邱喜輝

兩個概念。

放過氫氣球的都知道，氫氣球在不漏氣，不損壞的情況會到達一定的高度後上上下下，具體是什麼層我不太懂。就如同我們看到的太空垃圾一樣，他會在一個區間內繞著地球轉。

密度=質量➗體積

雲是有水蒸氣形成。雲會在某一區間內飄浮。

假如水的密度為1，該區間內的密度為0.8，在區間的體積固定。

水蒸氣不斷上升，直到該區間，日積月累，該區間中水蒸氣密度不斷增加，這就是我們看到的雲有的會越來越大。

當該區間密度越來越大，就會導致密度大於該區間所能承受得密度，導致水蒸氣不能飄浮，落下，形成雨。

溫度越高，壓強越大。壓強越大，區間密度越大。密度越大，能夠承受的雲越多，形成的雨越大。

該區間的高度越高，溫度越低，溫度越低，越容易結冰，形成雪，冰雹。

個人見解，不嚴謹處多多，大家當看個笑話。

身藏魔

白雲飄飄，浮雲悠悠，假如一朵雲的重量將近50萬公斤（500噸），那為什麼它不掉下來？筆者也很好奇，經過簡單的推算，原來如此，它還真有掉不下來的科學道理。看下圖：

這朵白雲在遊動過程中，要受到懸浮在空氣中浮力，下落過程中阻力（上升氣流），白雲自身的重力，當浮力與阻力之和與重力相等時，白雲處於平衡狀態，不上也不下，達到了懸浮在空氣中條件。

雲是水汽凝結成小雨滴而形成的，水滴的含量因雲的類型而異。積雲的含水量為每立方米0.2克至克；高積雲的含水量為每立方米0.2克至0.5克；雨層雲的含水量每立方米可達15克。

我們取高積雲的比重，按0.5克/立方米計算，50萬公斤的雲體積是

50萬*1000/0.5=1立方千米， 取海平面空氣的密度為1.29千克/立方米，它承受的浮力1立方千米*1.29=1290000噸

由於雲大部分在對流層頂活動，空氣的密度與海拔高度有很大關係，越高密度越小，8000米高度空氣密度大約在0.52千克/立方米，此時承受的浮力是0.52*1立方千米=520000噸

結論：對流層厚度在8~10千米，500噸一朵雲在8千米高度上所承受的浮力是很大的，浮力遠遠高於500噸（自身重力），處於上浮狀態，雲會上下起伏，白雲飄飄，達到平衡狀態。基本上不需要上升氣流給它支撐了。這就是云為什麼掉不下來的原因了。

什麼時候託不住下雨呢？

當大氣中水汽不斷上浮，水汽不斷凝結，密度不斷在增大，積雨雲的密度增至雨層雲的密度15克/立方米時，密度增大了30倍。

1立方千米雲此時增大到500*30=15000噸（自身重量，便於計算體積不變）此時雨層雲重量超出浮力值很大，所以要不斷下落，下落過程中，空氣密度在不斷增大，同時上升氣流在加大，雲滴也在快速增長，所受浮力是已經託不住雲的重量，託不住了卸下包袱，就要產生下雨吧，這就是下雨的科學道理。

地理縱橫

小農搞嘢

可能有人覺得一朵雲重量能有50萬公斤有些誇張，畢竟雲平時看上去輕飄飄的，但是這個數據其實是沒什麼問題的，雲就是無數小水滴小冰晶的集合體，當然是有重量的。

曾經有氣象學家大致估算過一朵普通積雨雲的重量，就差不多是這樣——一朵積雨雲的含水量大約是550噸，可不就是50多萬公斤嘛~

我看的那篇文章裡，氣象學家為了讓大家更直觀的理解550噸的水到底是什麼概念，拿了大象來做類比，一頭大象大約6噸，所以一朵積雨雲差不多等於90多頭大象那麼重……確實是一個很驚人的重量。

當然，天上的雲總共10屬29類，雲的體積和內部雲滴微結構也不完全相同，重量肯定有差別，像是層雲的含水量，就一般要比積雲少一到兩個量級。但大體上，應該都比人們想象當中要重。

然後來說這麼有噸位的雲，為什麼不會掉下來。

一方面還是和它的結構有關。

一朵飄在天上的雲，看起來是一個整體，但其實它是許多非常微小的水滴或冰晶（或者兩者混合體）的組合，雲滴的直徑是非常非常小的，大部分雲滴的半徑只有2~15微米，雲滴之間也是有空隙的。

