云云众生（3）—云知识科普_云滴增长的主要过程-优快云博客

云顶之上，突然的一声警报，惊动了8000米高空正为回到地面发愁的两人。

禾穗：“老师，这警报声是……”

霍华德略带思索，叹了口气，说：“你是说刚刚的警报吗？我想，可能是我们的自动调节体温服发出的能量警报，高空的乱流对于任何的装备都会产生影响，我们要维持着一定的温度，需要源源不断的热源支持，这已经消耗了太多的能量。原本我以为今天的课程，一天时间足够。现在看来，支撑不了多久了，我们也无法再次利用大气静力稳定度返回到原来的高度了，可能真的没有办法回到地面了。”

禾穗：“这里温度已经低于零度了，要是没有调节，我们一定会随温度变化而变成冰块的，那我们岂不是也会成为高空云的一个组成部分，这样下来我们会一直漂浮在空中吗？这样下来岂不是回不去了？“

人都是趋利避害的，禾穗此刻又想努力醒过来了，这是他目前想到的能够回归正常的唯一方法。

霍华德嘴里念叨着：“变成冰？变成冰？变成冰！你是天才！你可提醒我了！你想想看。”霍华德放声笑了出来。

禾穗更是摸不着头脑了：“老师，都这个时候，您就别卖关子了，我们都要回不去了。”

霍华德：“我想说的是我应该找到回去的方法了，那就是通过一种很普遍的现象——降水。”

禾穗：“哦？降水？怎么个降法？”

霍华德：“降水指的是从云中降落至地面的固态或液态水，凝华的冰晶和凝结的雨滴如果能够克服上升气流的顶托后，就很有可能在重力作用下降落至地表。不过有的冰晶或者是雨滴在下落的过程中由于路径长，自身在没有得到扩大的情况下，很容易被蒸发掉，不容易到达地面。因此，我们现在需要做的就是用尽最后一点能源把温度调低慢慢变成冰晶，接着寻找一个富含雨滴，大概率形成降雨天气的云体。这样我们在降落的过程中可以充分利用冲并增长效应来保证自身的体量而不被蒸发掉。”

禾穗：“这个方法好像挺不错的，不过究竟什么冲并增长啊？”

霍华德：“这个问题问得好！刚刚谈到了，降雨要形成，需要有雨滴的形成，因此降水过程伴随着的第一个过程就是云滴的增长过程。这个过程包括两个方面，一个是单纯的凝结（凝华）增长，也就是上升气流携带的水汽由于温度的降低发生凝结和凝华作用，在丰富的凝结核作用下，形成大量雨滴的过程，这个过程主要作用于云滴增长的起步阶段，云滴虽可增长到一定大小，但具有一定的限度。我们当然利用的不是这个阶段，因为我们到时候已经是冰晶了。”

霍华德继续说：“这第二个过程就是我要讲的云滴的冲并增长过程，也是我们待会要利用的物理过程。冲，并其实是字面意思，冲代表一个冲撞的过程，并就是合并的意思。简单来说，当雨滴或者说冰晶增长到一定大小后就会克服上升气流而作下降运动，由于云滴的大小不同，造成它们下降的速度也会不一样，大雨滴下降速度比小雨滴快，如此一来，大雨滴就会追上小雨滴，二者碰撞吸引合并变成更大的雨滴。也就是这样，雨滴才能不被蒸发掉，可以一直到达地面。”

禾穗：“看来自然真的是一门大学问，没想到平淡的雨里也蕴含着这样一个复杂的过程，有意思。我们快随便找一朵云，赶紧回去吧，我已经迫不及待了。”

霍华德：“慢着，我们可不要把事物想的太简单了，做人不能随便，选云也不能随便，要知道，不同的云降雨特征当然是不一样的啊。”

禾穗：“啊，这里面也有“名堂”，那您看我们周围大部分都是卷云系列，它们有概率下雨吗？”

