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你有可能看到过各种与其它东西形似的云，它们有的像大象，有的像米老鼠，有的像唐纳德·特朗普的头发。这些人们熟悉的形状，是流体力学造成的结果，不同形状的形成非常复杂，足以让一个研究员花费毕生精力来模拟这一过程。如果地球是由同一物质组成的、完美的球体，那么要预测天气就非常简单了，因为如此一来，天气只取决于太阳传递的热量和地球的自转。而事实上，地球崎岖的表面造成了巨大的、翻滚的气浪，它们在大气中传播，破坏了空气团的有序转移。司空见惯的力学造就了反常的天气现象。不同的物质也表现出不同的特性。比如，水吸热比陆地慢，于是出现了压力差，继而形成了狂风；熊熊大火造成了火漩涡；飞机起飞时产生的压力波将水变成冰。 2008年，加州南部圣安娜市刮起干燥的阵风，助燃了一场为期4天的森林大火，同时却也造就了一束如同龙卷风般的火漩涡。火漩涡就发生在约巴林达家的附近。森林大火上方的超高温空气造成了强大的上升气流和下降气流，这些气流在大风的作用下，交织在一起，形成一道向上的火焰，这就是火漩涡。虽然有些恐怖的火漩涡大到致命，比如1923年关东大地震所引发的“火龙漩涡”，大火肆虐了东京，造成44000人死亡，但万幸的是，大多数恐怖的漩涡都会很快消失。 珠母云并不罕见，但在极地地区以外确实非常少见。它们形成于南北两极漫长寒冷的冬夜里，当地面处于整季的黑暗中时，离地15英里的高度的云朵却依然能吸收到太阳的光线。 在高层大气中，只有当空气温度低于华氏零下117度时，珠母云才能形成，这个温度正是水蒸气在平流层稀薄、干燥的空气中凝结的临界点。冰晶形成于空气最冷的地方，即大气波的波峰。大气波是由空气沿着山峰上下运动形成的，它形成的高度要比平流层低得多。每个大气波中的冰晶大小不一，所以它们衍射光线的角度也各有不同。于是，天空就弥漫起又细又长、起伏不定的色彩。
在长达一个多世纪的时间里，不断有目击者称在夜间看到云的周围有须状光晕、光圈和光线条纹。科学家们一直对此表示怀疑，直到1989年，一组研究人员用相机捕捉到了这一画面。人们后来知道，奇怪的光圈就是现在所称的暂态发光事件（TLE），它们产生的位置高于雷暴发生的大气层。“Sprites”是柱状的红色光束，通常长达30英里，能延伸至海拔50英里的高度，尽管科学家无法解释其中的联系，但它们却经常伴有云地闪电。“Elves”是现今所知的最常见的暂态发光事件，常发生于距地55英里的电离层，“Elves”表现为甜甜圈状的光圈，直径可快速扩张至300英里。“Blue jets”通过一个狭窄的圆锥体从雷暴层的顶端向上扩散，并在海拔25英里处逐渐消失。基于卫星观察，研究人员预测，全世界所有的雷暴云每分钟发生近40次暂态发光事件。 云通常成型于冷暖空气的交界处，一般是一大朵一大朵的，但在某些特定的条件下，形成了笔直的、旋转管状的形状，这就是索状云或卷轴云。上图的卷轴云是2009年出现在乌拉圭马尔多纳多Las Olas海滩的。要形成索状云，冷空气的前缘必须以笔直、稳定的方式前进，这只有光滑平整的表面才能发生，比如海面。海水蒸发使得离海面近的空气密度下降，使之无法与更高的空气层混合。处于这一薄层之中的湿空气由于无处可去，在冷空气前缘前进的作用下，便如同卷地毯一般形成了卷轴云。
古老而又熟悉的海浪却出现在了天上，浪花状的云就如同大海中的海浪一般，连绵不绝。当两层液体以不同的速度擦肩而过时，会发生剪切作用。假如不同液体的边缘此时存在波纹，那么剪切作用会产生离心力使液体（或者是相互接触的气体）一起旋转。这样的情况在大气中一直在发生，但只有在云的温度和湿度都满足特定的条件时，才会出现这一近乎完美的波浪。
云层中过冷的水滴即便远低于冰点依然能保持液态，这是因为水滴的表面张力阻止了水滴结冰。在飞机上升至一定高度时，机翼将空气推向下方，因而机翼上方的压力骤降，以此提供飞机的上升力。 机翼上方的空气迅速扩散并降至华氏零下40度，此时，过冷的水滴凝结成冰。这些冰晶坠向地面，而在水滴由水成冰的过程中所散发出的能量蒸发了周围的水滴，在云中留下了一个洞。这张图片是由四张照片组成的，前后历经20分钟，它记录了由飞机引起的冰晶所形成的黑色幡状云，这些冰晶往往在落地前就已蒸发。 |
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