 4倍,而水滴总数则缩小为原来的 1/8,意味着总散射截面是原先的一半。由此可见,如果白云团中的水滴是属于微米级,乌云云团中的水滴是属于亚毫米级(即100微米),那么白云的亮度就应当是乌云的100倍。

云的厚度以及太阳照射云的方式不同,会导致云的颜色不同。黑云是由于该处云比较厚,太阳光无法透过云到达地面,使得云出现黑色;白云是由于云薄,太阳光可以不发生折