在天空的巨大舞臺上,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,有的像棉絮撒滿太空,有的像暴怒的野獸來勢兇猛,也有的像水波柔弱無骨。而最常見的,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,天空舞臺上才顯得生動活潑,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下雨,因?yàn)?,由云變雨,還需要一個蠻復(fù)雜的物理過程呢!

讓我們來看看云的構(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甚至幾億個。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,云中水滴或冰晶個頭很小,重量很輕,下降的速度非常緩慢。一個直徑20微米的云滴若從1000米的高空掉下來,需要整整6個小時(shí)。何況云滴在下降過程中還要連闖兩個大關(guān):一是沖過上升氣流的頂托,另一個是經(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)際上就是一個水滴或冰晶成長壯大的過程。

云滴變大后從云中降下來,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),云滴增大后掉下來的雖然可能是過冷水滴、冰晶或雪花,但在通過云下較暖的氣層后也會融化為雨滴。來不及完全融化的,就會雨、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。這是因?yàn)椋募緶囟雀?,雖有較強(qiáng)的對流運(yùn)動,但由于蒸發(fā)太厲害,水滴在下降過程中,來不及碰撞和合并就被蒸發(fā)掉了。冬天就不一樣了,由于冰晶在降落過程中不但蒸發(fā)少,而且還會繼續(xù)凝華增大,以至于達(dá)到超過氣流升力的程度。

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)代就要過去了,人工影響天氣的前景一片燦爛。(文:張海峰)