雲滴的粒子小到什麼程度呢？把它和雨滴比較一下就能感受到了。

因為雲雖然掉不下來，但是雲滴經過凝結、碰並增長之後的雨滴是會掉下來的。、

本質上來看雲滴和雨滴其實沒有什麼差別，只是體積有差而已。體積上來看，一百萬個雲滴才能形成一個雨滴，這麼一比較，可想而知雲滴到底有多袖珍了吧~

這麼小直徑的雲滴粒子，其實只要一點點上升的氣流就能夠使它浮在空中不往下落。

另外呢，和形成雲的機制也有關係。

雲的形成，其實還是因為空氣出現了垂直方向上的對流運動，而且很大程度上是由上升氣流主導。水汽在熱力或動力原因影響下出現對流，水汽被抬升，由於高空溫度降低，大氣對於水汽的容納力下降，到達一定高度（抬升凝結高度）時水汽凝結，形成雲。

拿典型的積雲來舉個例子吧，它在形成和發展的階段雲體內會有非常強的上升氣流，上升氣流強的情況下，水汽會非常充足，而且水汽凝結的同時也會釋放潛熱，讓雲能夠進一步發展。等降水開始之後，雲內的下沉氣流會佔據主導，上升氣流被切斷，雲也就開始進入崩潰瓦解的階段了。

所以如果對於一朵雲當中的雲滴來說，如果被下沉氣流帶到對流凝結高度以下，雲滴會在下沉的過程當中蒸發，但是如果此時雲當中還有上升氣流能不斷地把水汽帶上來，又不斷地會有新的雲滴生成，從外界看起來，雲就會穩定的存在~就有點像人體細胞的新陳代謝。

個人看法，歡迎探討~希望我的回答能夠幫助到你，覺得有用的話就點個贊吧~

不吃腸的大腸

抬頭看天，天上有云，雲飄在空氣中。天上會下雨，這是雲中的水掉下來，雲是永遠都不會掉下來的。科學的原因當然是：雲的密度比空氣的密度低，所以雲是飄在空氣中。

先科普一下雲的概念：雲是大氣中的水蒸氣遇冷液化成的小水滴或凝華成的小冰晶，所混合組成的漂浮在空中的可見聚合物。從氣象上分類，天上的雲總共可以分為10屬29類。

那雲到底是怎麼形成的呢？

太陽照在地球的表面，地表水分蒸發，水蒸氣上升到高空後因為過高的氣壓和過低的溫度而不斷膨脹形成飽和的水汽，當飽和的水汽遇到高空中的灰塵或其它漂浮物，就會凝結在一起，當聚集的水汽到一定程度，就會被上升氣流託向空中，形成漂浮在空中的雲。

“一朵雲的重量有50萬公斤”這個說法的由來

曾經有氣象學家大致估算過，一個典型的積雲大約長寬高各有1千米，按照0.5克每立方米的密度計算，整個積雲的重量正好是50萬公斤。

雲的主要成分是水蒸氣，即汽化的水。空氣的平均密度是1.29千克/立方米，水蒸氣的平均密度是0.5千克/立方米。由此可見水蒸氣的密度遠遠小於空氣，所以水蒸氣能漂浮於空氣之上。

在生活中，我們除了經常看到雲，還經常碰到下雨。夏天干旱的時候，我們還可以碰到人工降雨。天空中為什麼又會下雨呢？

如果雲的密度比空氣的密度高，那雲中含水量比較高，而且有些塵埃存在。那麼這些雲中的水汽就可能凝結成小水滴，從而加大了自身重量，導致從天而落，這就是我們所說的下雨了。但下雨也僅僅是雲中的水下來了，雲本身並沒有落下來。

科學Science

離地面越高，空氣的溫度越低；空氣容納水蒸氣能力與空氣溫度正相關。當溫度變得低，空氣無法容納足夠水蒸氣時，水蒸氣就會有一部分析凝結成小水滴，就會形成雲，如果足夠冷，可能還有冰晶。

科學家測量積雲的密度約為0.5克每立方米，積雲是蓬鬆的白雲，雲的具體密度取決於它們的類型，花邊捲雲的密度較低，而雨雲更密。一個典型的積雲大約長寬高各有1千米，按照0.5克每立方米的密度計算結果整個積雲的重量正好是50萬公斤。積雨雲的密度要大得多，體積也要大得多，可能重達100萬噸，相當於一群大象漂浮在你的頭頂。

