為什麼雲彩有白色的有黑色的？ ?

General 更新 2024-11-19

為什麼雲彩有白色的有黑色的？

您好，

白雲和烏雲都是由小水滴組成的。瑞利定律對小水滴不適用，因為該定律是以氣體分子的二次發射為依據的，而小水滴是比納米粒子還要大的無色透明的球透鏡。它的所謂“散射光”實際上是反射光以及經過幾次折射後的透射光。

白雲和烏雲在“含水量”方面會有些差別，但“含水量”的提法是有點含糊的，詞不達意。它可以被理解為整個雲朵的含水量，也可以被理解為單個水滴的含水量。這兩種理解都有一定根據。烏雲能佈滿整個天空，白雲卻做不到。由此可見，就總趨勢來說，烏雲的含水量一般大於白雲。但是，天空裡的一絲雲既可以是白雲又可以是烏雲，大片的雲也有“白”、“烏”兩種可能性，夏日巨大的白雲團能在一瞬間變成翻滾的烏雲團，這就不能用含水量來解釋了。如果“含水量”是指“單個水滴的含水量”，那就準確了。

從雲的形成過程來看，烏雲如果不是從別處飄來的，那就必定是由白雲變來的。白雲則不同，它除了可以從別處飄來或是由烏雲變來以外，還可以在萬里晴空的背景上突然“創生”。我在研究太陽能問題期間曾非常留意天空中雲情的變化，多次看到，藍天背景能在我目不轉睛的幾分鐘裡由藍色變成粉藍色，再變成邊緣模糊的淡淡的白雲片以至變成有清晰邊緣的白雲朵。從未見過烏雲能從藍天背景上突然冒出來。我還注意到：白雲變成烏雲多半是在雨前，烏雲變成白雲多半是在雨後。對此類現象的解釋是：夏日地表水在烈日下迅速蒸發，使空氣溼度越來越大；高空的溫度低於地表溫度，因而水蒸氣首先在高空到達飽和狀態和過飽和狀態；高空總會有一些灰塵，成為凝聚中心，使飽和蒸汽和過飽和蒸汽凝成細小的霧滴；霧滴足夠密集時，就成為肉眼可見的白雲；霧滴越來越大，白雲就變成為烏雲；烏雲中的水滴繼續變大，就變成雨滴；雨後空氣的溼度變小，水蒸氣重新回到不飽和的狀態，烏雲中的小水滴開始蒸發，體積越來越小，這樣就使烏雲變成白雲；白雲中的霧滴繼續不斷地蒸發，一旦全部汽化，白雲就消失了，重新露出青天。

白雲為何“白”？烏雲為何“烏”？夏日白雲團在一瞬間變成烏雲團的例子最能說明問題。在這種突變中，總水量基本上未變，太陽光的投射角也基本上未變，顯眼的變化是“由白變烏”。這種事情總是發生在雷雨即將到來之時，這就表明“由白變烏”是水滴“由小變大”的結果。烏雲並不是無亮度的“黑雲”，而是有亮度的，並且其散射光實際上也還是白光，與白雲的散射光在光譜方面沒有差別，這是因為大水滴和小水滴對於可見光來說都是無色透明球透鏡，散射光的顏色由入射光的顏色決定。一旦明確了這一點，我們就能利用“亮度”來對白雲和烏雲作定量的比較。

就單個水滴來說，散射光在特定方向上的通量與入射光的通量之比應當是一個常數，與水滴的大小無關。但就整個雲團來說，散射光的總通量與入射光的總通量之比就不是常數了。單個水滴的散射截面正比於線度的平方，體積和質量正比於線度的立方。這就意味著：在雲團總質量和總體積不變的情況下，如果水滴的半徑增大一倍，那麼單個水滴的散射截面就應當擴大為原來的 4倍，而水滴總數則縮小為原來的 1/8，意味著總散射截面是原先的一半。由此可見，如果白雲團中的水滴是屬於微米級，烏雲雲團中的水滴是屬於亞毫米級（即100微米）,那麼白雲的亮度就應當是烏雲的100倍。

天上的云為什麼有白的還有黑的?

