說起云,它太常見啦!晴天的時候,白云朵朵;陰天的時候,烏云沉沉,我們看不見太陽;多云天——那就是很多云了。云在氣象方面是很重要的。
今天,我們來“腦洞”大開——你是否曾擔心云會掉下來,而且還聽說過整塊兒云“失足跌落”的事?你是否還曾幻想過看見駕著七彩祥云的仙人?但你想過這云來自哪里嗎……云在大自然中是個神奇又美妙的存在。當我們觀察它時,它有時瞬息萬變;當我們探究它時,它又撲朔迷離……
必須承認,不僅是古人,即使是身處現(xiàn)代社會的我們,在見到濃密烏黑的云塊低垂時,也會擔心它整個兒從天上掉下來。事實上,有一些云真的能整塊兒“失足跌落”,在天空中形成一個大洞。
自20世紀40年代以來,人們發(fā)現(xiàn)在天空云層中會出現(xiàn)一些神秘裂口,像是云層中某塊云沒有抓牢周圍的小伙伴而突然墜落一般,塌陷成圓形或卵圓形、直徑在百米以上的大洞,這讓包括科學家在內(nèi)的人們都十分困惑。
人們對云中塌出的大洞產(chǎn)生的恐懼,不是來自這個塌陷會“砸傷”多少人,而是來自人類自身對這一神秘現(xiàn)象產(chǎn)生的諸多離奇的想象——常常會把它和外星人入侵聯(lián)系在一起!
我們知道,云是由一些很小的包括小水滴或小冰晶的云滴聚集而成。這些云滴足夠小,典型的云滴其直徑僅僅為0.01毫米。云滴們體態(tài)輕盈,足以被上升的氣流托在空中。要想讓某片區(qū)域的云朵突然掉下來或消失,除非是突然撤去這片云下方的氣流,或給這個區(qū)域突然大幅加熱或冷卻,讓它們?nèi)繗饣Щ蚰Y(jié)成雨滴或冰晶墜落。很顯然,我們不方便這樣做時——那剩下的只有某種神秘的外來力量來促成這事了。
除了幻想是外星人飛船干的之外,人類也進行了積極有益的探索。美國國家大氣研究中心的安德魯·西姆斯菲爾德經(jīng)研究后指出,的確是另一股力量在起作用——能在這云層中穿洞的,正是我們所常見的飛機!
西姆斯菲爾德認為,飛機穿過這些云層時,云層中的過冷水滴(溫度低于冰點,但仍沒有結(jié)冰的水滴)在經(jīng)過機翼后迅速凝結(jié),并引發(fā)云層內(nèi)一系列的連鎖反應(yīng)。過冷水滴最終形成冰晶,匯聚成雪,從而造成云層的局部“塌陷”,裂成一個大缺口。這種云洞也叫穿洞云或雨幡洞云,通常會出現(xiàn)在中、高層次的云層中,有時會拖著長長的冰晶尾巴。人們大可不必擔心被這種塌陷“砸傷”,因為這種被稱為“雨幡”的冰晶,想落到地面也沒那么容易,在它們到達地面之前大部分都被蒸發(fā)掉了。
搖搖欲墜的云
“寵辱不驚,閑看庭前花開花落。去留無意,漫隨天外云卷云舒?!?/p>
——【明】洪應(yīng)明
給人以壓迫感的,除了壓城的黑云外,還有搖搖欲墜的乳狀云。它奇特的外觀——像懸在頭頂?shù)囊活w顆炸彈似的——帶給人的壓迫感更強烈。乳狀云的外觀形狀是由于冷空氣凝結(jié)下沉而形成的,這些在云層底部向下凸出的膨脹云或“漣漪”一個接一個,有時會延展幾十平方千米。
一些氣象專家聲稱這種云通常出現(xiàn)在暴雨過后,但其中蘊藏的神秘的蓄勢待“落”的力量,著實讓人不安。幸好,它們會在暴雨過去后很長一段時間內(nèi)表現(xiàn)出很平靜的樣子。
同樣讓人十分糾結(jié)的還有一種叫卷軸云的水平管狀云。這是一種罕見的云,同乳狀云不同。卷軸云形成于暴風雨來臨之前,并且是從風暴云中完全脫離出來的一種云,長度往往可以達到數(shù)千米。更為奇特的是,這種云在滾動時的速度和形狀很少發(fā)生改變——完全可以把它當作一個衰減得很慢的“孤波”來看待。盡管有些專家稱卷軸云不會發(fā)展成龍卷風,但有如此一個“大棒子”橫亙在頭頂,再想“閑看庭前花開花落,漫隨天外云卷云舒”恐怕不太可能了!