如果雲的質量這麼大，它們有是如何漂浮停留在天空中的呢？

首先，形成雲的典型水滴半徑很小，從幾微米到幾十微米不等。任何物體下落的速度與它的質量和表面積有關，對於近似球形的粒子，質量與半徑的立方成正比；而粒子的朝下表面積與半徑的平方成正比，因此，當一個小水滴變大時，它的質量比它的下表面積增加更快，水滴下落得更快。而即使半徑為100微米的大水滴，其下落速度只有每秒27釐米。

另外，大氣中存在上升氣流，也可以抵消小粒子的下降速度，促成雲的漂浮。雲一般在向上移動的空氣中形成、存活和生長，上升的空氣隨著壓力的減小而膨脹，而膨脹成稀薄的高空空氣會導致冷卻，這有助於雲的生存和生長。層狀雲和對流雲都存在每秒幾米以上的上升氣流，在這兩種情況下，大氣的上升足以抵消雲粒子的下降速度。

此外，雲的內部可能處在動盪平衡之中，當水滴下降到雲底高度以下時，落下的水滴就會蒸發。在那一點上，它再次將成為水蒸氣上升，所以雲層的底部一般很平坦，因為這是形成可見液滴的臨界水平。

不過，有時雲確實變得太重而不能停留在高處，這就導致了降水，比如下雨或下雪。其他時候，周圍的空氣變得足夠溫暖，可以將雲轉化為水蒸氣，使雲變小或消失在空氣中。

科學閏土

雲是由水分子組成，平均不到1個納米。

眾所周知，水分子是2個氫原子和1個氧原子結合體。會向上蒸發，或飄浮天上。

只要水分子不受外力擾亂，如閃電，冷暖摩擦等...

廣闊的天空，可以容納一朵重50萬公斤的白雲。

家傳紅

在我們得思維中，白雲那就該飄浮在藍天之上，我們不是常唱歌：藍藍的天上白雲飄嗎？可是你有沒想過？天空的白雲為什麼不會掉下來？

首先，也許每個人都曾這樣想吧：“雲會浮著，是不是因為它是氣體？”這想法很可愛，但，完全不是。 假如雲完全由水蒸氣組成，那很好，太好了！因為你知道嗎，相同體積的水蒸氣比空氣輕（具體的原理是高中化學的阿伏伽德羅定律）。因此，地表或水面產生的一大包水蒸氣，就會因為有較小的密度而自動上浮，像一顆透明的熱氣球。如果水蒸氣是溫暖的，則體積更大，浮力更大，就上浮更快了。 水蒸氣比空氣輕的這個事實有一個有意思的應用，就是在潮溼的天氣中，棒球投手投出的最高球速，反而會增加！因為空氣稀薄，阻力略為變小了。相對的，依賴空氣阻力產生“轉彎“效果的各種變化球，變化的弧度就會不如投手的預期。 總之“雲是氣體”這個假設顯然不對。我們眼睛看到的雲絕對不是水氣 ——因為一團水蒸氣我們看不到啊。 然而，液態的水就可以，固態的冰也可以……怎麼回事，不管哪一態，水不是都是透明無色的嗎？這裡的 看得到 或看不到差異在哪？ 關鍵在於 有沒有開天眼 折射，如果光線通過空氣中的一包水蒸氣，一進一出間幾乎不會產生折射。 相反的，光線一進一出小水滴或微小冰塊，就會偏折一個大角度。差別在於，水蒸氣的“折射率”和空氣接近*，但水的折射率就比空氣高很多倍了（1.33），冰的折射率（1.31）也大於空氣。 白雲之所以白，就是因為陽光被大量液態水滴和固態的冰晶狂亂的反彈（散射）導致的。 *折射率：真空=1、空氣=1.00029、水蒸氣=1.00026。

藍天藍，白雲白，都是因為各種光的散射。 說到這裡 還不小心解釋了雲是白色的理由，這下我們一開始的謎題，確定等於是“雲（水和冰）如何懸浮在空氣裡面不掉下來？”然而，就像那些惡意的腦筋急轉彎一樣，黑暗角落有個聲音顆顆笑，說：“哼，有破綻～你們會這麼想，就被誤導了。” 因為問題本身有問題，實情是：“雲是一直在一直在掉下來，從來沒有偷懶停止掉下來過！”

