奇異的云

天上的云就像一座自然藝術(shù)走廊，可以變幻出各種形狀，或像動物，或像物體，看上去惟妙惟肖，令人不得不感嘆大自然的鬼斧神工。

2009年8月，在澳大利亞卡奔塔利亞灣附近，一名攝影師從飛機(jī)上拍到一幅綿延上千千米的像管道一樣的云的照片(見上頁圖)。據(jù)報(bào)道，每年秋天，在澳大利亞昆士蘭州的偏遠(yuǎn)小鎮(zhèn)一一伯克頓鎮(zhèn)，天空中經(jīng)常出現(xiàn)這種長長的管狀云，并因此吸引來不少游客。其實(shí)這是一種被叫做“陣晨風(fēng)云”的十分罕見的滾軸云。人們曾經(jīng)在很長時(shí)間里都不知道這種奇異的云是如何形成的，直到最近才揭開其神秘面紗。

這是一種特殊的氣候構(gòu)造，是在澳大利亞昆士蘭州約克角半島附近，因海洋和陸地的獨(dú)特地理位置而產(chǎn)生的。約克角半島長約800千米，島尖向北伸入大西洋，左右分別與卡奔塔利亞灣和珊瑚海相連。每年秋天，白天來自東部的信風(fēng)吹過半島，深夜又從西部海岸刮過來一股海風(fēng)，兩股風(fēng)碰撞后產(chǎn)生波狀擾動，然后轉(zhuǎn)向西南方進(jìn)入內(nèi)陸。早晨，當(dāng)潮濕的海洋空氣從海面升起，遇到進(jìn)入內(nèi)陸的海風(fēng)時(shí)，空氣冷卻、凝結(jié)，便形成了滾軸云。有時(shí)海風(fēng)在一天之內(nèi)會多次進(jìn)入內(nèi)陸，于是便形成了多個滾軸云，最多時(shí)超過十個，非常壯觀。人們在觀云時(shí)會感覺它們在不停地向后滾動，其實(shí)這是由滾軸云的前緣不斷形成、后緣不斷消失而產(chǎn)生的一種錯覺。

以下介紹幾種最奇特的云，以及科學(xué)家對它們的成因解釋。

雨幡洞

雨幡洞是在積雨云、雨層云、高積云和層積云等中高云層中出現(xiàn)的洞狀缺口。云層中的水滴或冰晶在下落過程中不斷蒸發(fā)、消失，在云底形成絲縷條紋狀結(jié)構(gòu)，由于這種結(jié)構(gòu)隨云飄蕩形似旗幡。故得名雨幡洞。雨幡洞的形成是因?yàn)樵茖訙囟鹊陀?℃。水氣迅速聚集形成冰晶并從云層中降落下來，于是在上方的云層中形成一個明亮的洞。

莢狀高積云

莢狀高積云通常形成在下部有上升氣流，上部有下降氣流的地方。當(dāng)上升氣流冷卻形成的云遇到上方下降氣流的阻擋時(shí)，云體不能繼續(xù)向上延展，而且其邊緣部分受下降氣流的影響蒸發(fā)變薄，形成莢狀。這是出現(xiàn)在美國華盛頓州雷尼爾山脈的莢狀高積云。

粉色UFO狀云

這種看上去似UFO的云其實(shí)也是莢狀高積云。在夕陽的照射下，云層就像被涂上了色彩，宛如粉色的UFO。莢狀高積云在多山地區(qū)經(jīng)常出現(xiàn)。此圖拍攝于西班牙南部山區(qū)上空。

帽子云

當(dāng)穩(wěn)定的氣流上升越過高山時(shí)，云層受到冷卻便形成類似帽子的奇特形狀，宛若給高山戴上了一頂潔白的帽子。

浪花云

浪花云看上去就像拍打海岸的巨大浪花，非常罕見。通常只持續(xù)1～2分鐘。當(dāng)下方較冷的氣流和上方較暖的氣流相遇時(shí)。恰好一股云形成在兩股氣流交界處。由于上方較暖的氣流比下方較冷的氣流移動速度快。使云層呈現(xiàn)波動的狀態(tài)。如果風(fēng)速恰當(dāng)，發(fā)生在云頂部的波動被推向底部。氣流發(fā)生旋轉(zhuǎn)，于是形成類似海岸邊的浪花形狀的云。

