在天空的巨大舞臺(tái)上,幾乎每天都有變幻多姿的云彩表演著各種各樣的節(jié)目:有的像山峰一樣挺拔壯美,有的像游絲一樣纖巧多姿,有的像薄暮遮蔽全天,有的像棉絮撒滿(mǎn)太空,有的像暴怒的野獸來(lái)勢(shì)兇猛,也有的像水波柔弱無(wú)骨。而最常見(jiàn)的,還是那天邊懸浮的潔白圓滑的饅頭云和天頂飄游的絲綢般的卷層云。有了它們,天空舞臺(tái)上才顯得生動(dòng)活潑,蔚藍(lán)的天幕下才不那么單調(diào)乏味。但是,這些云卻大部分都不會(huì)下雨,因?yàn)?,由云變雨,還需要一個(gè)蠻復(fù)雜的物理過(guò)程呢!
讓我們來(lái)看看云的構(gòu)成。
云是由大量飄浮在空中的許許多多肉眼看不見(jiàn)的小水滴或小冰晶組成的,或者由小水滴和小冰晶混合組成。它們的個(gè)頭很小,大多數(shù)直徑還不到1毫米的百分之一,在1立方米的空間中,可以密集地存在幾千萬(wàn)甚至幾億個(gè)。他們高懸在空中不往下掉,是由于空氣中有上升氣流在下面頂托,云中水滴或冰晶個(gè)頭很小,重量很輕,下降的速度非常緩慢。一個(gè)直徑20微米的云滴若從1000米的高空掉下來(lái),需要整整6個(gè)小時(shí)。何況云滴在下降過(guò)程中還要連闖兩個(gè)大關(guān):一是沖過(guò)上升氣流的頂托,另一個(gè)是經(jīng)受住被再一次蒸發(fā)掉的危險(xiǎn)。只有水汽在云滴上繼續(xù)進(jìn)行凝結(jié)或凝華,以及云滴間相互碰并,大水滴不斷“吃掉”小水滴,使得體積越來(lái)越大,以至大到本身的重量足以克服上升氣流的阻力時(shí),才能以雨、雪或其他形態(tài)降落到地面上。
從云到雨,實(shí)際上就是一個(gè)水滴或冰晶成長(zhǎng)壯大的過(guò)程。
云滴變大后從云中降下來(lái),究竟是雨、是雪還是其他形態(tài),這主要決定于云內(nèi)和云下溫度的高低。當(dāng)云內(nèi)溫度在攝氏零度以上時(shí),云完全由水滴組成,云滴增大后掉下來(lái)便是雨。云內(nèi)溫度雖然低于攝氏零度,但云下氣層的溫度如果仍然高于攝氏零度時(shí),云滴增大后掉下來(lái)的雖然可能是過(guò)冷水滴、冰晶或雪花,但在通過(guò)云下較暖的氣層后也會(huì)融化為雨滴。來(lái)不及完全融化的,就會(huì)雨、雪同下,我們把這種現(xiàn)象叫做雨夾雪。只有當(dāng)云內(nèi)和云下的氣層溫度都低于攝氏零度時(shí),掉下來(lái)的才是雪花。
炎熱的夏季,有時(shí)烏云滾滾,狂風(fēng)大作,可就是不見(jiàn)雨滴降落。而在冬季,有時(shí)空中只有幾片薄薄的浮云,卻能飄下大片大片的雪花來(lái)。這是因?yàn)椋募緶囟雀?,雖有較強(qiáng)的對(duì)流運(yùn)動(dòng),但由于蒸發(fā)太厲害,水滴在下降過(guò)程中,來(lái)不及碰撞和合并就被蒸發(fā)掉了。冬天就不一樣了,由于冰晶在降落過(guò)程中不但蒸發(fā)少,而且還會(huì)繼續(xù)凝華增大,以至于達(dá)到超過(guò)氣流升力的程度。
近幾年,氣象科學(xué)迅速發(fā)展。人們根據(jù)云雨的形成原理,在干旱季節(jié)進(jìn)行飛機(jī)或高炮人工增雨作業(yè),將干冰(固體二氧化碳)、碘化銀、液氮或別的化學(xué)藥劑播撒到云中,促使云內(nèi)溫度下降,導(dǎo)致冰晶增多、增大而致雨,連連取得成功。受老天爺擺布的時(shí)代就要過(guò)去了,人工影響天氣的前景一片燦爛。(文:張海峰)