第88期科学3分钟浏览 32
发布 · 杂学书库 别馆
同样是云,为什么雨云黑乎乎的?
据说从飞机舷窗向下看,雨云的颜色完全不同,这是哪里不一样呢?
云之所以是白色的,是因为云中的水滴几乎同等地散射阳光中的所有颜色。雨云看起来黑乎乎的,并不是云的颜色变了,而是因为云层太厚,阳光几乎无法到达云底。
天空是蓝色的,云却是白色的
晴朗的天空之所以是蓝色的,是因为空气中的微粒非常小,对蓝光的散射比对其他颜色的光更多。云中的水滴比这些微粒大得多,几乎同等地散射红光、绿光和蓝光,不分颜色。
光被无数水滴弹向各个方向,再次混合后,就会像最初的阳光一样呈现白色。所以,云不会染上天空的蓝色,而是直接呈现出阳光的颜色。
云层越厚,云底越暗
在云中散射的光,主要会重新从上方或侧面射出。因此,云顶和侧面明亮,云底接收到的光则较少。雨云向高处堆积,云层厚,水滴也大而多,所以到达云底的阳光要少得多。下雨前变大的水滴还会吸收少量光,因此看起来更暗。
我们从地面仰望,看到的正是这片处于阴影中的云底。
从上方看,依然是白色的
乘飞机飞到云层上方,就会看到即使是雨云,顶部也白得耀眼。因为那一面正对着阳光。同一片云,从下面看乌黑,从上面看却是白的。
阴天看到的灰色云朵,并不是说云本身是灰色的,而是说我们正站在它的阴影一侧。散步时如果发现云底越来越暗,说明云正在长得越来越厚,可以把它当作带伞的信号。
灰色的云是灰尘造成的吗
看到乌黑的云,人们容易以为里面混了很多灰尘或烟雾,其实云变灰的主要原因是厚度。美国国家海洋和大气管理局(NOAA)解释说,云越厚,穿过的阳光就越少,看起来就成了灰色。灰尘和霾可以把云染成黄色或红色,但并不是让云变黑的主因。
眼睛的错觉也起了作用。以明亮的天空或其他白云为背景时,哪怕只是稍暗一点的云,在我们眼里也会显得相当暗。早晚太阳低的时候,蓝光在漫长的路途中被散射掉,留下红光,云也被这种光染成橙色。
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雨云黑乎乎的颜色,并不是云本身的颜色,而是厚厚的云层底部形成的阴影。
整理与参考笔记 · Met Office「Why are clouds white?」· NOAA JetStream. 云底发暗的原因和从上方看到的白色云顶参照Met Office;厚度与灰色、灰尘带来的颜色以及明亮背景造成的错觉参照NOAA JetStream「The Color of Clouds」。水滴变大时吸收会增加多少,因云而异。
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