波狀云

阿姆斯特丹島是南印度洋上的一座火山島，盡管該島最高海拔只有880米。但它對低層云的影響非常明顯。當(dāng)濕潤的空氣通過小島時(shí)。上升和下降氣流形成狹長的莢狀云。聳立在大氣波的頂部。(大氣波是氣體的一種形式。在這一形式下空氣也能顯示出液體的特性。)莢狀云順風(fēng)移動，在與北方積云匯合前宛如航行在大海上的巨輪身后留下的長達(dá)數(shù)百千米的波浪。此照片是由美國地球遙感衛(wèi)星拍攝的。

馬蹄狀旋渦云

馬蹄狀旋渦云形成于水平旋轉(zhuǎn)氣流。當(dāng)上升的氣流遇到上方的一股水平旋轉(zhuǎn)的氣流時(shí)。它會突然改變方向，隨著水平旋轉(zhuǎn)氣流一并旋轉(zhuǎn)開來。這種馬蹄狀(或新月狀)的云非常罕見。馬蹄狀旋渦云最容易發(fā)生在超級雷暴雨區(qū)域，因?yàn)樵谀抢飼a(chǎn)生不斷上升的旋轉(zhuǎn)氣流。這種云在形成數(shù)分鐘后就會消失。

乳房云

乳房云園在云層底部出現(xiàn)無數(shù)個形似乳房的下垂云狀結(jié)構(gòu)而得名，它是由寒冷、充滿水蒸氣的空氣從風(fēng)暴云上部快速下沉?xí)r形成的。乳房云可以沿著任何一個方向延展數(shù)百千米。乳房云是暴風(fēng)雨等惡劣天氣出現(xiàn)的前兆，它的出現(xiàn)預(yù)示著惡劣天氣即將到來。

云街

一排排整齊的云流從海冰的邊緣升起，覆蓋白令海上空。這種云被叫做“云街”。當(dāng)從冰上升起的冷空氣掠過開闊的海面，被急劇冷卻后，這種積云就形成了。隨著溫度下降，水蒸氣凝結(jié)成微小的云塊，并在強(qiáng)勁的風(fēng)的作用下，排成整齊的隊(duì)列。這張衛(wèi)星圖片由美國航天局的Terra衛(wèi)星拍攝于2006年1月。

觀云指南

有興趣觀云的朋友可以仰望天空，觀察天空中的云如何不斷地變幻形狀、不斷地在天空中移動。

對于科學(xué)家來說，他們更關(guān)心的不是云的千變?nèi)f化的形狀，而是云在天空中停留幾分鐘或幾小時(shí)后，究竟是化成雨雪降落下來，還是隨風(fēng)漸漸消散，而這些都與云的成因有關(guān)。那么，天空中千變?nèi)f化的云是怎樣形成的呢?天空中的哪塊云會下雨(或下雪)呢?

云的形成

云是地球大氣的構(gòu)成成分之一，是水蒸氣在大氣中凝結(jié)而成的產(chǎn)物。

云的形成需要兩個重要條件：水蒸氣和空氣中的微粒，如塵粒或浪花中泛起的鹽粒。太陽照在地球的表面，水蒸發(fā)形成水蒸氣，一旦水汽過飽和，水分子就會聚集在空氣中的微粒周圍，由此產(chǎn)生的水滴或冰晶將陽光散射到各個方向，于是就形成了云的外觀。不同的大氣條件會形成不同類型的云層，有的云會形成降雨或降雪，有的云只是出現(xiàn)在天空中的變幻萬千的美麗云彩而已。

空氣在不斷地流動，云也在不斷地變換位置并改變形狀。如果水滴蒸發(fā)掉了，或者水滴互相漂散移開了’云也就消失了。有時(shí)風(fēng)也會將飄浮在天空中的云帶走。由于大氣中不同層面的風(fēng)力并不相同，所以我們有時(shí)看到天空中不同高度的云彩以不同的速度移動。

如果你在一段時(shí)間內(nèi)注意觀察天空中的某個部分，你就能看到云形成、移動和改變形狀的過程。不過，云的活動并非總是十分明顯，有時(shí)可能非常緩慢，因此要觀察云的變化要有足夠的耐心。如果能夠借助于延時(shí)視頻的錄像效果，就更容易看到云隨時(shí)間而改變的過程。

云的分類

對云的最早的科學(xué)分類方法是由法國博物學(xué)家尚·拉馬克于1801年提出的。1929年，國際氣象組織以英國科學(xué)家路克·何華特于1803年提出的分類方法為基礎(chǔ)，按云的形狀、組成成分、形成原因等把云分為十大云屬，并按其云底高度劃入三個云族：高云、中云和低云。

