雲為什麼不會從天上掉下來?

琥珀
琥珀雲明明是由水滴和冰晶組成的,為什麼不會掉下來呢?
30秒看懂答案
琥珀答案是「其實正在慢慢地落下」喔。

其實雲正在非常緩慢地落下。組成雲的水滴和冰晶非常小,受到空氣阻力,落下的速度極慢。在雲形成的地方,空氣正往上流動,這股氣流抵消了落下的動作,所以雲看起來像是浮在空中。

在藍天中蓬鬆浮著的白色積雲
看起來浮著的雲,其實正在非常緩慢地落下。照片:Lance Vanlewen / CC BY-SA 4.0 / 維基共享資源

雲是小粒子的集合

雲是由小小的水滴,以及在氣溫低的地方由冰晶聚集而成的。水滴的半徑只有幾微米(1微米是1毫米的1000分之1)到幾十微米左右。每個粒子的中心,都有灰塵、煙,或是海浪飛沫形成的鹽等更小的粒子。

小粒子落得很慢

東西落下的速度,取決於重量和受到空氣的面積大小。粒子變小時,重量減少得比面積快得多,所以空氣阻力佔了上風,粒子就不容易落下。即使是半徑100微米、相當大的粒子,落下速度也只有每秒約27cm。雲裡大多數的粒子都比這小得多,也慢得多。

琥珀
琥珀原來越小的粒子,落得越輕柔、越緩慢呢。

上升氣流撐住了雲

雲是在往上流動的空氣(上升氣流)中形成並長大的。會下溫和小雨的扁平雲,上升氣流是每秒幾cm;會帶來陣雨或雷雨的高聳積雲,上升氣流則超過每秒幾m。兩者都足以抵消粒子緩慢的落下。

圖:落下的粒子與往上流動的空氣
粒子非常緩慢地落下上升氣流即使是半徑100微米的較大粒子落下速度也只有每秒約27cm向上的氣流抵消落下所以看起來浮在空中

變大後就成了雨

雲的粒子不斷重複著由水蒸氣變成水而誕生、又蒸發而消失的過程。雲的形狀一直在變,就是這個原因。當粒子彼此黏在一起,變得又大又重,連上升氣流也撐不住時,就會變成雨或雪落到地面。

圖:雲的粒子變成雨的過程
小小的粒子被上升氣流撐住黏在一起變得又大又重撐不住了變成雨或雪落下

想知道更多

  • 有一種估算認為,1立方公里的小雲所含的水滴約有100萬kg,大約是500輛汽車的重量。而同樣體積的空氣,重量約是它的1000倍。
  • 成為雲粒子中心的小粒子(凝結核),大小約是雲粒子的100分之1。
  • 空氣上升時,周圍的氣壓降低,空氣就會膨脹、溫度下降。冷卻後水蒸氣變成水,雲就形成了。
琥珀
琥珀雲其實正在慢慢落下,是往上的氣流把它撐住了喔。

三選一小測驗

雲為什麼看起來不會掉下來?

看答案
  1. 雲比空氣輕
  2. 粒子很小,落得很慢
  3. 雲只由水蒸氣組成

粒子很小,落得很慢 雲的粒子非常小,落下的速度很慢,而且往上的氣流抵消了落下的動作。

參考資料

  1. Why do clouds float when they have tons of water in them?(UCAR COMETの気象学者による解説)Scientific American(英文)
  2. How Clouds FormNOAA(National Oceanic and Atmospheric Administration)(英文)
  3. How do clouds float?Smithsonian National Air and Space Museum(How Things Fly)(英文)

本文內容是在 2026-10-03 確認上列資料後撰寫的。隨著研究進展,說明也可能改變。照片的出處標示在各照片下方。