云物理学 云物理学是研究大气层中云的形成生长和冷凝的物理过程的分支学科云按照相态分类包括由微小液滴组成的水云暖云微小冰晶组成的冰云冷云或冰晶与水滴混合的云混合相云这些气溶胶存在于对流层平流层和中间层它们共同构成均匀层的最大部分根据Köhler理论当空气的过饱和度超过临界值时云滴开始由云凝结核冷凝形成云凝结核对于云滴形成是必需的因为开尔文方程描述了由于曲面引起的饱和蒸气压的变化在小半径处冷凝发生所需的过饱和度是如此之大以至于它不会自然发生拉乌尔定律描述了蒸汽压力如何依赖于溶液中溶质的量在高浓度下当云滴小时所需的过饱和度小于没有云凝结核时的过饱和度 暖云形成的过程是一种凝结过程在暖云中较大的云滴以较高的终点速度下降因为在给定速度的条件下在较小液滴上每单位重量液滴受到的凝滞力大于大液滴所受到的凝滞力即小液滴加速度小于大液滴加速度因此大液滴可以与小液滴碰撞并结合形成更大的液滴称为碰并过程当液滴变得足够大以致其向下的速度相对于周围的空气大于周围空气的上升速度相对于地球时液滴可以通过降水落到地面上在伯格郎过程英语韦格纳伯杰龙芬德森过程占主导地位的混合相云中碰撞和凝结并不重要形成冷云的主要过程是冻结过程冻结过程又叫核化过程nucleation分为均质核化和异质核化当过冷液体滴与固体颗粒物碰撞或者接触固体表面时过饱和液滴就会逐渐冻结形成冰晶颗粒 目前人们对云的形成和发展的确切机制尚未完全了解但科学家们可以通过研究单个液滴的微物理学过程来推演大气中云形成与发展的理论天气雷达和卫星技术的进步也使科学家们得以对云进行大量更为细致的研究