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乌云为什么是黑的或是灰的?是因为云层厚吗?
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乌云为什么是黑的或是灰的?是因为云层厚吗?
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答案和解析
乌云是由小液滴组成的(其实白云也是……),两者的主要差别在这些小水滴的含水量.天气很热的时候,地表水在太阳的照射下蒸发,空气湿度逐渐增加;高空的温度低于地表温度,因而水蒸气首先在高空达到饱和状态以及过饱和状态;而空中的灰尘成为水蒸气的凝聚中心,使饱和蒸汽和过饱和蒸汽凝结成小的雾滴;雾滴足够密集时,就成为肉眼可见的白云;雾滴越来越大,白云就变成为乌云.就单个水滴来说,散射光在特定方向上的通量与入射光的通量之比应当是一个常数,与水滴的大小无关.但就整个云团来说,散射光的总通量与入射光的总通量之比就不是常数了.单个水滴的散射截面正比于线度的平方,体积和质量正比于线度的立方.这就意味着:在云团总质量和总体积不变的情况下,如果水滴的半径增大一倍,那么单个水滴的散射截面就扩大为原来的 4倍,而水滴总数则缩小为原来的 1/8,意味着总散射截面是原先的一半.由此可见,如果白云团中的水滴是属于微米级,乌云云团中的水滴是属于亚毫米级(即100微米),那么白云的亮度就应当是乌云的100倍.
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