我們肯定，比空氣密度大的水和冰，一定會往下掉（沉）。 但，注意重點來了，因為組成雲的這些水滴和冰晶，它們實在太微小，它們在“自由落體“沒多久就會停止加速——因為空氣阻力隨著落下速度的增加而增加，最終，會達到一個精密的平衡：地心引力往下拉的力，和空氣阻力向上的力一樣大。 當重力與阻力平衡的時候，下墜中的雲朵達到了“終端速度”了，也就是說墜落速度維持不變 ——有點像粗獷的機車騎士，騎著小綿羊125，就算油門催到底也不會一直加速的道理一樣，因為機車馬力（想像成地心引力）是有限的，大約騎到時速八~九十就會被巨大的風阻給抵消……然後收到警鴿捎來的罰單，並移送法辦。

實際的數字是這樣： 我們粗估螞蟻的直徑大約１mm，雲朵中的水滴，大多直徑只有螞蟻的五十分之一（20微米）而已，這樣微小的水滴，掉落的終端速度只有“每秒鐘一公分”。這樣有多慢呢，如果雲低低的，只有一公里高，就要花２８個小時才會落到地面，換句話說，雲往下掉的時速是二十八分之一公里。

如果再考慮到雲總是在空氣上升的時候形成的——有三種時機：熱力導致的對流抬升、氣團相撞的鋒面抬升、以及風吹過山脈的地形抬升。 也就是說，雲處在的空氣團總是在上升。重點來了！這表示這些水珠、冰晶，它們雖然很努力的在以終端速度往地面掉下來（即使它因為微小，掉落的速度慢得很可憐），卻幾乎總是處在一個身不由己的狀況，持續在被上升氣流（速度往往超過二十八分之一公里）往上帶，越掉就越高——就像倒著走電扶梯。

宋小集

這問題問的有點搞笑，就像問一片空氣重500萬公斤，為何不掉下來一樣。

所以，很多人肯定都知道答案。雲並非是一個完整連接的物體，雲是霧化的小水滴和空氣組成，也可以說是含水的潮溼空氣。所以雲的結構十分疏鬆，密度也很低。這樣的低密度空氣只會漂浮於空中，即便是雲的範圍再大，總質量再重，只要密度不變，結構依然那麼疏鬆，雲就掉不下來，就像空氣不會掉下來一樣。

不過，如果是雲中含水量比較高，而且有些塵埃存在。那麼這些雲中的水汽就可能凝結成小水滴，從而加大了自身重量，導致從天而落，這就是我們所說的下雨了。但下雨也僅僅是雲中的水下來了，雲本身並沒有落下來。

所以，很多時候多讀書還是有用的。至少書籍會告訴我們很多科學知識。

科學探秘頻道

用一般口語來說，終端速度是自由落體物體在重力和空氣阻力的相互制約下，最終能夠達到的最大勻速。一般規律是，物體自重越重，終端速度越大。

在分析云為什麼不會掉下來這個問題時，我們不能考慮整片雲（自然語言）的總重，因為組成雲的微小液滴之間獨立存在，並沒有相互作用。因此該問題下其他回答涉及浮力和密度的內容則不可取，因為雲朵並非作為一個整體發生內部互相牽連的相互作用；而對於單個液滴或冰晶，其密度又遠大於空氣。

對於其中的每一個液滴，由於其重量極小，終端速度也因此很小（大概在mm/s）量級。此時細微的氣流擾動便可以將這些液滴托起，回到原來的高度上。

另外，本問題下的其他回答中提到的飽和蒸汽壓，也在該行為中做出了部分貢獻。

那麼為了支持上述結論，讓我們做一些高中程度的受力分析。

重力：萬有引力

任何物質-實體在地球環境下都會受到來自地球的萬有引力，萬有引力的一般公式為

其中G為萬有引力常數。而對於地球情況，有一個基於實測值的簡化版公式，為

注意式(2)中的G為物體在地球環境下受到的重力，而不是式(1)中的萬有引力常數；g為待測物體局域重力加速度，需要經過實測。通過上面兩個式子，我們可以發現，其實所謂重力加速度實測值的物理本質即為

而由於萬有引力常量G和地球的質量 都是定值，所以我們可以說：重力加速度僅與待測物體與地心的距離的平方呈反比關係

p.s. 但在實際情況中，地球表面的物體與地球之間的受力關係還是要比上述關係要更復雜一些，主要在於地球存在一定速度的自轉（360°/~24 hrs），所以實際呈現的重力實則是單純的萬有引力中排除因地球自轉牽扯的一定向心力之外的分力。

關鍵字: 密度 氫氣球 科學