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VOL:30期

下雨囉!穿梭雲間的小水滴之旅

珊瑚成群好風景王嘉琪

嘩啦啦啦……夏天洗澡,要洗熱水,不洗熱水,洗不乾淨~(糟糕,地球偵探暴露年齡了!)每次洗熱水澡時,浴室充滿白茫茫的霧,就像站在雲中一樣,還可以在鏡子上畫畫,超棒的。不過,大家洗澡時別只顧著玩,浴室裡的霧和天空中的雲非常相似,可是個觀察的好機會。天空中的雲千變萬化,像是有生命一樣,有時候雲可以從小小的、像棉花一樣的積雲,成長成巨大的積雨雲,一朵一朵的像是花椰菜,然後在下午下起超大的雷陣雨,是臺灣夏天很常見的景象。現在就跟著地球偵探,來研究一下積雨雲和雷陣雨是怎麼形成的吧!

水氣水滴變變變
首先,我們周圍的空氣可以容納一些水氣,容納的量有個上限,而且上限跟空氣溫度有關,溫度愈高,可以容納的水氣就愈多,只要空氣中的水氣量還沒有達到上限,周圍的水就可以一直蒸發變成水氣,但是如果已經達到上限,也就是「飽和」,多餘的水氣就會凝結出來變成水滴。洗澡時沖在身上的熱水會讓周圍的空氣變暖,所以一部分的水就蒸發成水氣,這些含有許多水氣的空氣慢慢飄到遠一點的地方,溫度稍微降下來一點後,可以容納的水氣上限就跟著下降,如果達到飽和,多餘的水氣就會凝結變成小水滴,形成我們看到的霧,所以霧其實都是小水滴,已經不是氣體了喔!

在實際大氣中,我們周圍的空氣吸收了地面蒸發的水氣後,會跟著氣流被帶到高空,大氣中有許多方法可以讓空氣上升,像是氣流碰到山坡時沿著地形往上爬,也可能剛好有天氣事件發生,像是鋒面靠近,所以熱空氣被冷空氣抬升等,或是我們現在要介紹的,悶熱的夏天午後當最靠近地面的空氣被加熱後,產生浮力而上升。總之,水氣隨著空氣上升,因為高空比較冷,就會有小水滴凝結出來,如果空氣夠冷,降到冰點以下,則是形成冰晶,這個就是我們看到的雲了。

不斷長高的積雨雲
夏天的積雨雲是因為空氣對流形成的,日常生活中常常可以看到小型的對流,像是熱水煮開時,咕嚕咕嚕的樣子就是水的對流。空氣的對流就跟燒熱水一樣,只是在雲形成前我們眼睛看不到,不過一旦有小水滴凝結出來,我們就可以看到隨著熱空氣上升,雲朵頂端圓圓的形狀,跟咕嚕咕嚕的熱水長得很像,如果拿攝影機拍下雲成長的過程再快轉播放,就可以很清楚的看出空氣的對流。這種雲經常帶來雨勢很大、下雨時間短暫、並伴隨著雷電的雷陣雨,尤其容易發生在悶熱的夏天午後。悶熱的空氣就代表環境中帶有很多水氣,所以我們皮膚上的汗不容易蒸發,容易覺得悶悶的。......

[更多詳細內容請參閱《科學少年》2017年7月 ]