首先说,在我看来最正确且言简意赅的答案被折叠了。所有教天气学的老师都会告诉你,云和雾是没有本质区别的。唯一区分它们的就是是否贴近地面,也就是说,贴近地面的就叫做雾,距离地面有一段距离的叫做云。在云物理学里面一个常见的名词就是「云雾粒子」可见,在气象上也并没有将两者区分开来。

话说回来,为啥常见的云都是在天上飘著而不是贴著地面呢?首先要从「空气湿度」这个概念入手。其实对于「湿度」的描述还是挺多的,说起来还是挺复杂的,用于描述湿度的概念也有很多,说实话,就这个「湿度」就能绕晕绝大多数刚刚学习大气物理的大学小鲜肉们。我争取几句话向大众说明白「湿度」。

简单一句话,湿度就是描述空气中水分多少的程度。气象上常见的用于描述湿度的变数有(括弧中标注的是单位的形式),相对湿度(%),绝对湿度(水分质量/空气体积 g/L),混合比(水分质量/干空气质量,g/g),比湿(水分质量/湿空气质量),水汽压(大气压中水分子产生的气压)。

看到这你是不是都懵逼了?没关系,上面说的都不重要,重要的是「饱和」二字,饱和的意思就是「满了」。空气承载水分的能力是有限的,利用最常见的相对湿度来说就是当相对湿度达到100%时,空气就是饱和了。在理想条件下,如果再有水分进入到饱和湿空气中,空气就要过饱和,在不考虑复杂性的情况下,可以理解为,就要凝结出小水滴了。这个小水滴,就是传说中的云雾粒子。

补充:相对湿度=水汽压/饱和水汽压 100%。什么?你不能理解水汽压是怎么回事?好吧,举个超级直观的例子。比如标准大气压是1013百帕,为了简单,咱们取1000百帕。接著我再取一定体积的湿空气,假设我取的这坨湿空气正好有100个空气分子,其中2个水分子。那么这100个空气分子由水分子所产生的气压大概就是2%左右,那么对于这坨湿空气来说,水汽压就是1000(hpa)*2%=20(hpa百帕)。如果正好在这个水汽压下,这坨湿空气达到饱和状态,那么这个水汽压就叫做这个状态下的饱和水汽压。另外,饱和水汽压只与温度有关!!!!为啥?开动你的小脑瓜吧。

另外,相对湿度约等于比湿/饱和比湿。因为在工作和研究中,使用比湿比较方便。比湿的定义是一定体积的湿空气中,水分质量与这坨湿空气的比例。常用g/g或者g/kg。当用g/kg 做单位时,数量级通常是几到几十不等。

以上废话居多,主要就是介绍描述空气湿度的方式,记住一条就好,不管用啥来表示,就是为了描述空气湿润的程度而已。「饱和」就是湿润到头了。也就是说空气最多能够吸收水汽的程度。这个程度只与温度有关。

举栗子:同样的空气块,温度越高,就能吸收更多的水汽,也就是说需要更多的水汽才能让它达到饱和。

换个栗子:空气中水分的重量不变,当温度升高时,由于空气能够吸收水分的上限提高,所以空气变得更不容易饱和,相对湿度变小。反之,当温度降低时,由于空气含蓄水汽的能力降低,空气更容易达到饱和,相对湿度升高。由此可见,在不同温度下,相同水汽质量的相对湿度是不同的。所以,并不能直接通过相对湿度来判断空气的干湿程度。换句话说,相对湿度30%的空气并不一定就比50%的水分少,没准更多,关键还要看温度才行。


上面讲的是湿度的概念。本科刚学大气物理的小鲜肉们,可以用来参考老师上课讲的内容来理解,以老师讲的为准(我这个为了科普好多地方可能不准确)。

下面再讲一个事,近地面大气垂直温度廓线。是不是又一脸懵逼?心里想的是,我问的云,你一会扯湿度,一会又是什么狗屁温度廓线这跟我装逼,这些根云都有毛的关系?

稍安勿躁,有关系,有很大关系。我问你,是不是听说过暖空气上升?是不是听说过湿气预冷凝结?那是不是又听过「出不胜寒」?有没有感受到矛盾在你的小脑瓜中油然而生?为啥暖空气都上升了,还越高处越冷呢?是不是懵逼了?来听我慢慢解释。


真正决定空气坨坨上升还是下降的是密度!!!!如果空气块的密度比周围密度大,就下沉,反之上升。决定空气块密度的因素主要有两个,一个是温度(你们一定猜到了),还有一个是气压(至关重要,但是总被人忽视)。温度越高,密度越小,压强越小,密度越小。气压在垂直方向上的分布是海拔越高,气压越小,这个我觉得好理解,不解释了。在对流层,温度的垂直分布大概是海拔越高,温度越低。顺便说一句,气温的垂直分布曲线图,就是传说中的温度廓线。所谓「廓线」就是垂直分布曲线图的意思。为啥气温是这么分布的呢?因为对流层空气的主要热源就是及地面加热,这回懂了吧。

所以气压和气温的分布,对于空气密度的贡献是一对矛盾的存在,可以理解为,升温并不能直接时空气块上升,还需要跑赢气压对空气块上升的抑制才行。所以对流层空气的垂直温度的分布是下暖上冷。其实这段也都是废话,为了帮助理解对流层垂直温度分布形成原因。更近一步可以了解「位温」这个概念。

以上,你只需要理解「近地面暖高空冷」就可以了。


我在补充一个可能颠覆你认知的事,相同状态下,湿空气比干空气轻,为啥?关注我的这个回答哈

天上的云朵是怎么形成的??