云還可簡單地分為四種基本類型：獨(dú)立分布的積云、層層相疊的層云、羽毛狀的卷云，以及會下雨的積雨云，作為劃分其他所有類型云的基礎(chǔ)。

如何觀云

云常伴隨著天氣系統(tǒng)的發(fā)展而變化，因此觀云是預(yù)測天氣的重要手段之一。我們觀云應(yīng)該首先從觀察云的形狀開始，辨別其云屬，然后再觀察云的高度和云量。簡單地說，云的形狀可分為卷狀、層狀和積狀。卷狀云是一絲絲輕薄的云，層狀云呈平坦的塊狀，積狀云則是一朵一朵高低起伏的云。需要注意的是，某些云同時(shí)兼具兩種特征。知道了云的形狀，就能判斷其云屬了。

我們還可以從高度上對云進(jìn)行辨別。通常出現(xiàn)在摩天大樓和山峰上的云屬于低云；卷云的位置最高，屬于高云；位于兩者之間的云則屬于中云。

高云：云底高度為5000米以上。在這一高度冷空氣使小水滴凝結(jié)成了冰晶。高云又分為卷層云、卷積云和卷云。

中云：云底高度為2500～5000米。因?yàn)楸雀咴频鸵恍?。所以云中除了冰晶外還有小水滴。中云又分為高層云和高積云。

低云：云底高度為2500米以下。主要由水滴組成。絕大部分降雨都是由低云產(chǎn)生的，在冬天還可能形成雪，霧也歸于此類，屬于較低空的云。低云又分為層云、層積云、雨層云、積云和積雨云。

卷云

呈現(xiàn)纖細(xì)的曲線狀，看起來就像卷曲的頭發(fā)或細(xì)繩。你可以透過卷云的空隙處看到天空。卷云一般出現(xiàn)在5000米以上的高空，在這一高度，云中的水滴大多數(shù)都變成了冰晶。

卷積云

卷積云幾乎全由冰晶組成。卷積云的云塊很小，云體白色無影。它由呈白色細(xì)波、鱗片或球狀細(xì)小云塊組成云片或云層，常排列成行或成群，很像輕風(fēng)吹過水面所引起的小波紋。如果天空中的云以卷積云為主，又伴有卷云、卷層云一并出現(xiàn)并進(jìn)一步發(fā)展，常有暴風(fēng)雨天氣出現(xiàn)。

卷層云

卷層云由冰晶形成，是高云族中不易出現(xiàn)的云屬。卷層云出現(xiàn)時(shí)宛如一層白色薄紗幕張掛手天空，也是唯一會在太陽或月亮周圍產(chǎn)生光暈的云層。天空中出現(xiàn)卷層云表明天氣形態(tài)相當(dāng)不穩(wěn)定。

高積云

高積云的外表和卷積云有點(diǎn)相似，為白色到灰白色的塊狀、葉狀或扁球狀云塊，其體積比卷積云大，常成群、成行、成波狀排列。高積云厚薄變化較大，薄的云塊呈白色，能見日月輪廊，厚的云塊呈暗灰色，日月輪廓分辨不清。薄的高積云穩(wěn)定少變，一般預(yù)示天晴，厚的高積云如繼續(xù)增厚，融合成層，預(yù)示天氣將有變化，甚至?xí)a(chǎn)生降雨。

高層云

高層云厚度較厚，范圍也較寬闊，呈現(xiàn)出淡灰至微藍(lán)的幕狀云。薄的高層云出現(xiàn)時(shí)可以看到昏暗不清的日月輪廓，好像隔了一層毛玻璃；厚的高層云則看不到日月。高層云由水滴、過冷水滴與冰晶混合形成，常由卷層云變厚或雨層云孌薄而成。

雨層云

雨層云低而漫無定形，呈暗灰色，但云層卻相當(dāng)厚，能遮蔽太陽和月亮的光線。云層水平分布范圍很廣，常布滿天空。雨層云底部常伴有碎雨云。同積雨云比較，雨層云比較溫和，不會導(dǎo)致冰雹和龍卷風(fēng)等災(zāi)害天氣。

