云的形成：水汽循环与大气中的物理过程

水汽循环与云的形成

水汽在大气中循环，是地球气候系统中重要的环节。当水吸热后，会变成水蒸气，上升到天空的蒸汽层上层。然而，由于蒸汽层上层的温度较低，水蒸气体积会缩小，比重增大，因此蒸汽会下降。在下降的过程中，由于蒸汽层下层的温度较高，水蒸气在下降过程中会吸收热量，再度上升到较高的空中时，会遇到较冷的空气，再度下降。这种反复的过程使气体体积逐渐缩小，最后集中在蒸汽层的底层，形成低温区。

当水蒸气向这个低温区集中时，就形成了我们所说的云。云在地球表面吸收并反射热量，有助于地球的保温。然而，云也会将太阳光直接反射回太空，因此具有降温作用。这种双重作用的效果取决于云的形状和位置。

在大气中，从地面向上十几公里的这一层中，温度随着高度的增加而降低，空气也变得越来越稀薄。另一方面，江河湖海的水面以及土壤和动植物的水分，会随着蒸发变成水汽，进入大气。

水汽进入大气后，会形成云并引发降雨，或者凝聚为霜露后返回地面。这种循环往复的过程周而复始，不断进行。当水汽从蒸发表面进入低层大气时，由于这里的温度较高，可以容纳较多的水汽。如果这些富含水汽的空气被抬升，温度会逐渐降低。到达一定高度后，空气中的水汽就会达到饱和状态。如果空气继续被抬升，多余的水汽就会析出。如果那里的温度高于0℃，多余的水汽就会液化成小水滴；如果温度低于0℃，多余的水汽就会凝华为小冰晶。当这些小水滴和小冰晶逐渐增多并达到人眼能辨认的程度时，我们所说的云就形成了。