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如果你著急,可以从这开始看!!!!!!

有了以上三点(湿度,气温垂直分布,湿空气更轻)就可以解决,为啥一般见到的云都是距离地面有一段距离的了。

首先空气在近地面吸收水汽,这个我觉得没啥好解释的,江河湖海都在地面。但是由于近地面温度较高,并且吸湿后的空气块,更容易上升,也就是说,空气块来不及吸水到饱和就上升脱离了水源。但由于近地面温度较高,空气不饱和,所以不能凝结。

当空气上升时,逐渐被冷却(因为「高处不胜寒」)。但是水分并没有减少,只是空气能够含蓄水汽程度随温度降低而减小。所以上升一段距离之后,渐渐空气开始达到饱和。达到饱和之后,可认为水汽开始凝结,云彩就出现。

在这个过程中,还有个概念可以了解下,叫做「抬升凝结高度」,意思就是,空气块抬升开始形成云的高度。学气象画过艾玛图的小鲜肉们肯定熟悉这个高度。艾玛图上还有一堆特征高度,我也记不住了,哈哈哈~~

最后,如果喜欢,请点赞收藏,谢谢啦~


大气层结(大气温度的垂直变化)有关。简单说就是高度越高气温越低,冷到一定程度,气态的水汽就凝结成液态的云滴,数量够了就会形成云。如果地表湿度本身很大气温又比较低,地表就会形成雾。所以其实云和雾是发生在不同高度的同种现象,接地的就是雾,不接地就是云。

具体地说,首先想一个问题:为什么我们能看到云/雾?

答案是:因为液滴的光学效应(散射/吸收)。空气中有水汽,但水汽是气态的,靠人眼无法辨别,因为太小,光学效应不明显。而云滴(或者雾滴)的典型尺度是10μm,其大量聚集就可以产生足够大的光学效应。

那么水汽怎么变成云滴呢?

答案是:通过水汽凝结,即气体水液化。其实也不止凝结,完整的云滴生成过程是一个复杂的微物理过程,包括核化、凝结、碰并等等,但凝结比较重要,也和云的高度这个问题关系比较大。而凝结(液化)需要水汽饱和,饱和需要降温——所以想要凝结就需要环境降温。

那么降温有哪些方式呢?最简单的:抬高高度。气温一般是随高度递减的,所以水汽上升到一定程度由于饱和就会开始凝结,这个开始凝结的高度叫抬升凝结高度。这个高度以上云滴就可以形成。

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感谢 @夏天明 补充,对热力驱动的过程应该用对流凝结高度来作为云底高度,而抬升凝结高度是对应动力驱动的云。


首先,简单介绍一个概念:水汽压。水汽压可以视为是大气中气态水含量的一种表示方法,水汽压越大,气态水含量越多。

水汽压又可以分为实际水汽压和饱和水汽压。实际水汽压就是当前大气中真实的气态水含量;而饱和水汽压则是由当前大气的温度而计算出来的理论值,可以近似地认为是实际水汽压的上限。大气中的实际水汽压一旦超过饱和水汽压,大气就容纳不下那么多的气态水,多余的气态水就会凝结为液态水。

气态水,我们是看不见的;液态水可以看见,也就是云。

饱和水汽压是和气温有关的(气温越高,饱和水汽压越大),而气温又是随高度上升而减小的。

因此饱和水汽压是随高度上升而减小的。

所以通常而言,只有离地面一定的距离,饱和水汽压下降,而实际水汽压等于饱和水汽压之后,水汽才会凝结成云。

也有例外情况:地面附近水汽含量非常大,气温又比较低,这时地面附近的实际水汽压就会超过饱和水汽压,凝结成云,不过通常就称为雾了



因为地球大气层的云来自于海洋蒸发,由强对流台风飓风将湿润空气送到高空平流层形成平流层的饱和水蒸汽或微冰晶。

平流层的空气流动方式就是我们一般平时看到的晴天时白云的运动方式,一旦发生冷锋或暖锋强对流天气,饱和水蒸汽或微冰晶将变成过饱和或冰晶,形成雨雪雹。

而地面空气水蒸汽很少达到饱和,一旦饱和也会形成雾和霜。

详见,《地理》之《大气水循环》。


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