層云

層云呈現(xiàn)薄煎餅樣的平面形狀。層云的厚度可厚可薄，有時(shí)還會像蛋糕一樣層層疊起，但沒有蛋糕那么圓，云的邊緣呈現(xiàn)各種不同的形狀。

積云

積云一般比較高，像棉絮一樣蓬蓬松松的，有的看起來像城堡高塔，有的看起來像花椰菜。當(dāng)陽光穿過積云時(shí)，呈現(xiàn)非常明亮的白色。

層積云

層積云是由片狀、團(tuán)塊或條形云組成，個體肥大，結(jié)構(gòu)松散，有時(shí)呈波狀或滾軸狀，猶如大海波濤。層積云呈灰白色或灰色。在云塊較薄處可辨認(rèn)太陽。薄的層積云一般表示天氣較穩(wěn)定，低而厚的層積云往往產(chǎn)生降水，但不太可能形成大型降水。

積雨云

積雨云中不能容納很多小水滴，當(dāng)小水滴越聚越多時(shí)。就會形成較大的水滴。而當(dāng)這些較大的水滴變得沉重時(shí)，就會形成雨、雪、冰雹，降落到地面。積雨云看起來很高很蓬松。顏色灰暗。如果天空中出現(xiàn)積雨云，電閑雷鳴可能接踵而至。

云與地球氣候

盡管在任何時(shí)候云層都可以覆蓋地球3／4的天空，但云仍然是天氣預(yù)測中最神秘的因素之一。

云所做的事情不僅僅是降雨飛雪。科學(xué)家現(xiàn)在已經(jīng)認(rèn)識到，通過吸收和反射陽光，云還有助于控制圍繞地球的能量的流動。實(shí)際上，飄浮在我們頭頂上的云對地球氣候的影響比我們想象的要大得多。對云與氣候變暖關(guān)系的最新研究提供給我們一個如何看待云的新視角，這將有助于科學(xué)家更準(zhǔn)確地預(yù)測未來的氣候變化。下面介紹在這方面取得的一些最新研究進(jìn)展。

云是地球氣候的神秘仲裁者

過去研究人員認(rèn)為云存在的時(shí)間相對短暫，因此只把它看作是近期天氣變化指標(biāo)，而非影響長期天氣變化的主要因素，但現(xiàn)在他們已經(jīng)逐漸認(rèn)識到，云對地球接受多少陽光、將多少陽光反射到太空產(chǎn)生影響，從而對全球氣候變化產(chǎn)生影響。目前，科學(xué)家正利用衛(wèi)星、傳感器以及科研飛機(jī)等觀察研究云在陽光和熱量之間穿行時(shí)會產(chǎn)生什么樣的影響。

地球吸收太陽熱量，使空氣變暖，而云是含有水汽的變暖空氣被推向高處時(shí)的產(chǎn)物。隨著海拔高度增加，大氣層越來越冷，而冷空氣可容納的水蒸氣較少，一些水蒸氣就會沉積在塵?；螓}粒上，凝結(jié)成小水滴或冰晶，形成液態(tài)或固態(tài)的水，這就是云。由于云能散射光線，所以我們可以看到云在天上悠悠飄浮。

穿過云層的陽光給地球表面帶來熱量，而這些熱量最終要散發(fā)掉，那么地球是如何排除這些熱量的呢?有兩個途徑，一是直接以紅外能量的形式輻射掉，一是被大氣中的分子(主要是二氧化碳和水蒸氣)以及云中的液態(tài)水和冰凍水所吸收。太陽的短波輻射透過大氣射入地面，地面增暖后放出的長波輻射被大氣中的二氧化碳等物質(zhì)所吸收，從而產(chǎn)生大氣變暖的效應(yīng)，即溫室效應(yīng)，使得地球生命獲得需要的光和熱。

這種現(xiàn)象也解釋了為什么多云的夜晚一般比晴朗的夜晚更暖和，因?yàn)榈厍蛐枰尫虐滋毂焕г谠茖又械臒崃俊?/p>

科學(xué)家是在20多年前才開始對云的作用產(chǎn)生新的看法的。當(dāng)時(shí)有研究人員懷疑二氧化碳和其他溫室氣體的產(chǎn)生與燃料化石有關(guān)，并使地球變得過熱。計(jì)算機(jī)模型也顯示，空氣中二氧化碳含量增加會相應(yīng)提高地球溫度，而溫暖的空氣也將容納更多的水蒸氣，這可能會增加高達(dá)50％的溫室效應(yīng)。

不過，在上世紀(jì)80年代初，氣象學(xué)家還不能預(yù)測云層對未來長期氣候變化的影響。直到1989年，美國科學(xué)家公布了他們的研究結(jié)果：云對地球的降溫作用大于其增加熱量的作用，云可使地球表面0.5平方米的地方減少約60瓦燈泡的熱量，如果天上沒有云，地球可能比現(xiàn)在要熱得多。

