為什麼雲彩有白色的有黑色的? ?

General 更新 2023年10月15日

為什麼雲彩有白色的有黑色的?

您好,

白雲和烏雲都是由小水滴組成的。瑞利定律對小水滴不適用,因為該定律是以氣體分子的二次發射為依據的,而小水滴是比納米粒子還要大的無色透明的球透鏡。它的所謂“散射光”實際上是反射光以及經過幾次折射後的透射光。

白雲和烏雲在“含水量”方面會有些差別,但“含水量”的提法是有點含糊的,詞不達意。它可以被理解為整個雲朵的含水量,也可以被理解為單個水滴的含水量。這兩種理解都有一定根據。烏雲能佈滿整個天空,白雲卻做不到。由此可見,就總趨勢來說,烏雲的含水量一般大於白雲。但是,天空裡的一絲雲既可以是白雲又可以是烏雲,大片的雲也有“白”、“烏”兩種可能性,夏日巨大的白雲團能在一瞬間變成翻滾的烏雲團,這就不能用含水量來解釋了。如果“含水量”是指“單個水滴的含水量”,那就準確了。

從雲的形成過程來看,烏雲如果不是從別處飄來的,那就必定是由白雲變來的。白雲則不同,它除了可以從別處飄來或是由烏雲變來以外,還可以在萬里晴空的背景上突然“創生”。我在研究太陽能問題期間曾非常留意天空中雲情的變化,多次看到,藍天背景能在我目不轉睛的幾分鐘裡由藍色變成粉藍色,再變成邊緣模糊的淡淡的白雲片以至變成有清晰邊緣的白雲朵。從未見過烏雲能從藍天背景上突然冒出來。我還注意到:白雲變成烏雲多半是在雨前,烏雲變成白雲多半是在雨後。對此類現象的解釋是:夏日地表水在烈日下迅速蒸發,使空氣溼度越來越大;高空的溫度低於地表溫度,因而水蒸氣首先在高空到達飽和狀態和過飽和狀態;高空總會有一些灰塵,成為凝聚中心,使飽和蒸汽和過飽和蒸汽凝成細小的霧滴;霧滴足夠密集時,就成為肉眼可見的白雲;霧滴越來越大,白雲就變成為烏雲;烏雲中的水滴繼續變大,就變成雨滴;雨後空氣的溼度變小,水蒸氣重新回到不飽和的狀態,烏雲中的小水滴開始蒸發,體積越來越小,這樣就使烏雲變成白雲;白雲中的霧滴繼續不斷地蒸發,一旦全部汽化,白雲就消失了,重新露出青天。

白雲為何“白”?烏雲為何“烏”?夏日白雲團在一瞬間變成烏雲團的例子最能說明問題。在這種突變中,總水量基本上未變,太陽光的投射角也基本上未變,顯眼的變化是“由白變烏”。這種事情總是發生在雷雨即將到來之時,這就表明“由白變烏”是水滴“由小變大”的結果。烏雲並不是無亮度的“黑雲”,而是有亮度的,並且其散射光實際上也還是白光,與白雲的散射光在光譜方面沒有差別,這是因為大水滴和小水滴對於可見光來說都是無色透明球透鏡,散射光的顏色由入射光的顏色決定。一旦明確了這一點,我們就能利用“亮度”來對白雲和烏雲作定量的比較。

就單個水滴來說,散射光在特定方向上的通量與入射光的通量之比應當是一個常數,與水滴的大小無關。但就整個雲團來說,散射光的總通量與入射光的總通量之比就不是常數了。單個水滴的散射截面正比於線度的平方,體積和質量正比於線度的立方。這就意味著:在雲團總質量和總體積不變的情況下,如果水滴的半徑增大一倍,那麼單個水滴的散射截面就應當擴大為原來的 4倍,而水滴總數則縮小為原來的 1/8,意味著總散射截面是原先的一半。由此可見,如果白雲團中的水滴是屬於微米級,烏雲雲團中的水滴是屬於亞毫米級(即100微米),那麼白雲的亮度就應當是烏雲的100倍。

天上的云為什麼有白的還有黑的?

