キノコ雲
それが上空に達すると冷却される。その後、水平方向にも粒子が拡散し始めると重力によって地表に引き戻され、全体としてキノコ型を呈することになる。
初期の段階では、高温によって生じる亜硝酸や窒素酸化物や核分裂などの核反応の残骸である核分裂生成物などのために赤味や茶色味を帯びているが、温度の低下とともに水滴が多くなり、通常の雲と同様に白色となる。周囲の空気より温度が高い間は上昇を続け、冷却が進むと停止する。雲の形成速度は速く、1メガトンの核爆発の場合、気象条件にもよるが、高度約16キロメートル(10マイル)まで2.5秒、約19キロメートル(12マイル)まで3.8秒ほどである。
100ktを超える大規模な核爆発では頂部が成層圏まで到達し、1メガトンでは高度約20キロメートル、雲の半径は約9キロメートルにも達する。1954年3月1日のビキニ環礁での水爆実験(キャッスル作戦ブラボー実験)での15メガトン(正確には14.8メガトン)の核爆発では、キノコ雲の高度は約40キロメートル(13万フィート)、直径は約100キロメートルまで成長した。
原子雲を形成する火球は強い上昇力を持っているため、積乱雲と同じように雷や雨を伴う。広島や長崎で降った黒い雨がその例である。ただし、雲中には核兵器やその他の残骸や塵などの放射性物質が含まれている。
通常の積乱雲は持続的な上昇気流によって数時間以上は維持されるが、原子雲では火球が上昇を終えると成長は止まり、周囲に拡散して1時間程度で崩壊する。