霍华德摇了摇头，回答道：“很抱歉，卷云系列降雨是比较少的，它们主要起一个指示作用，它们的云体偏小，云中主要是小冰晶，含水量很小，形成降水天气的概率是超小的。比如卷层云除非是在高纬度地区，云中含有大量的冰晶，才有可能会形成雨雪天气，遗憾的是，我们这里是中低纬度。不过，附近的卷层云预示着未来可能会有锋面天气系统过境，因为卷层云也是锋面云系的的一个组成部分，你们中国不也有句民谚—日晕三更雨，月晕午时风，之前讲过，日晕是伴随着卷层云出现的，说的也是这个道理。但是，我们应该等不到那个时候了，还得另找它云。像雨层云、高层云、以及一些积状云，这些云降雨概率比较大。”

禾穗：“可是，按照您讲的云分类体系，我们所处的高度也没有雨层云和高层云啊？”

霍华德：“的确没有，不过你忘记了，我们的北边不远处可是有一个“老大哥”在啊。我爱看你们中国的神话，要知道那个老大哥可是老龙王降雨的得力助手啊！”

禾穗：“您说的是积雨云吗？是这个名称吧，现在看来，它的势力又变强了，用个不是很恰当的比喻，我们也只有投奔到它的麾下了。”

霍华德：“事不宜迟，我们出发去北边，混进那个庞大的积雨云系。”

禾穗：“老师，好像我们还有一个问题没有解决，这个，这个……，怎么……去北边啊，我们似乎没有交通工具。”

霍华德：“这个问题好办，要记住，当你想要某种东西的时候，整个宇宙都会合力帮你实现愿望，好好感受这个云顶之上的世界吧，告诉我，我们周围有什么。”

禾穗闭上眼睛，寂静之下，气流扰动的声音格外突出。“我们周围有云，对，除了云，还能感受到这股强劲的气流运动。”

霍华德：“就是气流，气流产生的风就是我们的交通工具，这种交通工具，无需付费即可乘坐，风还是清洁可再生资源啊。”

禾穗：“相比现代人的交通工具，确实是环保多了，既然交通工具问题解决了，云系在北边，我们又怎么保证我们运动的方向是趋向偏北方向呢？”

霍华德：“嘿嘿，这你就没有留心观察了，孩子，你没有发现我们现在的位置和一开始上升的位置相比变化了吗？”

禾穗：“嗯？哇！我们好像现在的位置比刚刚离积雨云更近了，这是为什么？”

霍华德：“其实，我们本来就处在一个大的环流背景下，你以后在学习的过程中也不能忽视了知识体系建构的大背景。”

霍华德继续说：“我们处在低纬度，这个地区常年由行星风系的重要一环—低纬环流圈控制，这个环流模型主要是18世纪的科学家哈德莱发现的，因此这个环流在我们学界又称之为哈德莱环流。在这个大环流下，如果低空不考虑近地面影响，那么主要盛行偏北气流，我们民间习惯称之为是trade wind，因为以前大部分航海贸易是风帆船，而这股风是比较稳定的，很讲信用，而你们中国翻译过来好像是有“信风”这个说法，组合起来就叫东北信风带。高空的气流运动方向与此相反，主要是向北运动，为偏南气流，虽然最终这支气流会在力的作用下不断偏转，但因为我们的目的地不远，偏转对我们航向影响比较小，我们顺着它很快就能到那里。”

禾穗：“大气真的是一个复杂的系统，今天学的，应该够我消化一阵了。”

霍华德：“哈哈，这还是比较基础的，后面还有更多的困难和挑战，你可得加油啊。”

如其所言，虽然有一丝丝的偏转，最终他们到达了积雨云的顶端。二人已用尽最后的能源，变成了一块冰晶，融入了复杂的降水过程。降落过程中，温度变高的同时，他们和其他冰晶一样，逐渐融化，变成了真正的雨滴。看来，不久他们就可以和其他雨滴一样回到熟悉的地面了。兴奋的他们一路捕获着雨滴，使自身得到增长，以便能够顺利回到地面。