說到搖搖欲墜,山地帽子云可以說是近似“已墜”,因為它起源于山地,滯留在山巔,從未走遠——穩(wěn)定的氣流沿山體上升、越過高山時,云層出現(xiàn)冷卻過程,最后形成類似帽子的奇特形狀。
粗心漏下的光
“花氣欲浮金鑿落,云光疑下錦流蘇?!?/p>
——【元】袁桷
不知是陽光的追求,還是云層的不挽留。有時,一些陽光會從云隙中“漏”下來,在空中形成一道道被稱作云隙光的光路,是太陽、云層和空氣中的微粒不經(jīng)意間打造的一個清晰可見的光路。正如古人詩中所形象描繪的一般——像是在傾瀉流蘇。大多時候,人們還賦予了這些光路一個神圣的含義,尤其是在一些影視作品中,經(jīng)常使用灑落地面的云光作為神圣、崇高、救贖的象征。為了解釋這個事實上普通得不能再普通的光路,還是把丁達爾現(xiàn)象搬來用用吧!
當一束光線透過膠體(常用的膠體如豆?jié){、墨水、雞蛋清、果凍),從入射光的垂直方向可以觀察到膠體里出現(xiàn)的一條光亮的“通路”,這種現(xiàn)象就叫丁達爾現(xiàn)象,也稱丁達爾效應(yīng)。事實上,只要有云或霧遮擋住太陽,再加上適當?shù)乃突覊m條件,此時的空氣也成了膠體(氣溶膠),即把適當?shù)乃驂m埃分散在空氣中,就能產(chǎn)生丁達爾現(xiàn)象。清晨,我們有時能看到林中、樹叢中(或煙霧、雨霧中等)透出道道光柱,正是這一現(xiàn)象最好的詮釋。
給白云加點七色顏料
“大都好物不堅牢,彩云易散琉璃脆?!?/p>
——【唐】白居易
長期以來,被人們視作祥瑞之兆的七彩云容易消散,古人也深有體會。的確如此,只有太陽和白云搭配得恰到好處時,七彩云才得現(xiàn)身,云層稍有異動,七彩云則會消失。比如,要求天氣晴朗,云要輕薄,不能太厚,并且云層中的云滴大小必須十分均勻。另外,作為觀測者,你和太陽之間的連線同你和云層之間連線的夾角不要超過40度,也不能小于10度,在這個區(qū)域內(nèi)的云層,才有可能形成被你看到的七彩云。
想給白云加點起色顏料,讓它變得多姿多彩,需要滿足的條件之多難以想象——苛刻到光在這里都明顯不走直線。我們知道,光是一種波,它在傳播路徑中,遇到小孔或障礙物的尺寸比光波的波長小,或跟波長差不多時,會發(fā)生不同程度的彎曲,即產(chǎn)生明顯的衍射現(xiàn)象。七彩云就是光衍射的結(jié)果:陽光通過薄云中的微小云滴時,水滴使得通過的光產(chǎn)生不同方向的衍射;由于陽光中不同色光的衍射角度不同,因此會在云層中依次形成一定次序的色彩,而由于云朵為不規(guī)則片狀分布,所以最終有了不規(guī)則片狀的艷麗七彩云。
七彩云有了,仙人在哪里?
小貼士
出現(xiàn)在北極地區(qū)的臭氧層空洞
在極地地區(qū)看到的七彩云是珠母云,它的出現(xiàn)意味著臭氧消耗加劇。因為珠母云為人類排放的氯化合物的光化學反應(yīng)提供了必要條件,而這光化學反應(yīng)每天會破壞大約1%的臭氧。珠母云的出現(xiàn)增多可能是全球氣候變暖加劇的征兆。