大衛·加耶
小時候,我覺得所有的云都是熊的形狀。別問我為什么會這樣,或許是我小時候深受動漫《塔亞克森林里的大熊》的影響。這部動漫講了兩只雙胞胎小灰熊在塔亞克森林里的故事,就好像我和我的妹妹西爾維婭一樣。兩只小熊在獵人殺了他們的媽媽之后,進入森林并且迷了路,然后開始冒險,唉,可憐的小熊。但是,這部動漫對我妹妹卻沒那么大的影響,她小時候看見過兔子狀、小孩狀、火箭狀,還有賽車形狀的云朵。這些巨型的棉花糖在她的眼中擁有千奇百怪的形狀。
相信每一個人在小時候都會躺在草坪上凝視天空,看著云卷云舒、變幻莫測。但大家眼中的云好像都不太一樣:可能這個人看到的是一朵龍頭狀的云,而另一個人卻覺得這朵云像一只樹袋熊。而且,隨著時間一分一秒地流逝,云也會隨著環境的變化而變化——先是形狀改變,然后會移動,最后甚至會消失。這些云好像是在通過這些變化同我們對話,講述著世間萬物的轉瞬即逝。
現在,我已經不會再躺在地上猜這些云到底是什么形狀了。但在坐飛機時,我時不時地還是會被高空中的云朵震驚:這些云朵在日落和日出時竟然有如此大的區別,波音747在這些云朵的旁邊竟然顯得如此嬌小。如果你也喜歡觀賞云朵,那你不是一個人。伊比利亞半島上有一個叫作“伊比利亞云朵觀察協會”的組織,這個組織常常舉辦一些國內和國際交流會議。其中,有一個最為知名的會員——蓋文·普雷特-皮尼正是《云彩收集者手冊》一書的作者,同時也是云朵鑒賞大會的創始人。他在著作中提到觀察云并非如大眾認為的那般無聊或無用,并且指出天空中各種云的不同類別:卷云、層云和恐怖的積雨云(也叫雷暴云。積雨云濃而厚,云體龐大如高聳的山岳。積雨云出現時常有雷暴、陣雨,甚至會伴有龍卷風)。
但是,云到底是什么呢?實質上,云是地表大氣中的水蒸氣遇冷液化成的小水滴或凝華成的小冰晶(這取決于具體的溫度)所混合組成的飄浮在空中的可見聚合物,一般來源于海洋表面的水在太陽光照射下形成的水蒸氣。這些飄浮在空中的水滴或冰晶的體積很小,一般直徑在0.2到0.3毫米之間。當溫度降低時,這些小水滴會凝結變大,直徑可達1毫米。在這時,這些水滴會變成雨水,落在我們的頭頂或雨傘上。這也是地球水循環的一個環節:地表的水分蒸發后形成云,云又會化為雨水降落回地表,重回地表的水分又可以進入下一個蒸發成云的循環。在這個自然循環的過程中,人類也扮演了一定的角色:我們去河里取水,然后又把用過的水倒回去。
除了參與地表水循環之外,云還起到了很多別的作用,如均勻分散太陽光能、調節地球表面的氣溫等等。地表上最清澈平整的表面能夠反射的光照量被稱為“反照率”,如冰面、雪地以及云朵(有22%的反照率)。陽光在這些物體的表面會被反射回去,無法向地面傳遞能量。大約有三分之一的陽光會被地表反射回大氣。但從另一方面來說,云朵也會帶來溫室效應——它會將地表散發的一部分紅外線反射回去,也就是說,云朵既可以讓地表降溫,又可以反射紅外線并提高地表溫度。但是兩種作用的最終結果還是溫度降低,也就是說降溫的效應大于升溫的效應。
云朵形成于大氣氣壓較低的區域中。熱空氣不斷升高,并且隨著抬升的過程降溫,直到空氣中的水分凝結成云為止。不同的高度、氣溫及氣壓條件下會產生不同類型的云。所以說,雖然云朵看上去都是凝結成一團、松松軟軟的模樣,但實際上也是有區別的。就比如說,我還不知道孫悟空在《龍珠》里面的坐騎云是哪種云,如何能夠承受一個人的重量。
剛剛我提到的一點,也正是我對云最好奇的一點:如果云是由水蒸氣構成的,它的本質就是一種氣體,那么為什么云看上去是非常固定、成形的模樣呢?如果云是氣體的話,按理說我們應該很難看到它,因為一般而言,氣體是沒有固定形態的。當然,如果真的無法看見云朵,那么我們會很遺憾。我們之所以能夠看見云,是因為云并非氣體,而是由小水滴和小冰晶凝結而成的。當太陽光照射時,這些小水滴和小冰晶會散射陽光,反射出白光,最終呈現出白色絮狀的形態。有時,這些云會呈現出深灰色,被稱為“烏云”,是壞天氣的預兆。這種現象是因為云中的水分密度很大,以至于光線無法輕易穿透,所以呈現出暗色。暴風雨來臨之前的烏云直徑可達20千米,顏色極深。所以,當我們碰見黑云壓城時,就知道天要下雨了,得趕緊回家。
講了這么多關于云的知識,我覺得我們已經可以回答標題提出的問題了:一朵云等于幾頭大象的重量呢?表面看上去,像棉花一樣的云朵好像很輕巧,應該不會有很大的重量,我們仿佛用雙手就能輕而易舉地舉起一片云。然而,事實完全相反,要知道云是由水滴組成的,而水其實還挺沉的(1公升的水在正常氣壓條件下重為1公斤)。你不信的話,可以自行回想一下在超市里買水的場景。顯而易見的是,云朵的重量取決于它的體積大小,畢竟沒有兩朵完全一樣的云,此外還取決于云朵中的懸浮物有多少。
有趣的是,我們通常認為國際質量體系會用千克來衡量云的重量,但其實國際上常用一個特定的計量單位來表示云的重量:大象。據位于美國科羅拉多州的國家大氣研究中心計算,平均而言,一朵云重約100頭大象(一頭大象平均重量為6噸),而伴隨著暴雨的大型積雨云可以重達20萬頭大象。這樣算下來,幸虧雨是一點一點地落下來,而不是瞬間傾盆,否則,對我們的城市和鄉村而言,這些云可稱得上是“水炸彈”了,一切物品都會被砸個稀巴爛。不過,因為云是由無數個質量很小的水滴組成的,所以我們大概可以計算出形成一朵云所需要的水滴數:假設20滴水的體積為1立方毫米,那么一片積雨云大概含有24億滴水。現在,你可以再想象一下,24億個小水滴凝聚在一起,懸浮在空中,重量為20萬頭大象,形成了一朵云,而這朵云可能是一個龍的形狀,也可能長得像一頭小熊。