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浴室沉思：云朵真的是悬浮在空中吗？
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抬头看看天空，云朵可能看起来像Joni Mitchell歌词里的“羽毛峡谷”和“空中冰淇淋城堡”。
但为什么它们看起来像悬浮在半空中？如果是，是什么让它们悬浮在空中呢？
“这是一种错觉，”美国国家气象局的气象学家Alex Lamers说。“并没有什么枕头或魔法物体悬浮在空气中。”
云是水滴和冰晶的集合。这些水滴在云凝结核周围形成，云凝结核可以是灰尘或盐粒，Lamers解释说。当水滴丰富的云朵变得太重，降水会以雨、雪或冰雹的形式落下。但即使在降雨之前，这些水滴也会以悠闲的速度向地球移动。
“它们掉落得非常非常慢，”Lamers说。任何落到地球上的东西都会达到其终端速度，即它自由落下的最快速度。终端速度发生在空气阻力完全抵消重力时。水滴非常轻，其终端速度非常慢，对于半径为5-10微米的水滴，为每小时18-36米。因为云通常在高空中，这种微小的向下移动是肉眼难以察觉的。
Lamers将水滴的下落比作在阳光下旋转的灰尘：灰尘颗粒也会落下，但由于它们很小，所以下落得很慢。根据罗格斯大学大气科学教授Mark Miller的说法，云水滴的平均尺寸比人类头发的半径还要小。
但有某些东西抵消了这种缓慢的下降，这就是错觉的来源。上升的气流使聚合的水滴悬浮在空中，即使它们逐渐下落。
“它们看起来像悬浮在空中，因为本质上它们下落的速度比或者等于云层中的上升气流速度，”Miller说。这些颗粒会同时下落和上升。
水滴会成为“空气运动的示踪剂”，Miller说。上升的气流会推动数百万个水滴成为其路径的形状，形成可见的云朵。但这不仅仅是同时上升和下降在起作用；虽然云朵看起来处于相对固定的高度，但它们会随着上升空气与水滴混合而凝结和蒸发而波动。“它们实际上是在形成和蒸发，这使得它们看起来有点固定。”
云朵是垂直运动和空气与水混合的可见结果，而水滴则缓慢地落到地面。“你看不到云滴的运动。”“你真正看到的只是大气中更大尺度运动的示踪剂。”
云朵的形成需要温暖、潮湿的空气。温暖的空气比冷空气更具浮力，所以当它上升到大气层时，会冷却并凝结成云。云比它下面的空气密度小。虽然有些云看起来很轻很蓬松，但积云或雷暴云可以重达100头大象，尽管其质量和水含量取决于其尺寸。在一个小云中，只有几十米高和宽，不会立即降水，那么重量并不总是转化为大量的水。Miller说：“如果我把其中的所有水都取出来，它可能连一加仑的容器都装不满。”
本文译自 Live Science，由 BALI 编辑发布。