云可能有助于防止熱帶地區(qū)過熱

熱帶海洋有幾個非常炎熱的地區(qū)，如印度尼西亞附近的西太平洋地區(qū)，許多水蒸氣在這一地區(qū)被蒸發(fā)掉，使當(dāng)?shù)氐拇髿鈱幼兊煤軣?。炎熱的空氣?yīng)該會使海洋變得更暖，使更多的水被蒸發(fā)掉，產(chǎn)生更多的水蒸氣，成為無法控制的惡性循環(huán)。然而，這一地區(qū)的海水溫度很少會超過30℃。顯然，在這一地區(qū)_一定存在著一個控制這種惡性循環(huán)的“剎車系統(tǒng)”，而研究認(rèn)為起“剎車系統(tǒng)”作用的正是云。熱帶的一些熱點(diǎn)地區(qū)的天空產(chǎn)生了大量的積雨云，形成云砧，遮蔽著數(shù)平方千米的海域。海洋越熱，海洋上空的云砧越多，云砧越多，反射的陽光也越多，也就達(dá)到了遏制海洋繼續(xù)變暖的效果。

氣候變暖導(dǎo)致低空云層減少

根據(jù)一項(xiàng)新的研究，當(dāng)海洋變暖時(shí)，飄浮在太平洋東北部上空的云就會漸漸消散。研究人員將這種現(xiàn)象稱之為氣候變暖的“惡性循環(huán)”。

該研究稱，低空云層能將太陽光反射回太空，從而降低海洋溫度，對地球起到降溫的作用，而氣候變暖則會逐漸減少有助于給地球降溫的低空云層。低空云層通常是由水組成的，包括那些在多云的時(shí)候人們看到的較為黑暗和平坦的云。

計(jì)算機(jī)模擬結(jié)果顯示，如果氣候變暖增加了低空云層的云量，由于云層能阻擋入射的太陽輻射從而造成降溫，在這種情況下，云為氣候變化提供了一種“負(fù)反饋”效應(yīng)；但如果氣候變暖減少了低空云層的云量，那么就會帶來更多的太陽輻射，在這種情況下，云就為氣候變化提供了一種“正反饋”效應(yīng)。科學(xué)家注意到，在過去50年中，低空云層的云量一直呈“正反饋”循環(huán)模式。也就是說，氣候變暖減少了云層的覆蓋，而隨著云量的減少，照射到地球表面的太陽光線增加，這又使得天氣變得更為溫暖。

科學(xué)家認(rèn)為，不同衛(wèi)星收集的云層數(shù)據(jù)會有差異，而人們在地面上的觀察結(jié)果也帶有一定的主觀性，因此根據(jù)這些不完善的觀察數(shù)據(jù)得出的氣候變化趨勢分析有時(shí)讓人懷疑，但云層發(fā)出的信號則是真實(shí)存在的。

如此來看，對低空云層的進(jìn)一步研究有著特殊的意義。了解氣候變暖導(dǎo)致低空云層減少的趨勢，將有助于提高氣候模型中對云的模擬的精確程度，從而更準(zhǔn)確地預(yù)測未來的氣候變化。

大塊的海洋層積云像鏡子一樣反射陽光

一個由200多名科學(xué)家組成的國際科學(xué)家小組的一項(xiàng)最新研究表明，太平洋上空的云層會對全球氣候和天氣系統(tǒng)產(chǎn)生影響。該研究認(rèn)為，由于太平洋上空的一些云層的面積比美國還要大，因此其對地球氣候的影響極大。

科學(xué)家目前正在調(diào)查一種被叫做“海洋層積云”的云系類型。當(dāng)深海較冷的海水上涌到海面時(shí)，使海面溫度下降，水汽凝聚上升并形成大塊的海洋層積云。有兩架科研飛機(jī)用于這項(xiàng)研究。飛機(jī)穿過低空云層時(shí)，科學(xué)家通過安裝在飛機(jī)上的探測器收集數(shù)據(jù)，以了解云系如何形成、如何反射陽光、哪些因素決定云系的持續(xù)時(shí)間等。

