一朵500噸重的雲，會不會突然往下掉，從雲化雨經歷了什麼過程？

在天氣晴朗的天空上漂著的白雲，我們都隨處可見，但不知道的是雲有多重，科學家研究發現一朵白雲會有500噸的重量，相當於500頭牛的重量，那它會不會掉下來呢？雲有是怎麼形成的？

經氣象學家測量，雲的平均密度為0.5克/立方米，平均體積約為1立方米，由此可以算出一朵雲的平均重量在500噸。雲應該很輕才對，不然怎麼飄起來呢，它的重量來自哪裡？

雲的本質是水蒸氣凝結成的小水滴或冰晶，因此它是有一定質量的，我們把它稱為“雲滴”。雲滴非常小，半徑僅0.002毫米，肉眼根本無法觀察。雲滴這麼小但也要受地球引力作用，雲會不會一整塊下墜呢？

雲大部分時候都呆在對流層，對流層在大氣層的最底層，對流層包含了大氣層中75%的空氣和90%的水汽，大氣層中的空氣和水汽是運動的，所以連帶著雲也是運動的。氣流的運動產生了不同方向的“風”，正是這些風帶著雲四處走動。

雲之所以不墜落就是因為上升氣流和雲滴輕薄的質量和體積。

雲滴受到重力加速度的作用，下墜速度會越來越快；下墜速度越快，它受到的空氣阻力就越強。當雲滴所受重力和空氣阻力達到二力平衡的狀態，雲滴的下墜速度就保持一個恆定的狀態，我們把這個速度叫做雲滴下墜的終末速度。

這個中末速度能達到多少呢？實際上也就每秒幾毫米，雖然以它0.002毫米的身軀來看這個速度已經很快了，但對幾千米的雲團來說，基本沒什麼影響。

在這樣的情況下，只要稍微受到一點氣流的影響，雲團稍微向上移動一點兒距離，雲滴就永遠別想掉落。就算它不受任何氣流影響下落，溫度的巨大變化也會讓這些雲滴重新變為水蒸氣。

空氣中的水蒸氣是如何從高空凝結成雲的？

水蒸氣去到高空不止是因為氣流，它還可以自己升空。

從分子質量上看，水蒸氣比起空氣（大部分氮氣、氧氣）輕得多，當一個區域凝結大量水蒸氣時，這團水蒸氣就會像一個熱氣球一樣向高空飄去。在對流層中，高度每上升100米，環境溫度下降0.65攝氏度，隨著溫度越來越低，原來高溫的水蒸氣團蘊含的能量逐漸向外部流失，最終凝結成雲滴。

當然這些水蒸氣不是直接凝結成純淨的水滴，一般他們會吸引雲凝結核，這些雲凝結核大多是寫漂浮的粉塵和鹽顆粒。形成的雲滴半徑平均在0.002毫米。

這樣沒有對流抬升自己上去的雲，冷凝開始的高度被稱為抬升凝結高度，它基本決定了雲底的高度。這樣的雲比較好辨認，就像被截斷了一樣，你以為它在消亡，其實它正在向上生長。

其他幾種比較常見的情況是氣流把這些水蒸氣送上去冷凝成的雲，比如氣旋、對流、地形隆起等等。

大雨、小雨都是怎麼形成的？

當雲團中的雲滴數量升高，雲滴就會相互碰撞結合成體型龐大的雨滴從空中墜落。大多數情況我們看到的白雲就是雲滴少的，烏雲就是雲滴多的。造成這雲團顏色差異的是雲中的雨滴數量，雲滴天然可以反射和折射太陽光，所以正常情況呈現的顏色是白色，但當雲團中雲滴數量增多無法透光的時候，雲在我們看來就變成黑色。

對雨大小的形容有兩個維度，一個維度是雨量，比如“瓢潑大雨”，形容雨下的量大、下的急，就像從天上潑下的水一樣；還有一個維度是雨滴，比如“豆大的雨點”。烏雲中雲滴的數量決定雨量的大小，那雨滴是由於什麼因素導致大小不同的呢？

大雨滴的形成源自極端的天氣變化，常見於對流抬升水蒸氣形成的雲團。由於太陽短波輻射經過地表反射成長波輻射，對流層吸收長波輻射熱量導致近地端空氣溫度升高，這樣就與高空的低溫形成較高的溫度梯度，導致強上升氣流的形成，水蒸氣乘著上升氣流快速升高形成更大的雲滴。這些雲滴的平均半徑在0.015毫米，比正常雲滴的0.002毫米高出許多。

在水蒸氣的不斷補充下，雲團很快變成積雨雲，雖然達到了正常的降雨水平，但在強上升氣流的鼓吹下卻不會輕易下落，反而繼續結合成更大的雨滴。最強勁的上升氣流風速驚人，最大時速可達290公里每小時，在這樣的速度加持下，一個個超級積雨雲層被創造出來，高聳的雲塔在到達臨界點的一瞬間侵襲而下，暴雨洗禮下方的每一寸土地。