天空中的雲,多數都是白裡帶灰的顏色,但是,有時也會有烏黑、紅、紫等彩色的雲。

雲的各種顏色是雲反射陽光造成的,同時,也同雲的大小、厚薄、範圍以及形成的時間有密切的關係。

陰天的時候,雲的範圍很大,幾乎或全部遮住了天空,陽光就很難透過,於是,雲是灰暗色的。

多雲天氣或者晴天的時候,天上有少量的雲,陽光照亮了它們,雲往往接近於白色。

夏天,在下雷雨前,大範圍的雷雨雲形成了,這種雲往往是烏黑的,因為它很厚,陽光幾乎透不過。

而早霞和晚霞,它的顏色常常是紅色的,這是因為日出和日落時,場陽光是斜射過來的,要穿過很厚的大氣層,比較強的紅、橙光就照在雲朵上,使它變成了紅、橙色。

天空有各種不同顏色的雲,有的潔白如絮,有的是烏黑一塊,有的是灰濛濛一片,有的發出紅色和紫色的光彩。這不同顏色的雲究竟是怎麼形成的呢?

我們所見到的各種雲的厚薄相差很大,厚度可達七八公里,薄的只有幾十米。有滿布天空的層狀雲,孤立的積狀雲,以及波狀雲等許多種。

很厚的層狀雲,或者積雨雲,太陽和月亮的光線很難透射過來,看上去雲體就很黑;稍微薄一點的層狀雲和波狀雲,看起來是灰色,特別是波狀雲,雲塊邊緣部分,色彩更為灰白;很薄的雲,光線容易透過,特別是由冰晶組成的薄雲,雲絲在陽光下顯得特別明亮,帶有絲狀光澤,天空即使有這種層狀雲,地面物體在太陽和月亮光下仍會映出影子。

有時雲層薄得幾乎看不出來,但只要發現在日月附近有一個或幾個大光環,仍然可以斷定有云,這種雲叫做“薄幕卷層雲”。孤立的積狀雲,因雲層比較厚,向陽的一面,光線幾乎全部反射出來,因而看來是白色的;而背光的一面以及它的底部,光線就不容易透射過來,看起來比較灰黑。

日出和日落時,由於太陽光線是斜射過來的,穿過很厚的大氣層,空氣的分子、水汽和雜質,使得光線的短波部分大量散射,而紅、橙色的長波部分,卻散射得不多,因而照射到大氣下層時,長波光特別是紅光佔著絕對的多數,這時不僅日出、日落方向的天空是紅色的,就連被它照亮的雲層底部和邊緣也變成紅色了。

由於雲的組成有的是水滴,有的是冰晶,有的是兩者混雜在一起的,因而日月光線通過時,還會造成各種美麗的光環或虹彩。

為什麼有白色的雲和黑色的雲

高層雲因為高度在10公里左右,那裡空氣稀薄,雲層中多數是冰晶,所以太陽光能夠透過,所以雲層是白色的。低層雲是水滴和塵埃,一般厚度大,特別是雨層雲,厚度更大,陽光完全不能透過,所以是黑色的。雲層的顏色決定於高度和厚度。低層也有白雲,都是很小的,不能阻擋陽光,而罰能夠反射。

雲層有厚有薄,水汽豐富的雲,透明度降低,呈現出黑色,而水汽稀薄的雲,透明度較高,呈現出白色。烏雲的水汽極為豐富,所以比較黑。有時一塊烏雲能蘊藏了幾十噸水。

云為什麼有黑白色之分?

天空中的雲是小水滴和空氣中的粉塵組成的,它們的直徑要比太陽光的任何一種顏色的光的波長都要長得多,所以發生瑞利散射的情況很少。一部分陽光被反射到空中;一部分發生邁以散射,然後散射的光射到地球,但邁以散射不改變太陽光中任何顏色的光;還有一部分直接穿透水滴之間的縫隙。上述3種情況都對陽光的成分沒有影響,所以看上去天空中的雲是白色的。但是當雲層越來越厚時,小水滴越來越多,幾乎連成一片,太陽光和邁以射散的光不能或者很少能穿透雲層,這時白雲就變成烏雲了。

正是在太陽光通過大氣層入射到地球表面的過程中,大氣層中的空氣分子或其他微粒會對陽光有吸收,反射、透射等作用,從而形成了藍天、白雲和絢麗的落日餘輝和晨時朝霞。如果沒有大氣層和其他微粒,即使是白天,太陽看上去也只是一個孤零零的明亮的球,天空也將是漆黑一片,所以空氣不但給我們提供了賴以生存的條件,也使我們的天空變得多姿多彩。

紅雲又名火燒雲,因為傍晚時太陽發的光是紅光

白雲是因為雲反射了光

黑雲是因為太厚了,不透光

灰雲是部分透光,部分又不透 所以 白+黑=灰

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