飄浮在東南太平洋地區(qū)上空的海洋層積云的高度一般不超過海面以上2000米，幾乎全年都會出現(xiàn)。科學(xué)家已經(jīng)開始認(rèn)識到這些覆蓋在海面上空的大塊云系對地球氣候所起的作用：它們就像一面面巨大的鏡子將陽光反射回太空，限制了到達(dá)地球表面的陽光。

參加該項(xiàng)研究的科學(xué)家還希望能夠了解智利和秘魯沿海的采礦活動是否會影響到云層的特性。在采礦過程中，一些微小的礦物顆粒被帶到高空大氣層中，與大氣層中的水蒸氣接觸后形成水滴。科學(xué)家打算收集有關(guān)數(shù)據(jù)，用以評估礦物粒子是否會對降雨量產(chǎn)生影響，以及充滿礦物粒子的云層是否會比正常的云層反射更多的陽光。

夜光云頻繁出現(xiàn)或與溫室氣體排放有關(guān)

2009年5月29日，歐洲北部的居民首次看到了奇異的夜光云。攝影師拍攝下了銀藍(lán)色的奇異云層，它們就像卷須一樣，在橫跨丹麥、北愛爾蘭和蘇格蘭的暮色蒼茫的天空中伸展開來。

夜光云是地球大氣中最高的云層，高度可達(dá)地球表面以上80千米。因高度的原因，在日出前或日落后，夜光云還能在地平線下的太陽的照耀下發(fā)出輝光。夜光云一般呈無色或淡藍(lán)色，偶爾也出現(xiàn)紅色、綠色和藍(lán)色等。夜光云的形狀有時(shí)是沒有什么特色的帶狀，有時(shí)呈現(xiàn)獨(dú)特的條紋狀、波浪形或漩渦狀。與人們比較熟悉的低空云層一樣，夜光云也是由水滴附著在塵埃顆粒(40到100納米直徑的極小水冰晶體)表面形成的。高空塵埃和水蒸氣的來源尚不確定，有人認(rèn)為這些塵?？赡軄碜晕⑿〉牧餍?，也可能來自對流層的火山灰和大氣塵埃，而水蒸氣可能是通過對流層頂?shù)拈g隙升到高空的。

人類發(fā)現(xiàn)夜光云的時(shí)間不長，對夜光云的成因還沒有充分的了解。1883年喀拉喀托火山爆發(fā)之后兩年，首次發(fā)現(xiàn)夜光云，但至今仍不清楚夜光云的出現(xiàn)是否與火山爆發(fā)有關(guān)。此外，太陽活動、氣候變化、太空塵埃和火箭發(fā)射也有可能是這種云現(xiàn)象發(fā)生的原因。

夜光云通常只出現(xiàn)在南北緯度500至700的地區(qū)，5月中旬至8月中旬多出現(xiàn)在北半球，11月中旬至來年2月中旬多出現(xiàn)在南半球。雖然夜光云在南北半球都會出現(xiàn)，但在北半球被觀察到的頻率比南半球明顯要多得多，這可能是因?yàn)槟习肭蜿懙孛娣e少，觀察者也相對較少的原因。

不過，在最近幾年里，夜光云出現(xiàn)的范圍已擴(kuò)展到了緯度40°的地區(qū)，而且數(shù)量越來越多，亮度也越來越強(qiáng)。夜光云出現(xiàn)的范圍擴(kuò)大和頻率增加的原因目前尚不清楚。研究發(fā)現(xiàn)夜光云對氣候環(huán)境極為敏感，因此有科學(xué)家推測，溫室氣體排放增加有可能導(dǎo)致了夜光云的頻繁出現(xiàn)——溫室氣體造成地球上層大氣降溫，而低溫是云層形成的必要條件。

2009年9月，美國宇航局的“帶電粒子氣體釋放試驗(yàn)”火箭升空，該試驗(yàn)的目的是在地球大氣層最外層生成人造云，以模擬夜光云現(xiàn)象。科學(xué)家希望借助這項(xiàng)試驗(yàn)研究夜光云內(nèi)部的氣體和塵埃粒子的分布等情況。

科學(xué)家相信，在變幻莫測的天氣變化中，無論是什么樣的機(jī)制在起作用，他們最終能夠建立起某種預(yù)測模型，以準(zhǔn)確預(yù)測在一個因人類行為而改變了的大氣層中，云究竟會對全球氣候產(chǎn)生什么樣的影響。

“造云船”計(jì)劃

科學(xué)家或許找到了地球氣候的“安全開關(guān)”：人類活動產(chǎn)生過多溫室氣體使得全球氣溫升高，而能將人類從氣候?yàn)?zāi)難中拯救出來的是云。