天空中的雲，多數都是白裡帶灰的顏色，但是，有時也會有烏黑、紅、紫等彩色的雲。

雲的各種顏色是雲反射陽光造成的，同時，也同雲的大小、厚薄、範圍以及形成的時間有密切的關係。

陰天的時候，雲的範圍很大，幾乎或全部遮住了天空，陽光就很難透過，於是，雲是灰暗色的。

多雲天氣或者晴天的時候，天上有少量的雲，陽光照亮了它們，雲往往接近於白色。

夏天，在下雷雨前，大範圍的雷雨雲形成了，這種雲往往是烏黑的，因為它很厚，陽光幾乎透不過。

而早霞和晚霞，它的顏色常常是紅色的，這是因為日出和日落時，場陽光是斜射過來的，要穿過很厚的大氣層，比較強的紅、橙光就照在雲朵上，使它變成了紅、橙色。

天空有各種不同顏色的雲，有的潔白如絮，有的是烏黑一塊，有的是灰濛濛一片，有的發出紅色和紫色的光彩。這不同顏色的雲究竟是怎麼形成的呢？

我們所見到的各種雲的厚薄相差很大，厚度可達七八公里，薄的只有幾十米。有滿布天空的層狀雲，孤立的積狀雲，以及波狀雲等許多種。

很厚的層狀雲，或者積雨雲，太陽和月亮的光線很難透射過來，看上去雲體就很黑；稍微薄一點的層狀雲和波狀雲，看起來是灰色，特別是波狀雲，雲塊邊緣部分，色彩更為灰白；很薄的雲，光線容易透過，特別是由冰晶組成的薄雲，雲絲在陽光下顯得特別明亮，帶有絲狀光澤，天空即使有這種層狀雲，地面物體在太陽和月亮光下仍會映出影子。

有時雲層薄得幾乎看不出來，但只要發現在日月附近有一個或幾個大光環，仍然可以斷定有云，這種雲叫做“薄幕卷層雲”。孤立的積狀雲，因雲層比較厚，向陽的一面，光線幾乎全部反射出來，因而看來是白色的；而背光的一面以及它的底部，光線就不容易透射過來，看起來比較灰黑。

日出和日落時，由於太陽光線是斜射過來的，穿過很厚的大氣層，空氣的分子、水汽和雜質，使得光線的短波部分大量散射，而紅、橙色的長波部分，卻散射得不多，因而照射到大氣下層時，長波光特別是紅光佔著絕對的多數，這時不僅日出、日落方向的天空是紅色的，就連被它照亮的雲層底部和邊緣也變成紅色了。

由於雲的組成有的是水滴，有的是冰晶，有的是兩者混雜在一起的，因而日月光線通過時，還會造成各種美麗的光環或虹彩。

為什麼有白色的雲和黑色的雲

高層雲因為高度在10公里左右，那裡空氣稀薄，雲層中多數是冰晶，所以太陽光能夠透過，所以雲層是白色的。低層雲是水滴和塵埃，一般厚度大，特別是雨層雲，厚度更大，陽光完全不能透過，所以是黑色的。雲層的顏色決定於高度和厚度。低層也有白雲，都是很小的，不能阻擋陽光，而罰能夠反射。

雲層有厚有薄，水汽豐富的雲，透明度降低，呈現出黑色，而水汽稀薄的雲，透明度較高，呈現出白色。烏雲的水汽極為豐富，所以比較黑。有時一塊烏雲能蘊藏了幾十噸水。

云為什麼有黑白色之分?

天空中的雲是小水滴和空氣中的粉塵組成的，它們的直徑要比太陽光的任何一種顏色的光的波長都要長得多，所以發生瑞利散射的情況很少。一部分陽光被反射到空中；一部分發生邁以散射，然後散射的光射到地球，但邁以散射不改變太陽光中任何顏色的光；還有一部分直接穿透水滴之間的縫隙。上述3種情況都對陽光的成分沒有影響，所以看上去天空中的雲是白色的。但是當雲層越來越厚時，小水滴越來越多，幾乎連成一片，太陽光和邁以射散的光不能或者很少能穿透雲層，這時白雲就變成烏雲了。

正是在太陽光通過大氣層入射到地球表面的過程中，大氣層中的空氣分子或其他微粒會對陽光有吸收，反射、透射等作用，從而形成了藍天、白雲和絢麗的落日餘輝和晨時朝霞。如果沒有大氣層和其他微粒，即使是白天，太陽看上去也只是一個孤零零的明亮的球，天空也將是漆黑一片，所以空氣不但給我們提供了賴以生存的條件，也使我們的天空變得多姿多彩。

紅雲又名火燒雲,因為傍晚時太陽發的光是紅光