雲
大气层中的液滴或冰晶集合体 / 維基百科,自由的 encyclopedia
雲是大氣層中以水為主,包含其他多種較少量化學物質構成的可見液滴或冰晶集合體[1],這些懸浮的顆粒物也稱氣溶膠。研究雲的科學稱為雲物理學,為氣象學的領域之一。實務上,雲專指距離地面較遠的液滴冰晶集合體,距離地表較近的則稱為霧,不過兩者在化學構成上其實是相同的[1]。在太陽系的其它一些行星和衛星上也觀測到雲[2][3][4]。由於各星球的溫度特性不同,因此構成雲的物質也有多種,比如甲烷、氨、硫酸。
科學上,雲的主要結構為水,當大氣中的水氣達到飽和蒸汽壓時,便會成雲。在地球上,水氣能達到飽和通常肇於兩種原因:空氣的冷卻和水氣的增加。當雲的密度超過空氣浮力時,有些雲會落至地面,形成降水;幡狀雲則不會形成降水,因為所有液態水在到達地表前就先被蒸發了[5]。雲是地球上水循環和能量的最好例子。太陽輻射電磁波至地表,提供熱能使地表水蒸發形成水蒸氣;最後,雲再藉由降水的方式釋放潛熱並將水回歸至地表[6]。
雲的顏色與外觀成因於水滴或冰晶散射陽光的行為。此外,因為雲反射和散射所有波段的電磁波,所以雲的顏色成灰度色,雲層比較薄時成白色,但是當它們變得太厚或太濃密而使得陽光不能通過的話,它們可以看起來是灰色或黑色的。在黃昏和清晨,由於散射現象,雲還可以顯現為紅色、紫色、黃色等多種顏色。
雖然地球上大部分的雲都形成於對流層,但有時也會在平流層和中間層觀測到雲。這三個大氣層的主要圈層常並稱為「均質層」,均質層中大氣各物質組成比例大致均勻(水除外),不太因地點、時間、高度改變[1]。均質層常與非均質層作為對比,後者由增溫層和散逸層組成屬於外層空間的過渡區。