據(jù)報(bào)道，為了應(yīng)對災(zāi)難性的全球變暖問題，科學(xué)家提出了許多創(chuàng)意方案為地球降溫，其中“造云船”計(jì)劃被認(rèn)為是“前景最廣闊的創(chuàng)意之一”。

所謂“造云船”，就是將一支由1900艘船組成的船隊(duì)分布在海洋里，利用風(fēng)能吸取海水，再通過高高的煙囪噴射到空中形成巨大的白云——研究表明，云朵越白，反射的太陽光越多，從而輻射到地球的熱量越少。這些云能反射使海水變暖的陽光的1％至2％，足以抵消二氧化碳排放導(dǎo)致的溫室效應(yīng)。這些船無人駕駛，由衛(wèi)星根據(jù)實(shí)際情況定位，以最大限度地增加云層覆蓋。它們主要在太平洋上作業(yè)，遠(yuǎn)離陸地，不會影響正常的降雨。

外星上的云

在太陽系中，不同星球世界的天空呈現(xiàn)不同的景象，甚至超乎人們的想象，讓人心生無限遐想。

太空探測結(jié)果表明，不同星球世界的天空景象是各不相同的。所謂“星球世界的天空”，是指在一個星球表面上看到的外層空間。為什么不同星球世界的天空景象各不相同?究其原因，主要在于圍繞星球的大氣層的密度和化學(xué)組成成分不同，致使不同星球世界的天空呈現(xiàn)出不同的色彩。有的星球上根本沒有大氣層，所以在這些星球的天空中也就沒有云。

五彩繽紛的外星天空

在我們的太陽系中，除了地球之外，還有其他擁有大氣層的天體，包括所有的氣態(tài)星球，火星和金星，幾個衛(wèi)星和其他星體如冥王星和彗星。

水星上沒有大氣，所以在水星上看天空與在軌道上看太空沒有什么分別，在水星上看到的太陽比在地球上看到的要大2.5倍。

金星的大氣層很厚，所以在金星上白天看不到太陽，晚上看不到星星。前蘇聯(lián)的金星探測器拍攝到的彩色圖像表明，金星上的天空是橘紅色的。月球上沒有大氣，所以在月球上看天空總是黑黢黢的。不過，太陽是如此明亮，所以在月球上白天是看不到星星的。在月球上看到的太陽的大小和在地球上看到的差不多，只是更明亮，而且顏色是純白色的，這是因?yàn)樵虑蛏蠜]有大氣層對陽光進(jìn)行散射和吸收的緣故。

火星上只有一層稀薄的大氣，火星大氣里含有許多塵粒，這些塵粒非常輕，到處飄散?；鹦堑奶炜赵诎滋煜喈?dāng)明亮，也是看不到星星的。火星的天空在日落時(shí)顯示出多種色彩變化?；鹦翘綔y器“探路者”從火星上拍攝到的彩色圖像顯示，火星大氣層呈現(xiàn)豐富多彩的色彩。

如今我們已經(jīng)知道，火星的天空在白天是猩紅色或明亮的橙紅色的，日落日出前后是淡紅色的，在太陽即將落下之時(shí)是藍(lán)色的。這與地球上的情況正好相反。有時(shí)，火星的天空會呈現(xiàn)紫色，這是因?yàn)榛鹦窃茖又形⑿〉乃Ｗ訉饩€產(chǎn)生散射作用的結(jié)果。火星天空中的紅云是因?yàn)榛鹦谴髿鈱拥膲m埃粒子中含有氧化鐵分子。

雖然人類一直沒能拍攝到木星大氣層內(nèi)的圖像，但在一些藝術(shù)作品中木星的天空通常被描繪為藍(lán)色的，至少在大氣層的最上面部分是藍(lán)色的。環(huán)繞木星赤道以上緯度的木星環(huán)依稀可見，在大氣層下部，太陽被木星的云層所遮蔽，呈現(xiàn)出五彩繽紛的云霧，最常見的有藍(lán)色、棕色和紅色。對木星大氣層中五色云彩的形成原因有許多理論揣測，但到目前為止都沒有明確的答案。土星大氣層的上半部分可能是藍(lán)色的，下半部分可能是黃色的。土衛(wèi)六是太陽系中唯一擁有極厚大氣層的衛(wèi)星。來自“惠更斯”探測器的圖片表明，土衛(wèi)六的天空是淡橘紅色的。不過，如果宇航員站在土衛(wèi)六表面，他看到的土衛(wèi)六的天空將呈現(xiàn)出一種朦朧的褐色或深橙黃色。

