蓝天白云几乎是我们每天都能看到的，但是你知道吗？科学家研究发现，一朵中型大小的云，大概质量约为500吨，这相当于上百头大象的重量，照理说应该会掉下来，可为什么这么重的云没有落下来呢？

想要知道这个答案，我们要先从云的形成说起。

云的形成

在我们的认识里，水具有固态、液态、气态三种形态。

当液态水达到沸点100摄氏度时，液态水就会气化，形成云雾，但是云的形成却不是沸腾形成的，而是蒸发。

蒸发和气化不同，蒸发是氧分子和水分子之间发生了互换的过程，我们知道水分子中包含一个氧原子两个氢原子。

大自然的河流、湖泊以及海洋中，不仅有水分子，还有一些别的元素，其中就有氧分子，这些氧分子有时会和水分子结合，把水分子中的氧置换出来，但是在置换的过程中，由于水分子与氧分子的价电子（价电子就是指最外层电子数）旋转速率不同，氧气分子中的价电子速率比水分子的高，所以氧分子置换水分子后，使得水分子的结构像是一个气球状的饱满层，在斥力的作用下，水分子推开别的水分子，进入到空气中。

当温度越高时，分子的活动越剧烈，氧分子与水分子结合的就越多，蒸发速度越快。

当水分子与空气的接触面越大时，氧分子就越有可能与水分子结合，蒸发速度就越快。

当空气流动越快时，蒸发的速度也越快，越有可能形成云雾。

水分子之所以能飘入空中，形成云雾，是因为水分子相对于空气而言更轻。

根据阿伏伽德罗定律：相同温度相同压强下，相同体积的空气中分子数量相同。

而地球的大气中，大多数是由氦分子以及氧分子构成。

由于氦分子原子序位相对于氢更靠后，所以水分子更轻。当一定体积的空气中充满了水分子时，该地区的空气就会像充了氢气的气球一样上升。

等到上升到一定高度时，由于温度降低，压强变低，所以相同体积内高空中能包含的水分子数量减少，水分子会向附近扩散。但是此时我们还看不到它，因为它们太小了。

其实，水分子与水分子之间由于电子的电荷，会形成斥力，自然条件下几乎不会凝结在一起，之所以我们能观测到它们，是因为大气中不仅有各种气体，还有灰尘，这些灰尘会充当凝结核，附近的水分子会汇聚在灰尘周围，当每个凝结核都汇聚足够多的水分子时，此时就形成了云。

云为什么不会落下来？

根据科学家研究，一朵中型的云质量大概有500吨，之所以不会落下来，是因为云的坠落速度。

我们知道，云是由一个个小型水滴组成，这些水滴在天空中其实也会下落，但它的下落速度要遵循着终端速度。

终端速度是说：任意一个颗粒在下落过程中，在不受到其他颗粒干扰时，在等速阶段里，颗粒相对于流体的速度。

水滴在下落时，由于体积很小，质量很轻，因此下落的速度非常慢，但是水滴在下落的过程中又会受到其他水分子或者灰尘的干扰，导致发生碰撞，弹回上空。

这个过程我们可以想象一下晴朗天空下的小灰尘，它们的下落速度就非常非常慢，而且稍微有一点点空气流动，它们就会上升。

同时，水滴在下落的过程中，也会发生蒸发，也就是说，还没等雨滴落入到地面，该雨滴又重新蒸发成水分子，飘入高空，再次汇聚在凝结核附近，形成小水滴。

虽然在我们眼里一朵云变化很小，但组成这朵云的每一粒小水滴时时刻刻都在发生着变化，也就是动态平衡，所以重达50吨的云才不会像钢铁水泥般从空中坠落下来。

云是怎么变成雨的？

其实，云变成雨纯碎是因为温度，我们知道，高空中的温度很低，上升到一定高空之后水滴会进入冰点，形成冰晶。水滴在形成冰晶的过程中会释放热量，导致周围水滴被蒸发，而此时冰晶充当了凝结核，吸纳了周围的水分子，所以冰晶会越来越大，直到达到一定重量时，冰晶会坠落地面。

冰晶在下落的过程中，由于地表温度，又会形成雨或者雪。这就是自然降雨或者降雪的过程。

澳大利亚大火之后之所以会形成大雨，是因为：大火的高温导致当地土壤、树木以及河流湖泊中的水分子上升到天空中，而大量灰烬会飘入空中，形成凝结核，让高空中的水分子凝结，并形成降雨落入地面。

应用

很多人认为了解科学无用，他们认为即使懂得云、雨、雪的形成，也没有实际的用途。但实际上，科学家们正是利用这里原理来指导生活。

比如：人工降雨就是向天空中抛洒灰尘，形成凝结核，让高空中的水分子得以落入到地面，缓解旱情。