從天王星大氣層的顏色判斷，天王星的天空可能是淺藍(lán)色的。從海王星大氣層的顏色判斷，海王星的天空可能是天藍(lán)色的。海王星最大的衛(wèi)星海衛(wèi)一也有大氣層，但大氣層極薄，所以海衛(wèi)～的天空仍是黑色的，也許在靠近地平線的地方有些淡淡的云霧。

在彗星靠近太陽時(shí)，其天空中會發(fā)生顯著的變化。在近日點(diǎn)時(shí)，彗星的冰開始汽化，彗星表面會升起乳白色的云霧。

超乎想象的外星云

據(jù)推測，金星的云層完全是由硫酸液滴構(gòu)成的，火星高而薄的云層是由水冰粒子構(gòu)成的，木星和土星都有由氨氣構(gòu)成的外層云蓋，天王星和海王星的云以甲烷為主。

土星的衛(wèi)星土衛(wèi)六上也有云，據(jù)認(rèn)為其主要成分是液態(tài)甲烷?！翱ㄎ髂幔莞固枴蓖列翘綔y器在土衛(wèi)六上發(fā)現(xiàn)了液體循環(huán)的證據(jù)，包括土衛(wèi)六兩極附近的湖泊和土衛(wèi)六地表上的河流渠道。

最近的研究還發(fā)現(xiàn)，金星的云層中可能有生命存在。美國科學(xué)家發(fā)表論文稱，金星的云層極厚，極有可能支持生命，因此可能存在生命。而在這個星球表面如烤箱般熾熱的環(huán)境中有生命存在是難以想象的。有科學(xué)家認(rèn)為，飄浮在金星厚而多云的大氣層中的微生物有可能在這個有著極端溫度環(huán)境的星球上生存繁殖，大氣層中的硫化物是它們最好的‘防曬保護(hù)劑”。

一些科學(xué)家甚至建議美國宇航局在執(zhí)行空間飛行任務(wù)時(shí)，取回金星上的云的樣本，將猜測中的金星生命帶回地球。美國加州理工學(xué)院教授安德魯·英格索爾指出，以金星的生存環(huán)境來看，金星的確是一個地獄般可怕的地方。但是，對于某種生命形式來說足以致命的輻射，對于另外一種生命形式而言或許就是免費(fèi)的午餐。他說，“如果你能穿過硫酸云落到金星表面，你會發(fā)現(xiàn)它比烤箱更熱。金星表面溫度足以使鉛融化，所以金星表面不會有水?！?/p>

有理論推測，金星表面原本有很多水，但由于金星離太陽較近，海洋中的水都被蒸發(fā)掉了，最終導(dǎo)致溫室效應(yīng)失控。但這種變化過程可能極其緩慢，就像地球上長期而緩慢的生命進(jìn)化過程一樣，長得足以讓金星上的生命向云層中轉(zhuǎn)移，一旦它們在云中站住了腳，生命就會漸漸適應(yīng)新的環(huán)境，就像地球上的生命一樣。

兩年前，澳大利亞科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了在地球云層中生活和繁殖的細(xì)菌，人們由此推測，在金星的云層中可能同樣也有微生物生存下來。在漫長的歲月里，隨著金星表面變得越來越熱，金星云層就成了這顆星球上的生命的唯一避難所。

金星的云層位于大氣層極高處，那里的溫度和氣壓都和地球上的環(huán)境十分相似，那里甚至還有以濃硫酸形式存在的水。我們現(xiàn)在已經(jīng)知道地球上的一些酸性環(huán)境中也生存著生機(jī)勃勃的有機(jī)生物，那么金星的云層也很可能是某種形式的生命得以存活的一個棲息地。

金星云層中如果有生命存在，它們所要面對的另一個極大的挑戰(zhàn)是來自太陽的強(qiáng)烈紫外線輻射。不過，金星大氣構(gòu)成成分中的硫化物正好是微生物理想的“防曬乳”?？茖W(xué)家猜想，金星云層中的有機(jī)生物甚至還有可能將紫外線輻射“納為己用”，就像地球植物利用可見光來進(jìn)行光合作用一樣。對一種生命形式構(gòu)成致命威脅的輻射，有可能是另一種生命形式的免費(fèi)午餐。

雖然目前還不清楚金星的云層中是否真的有生命存在，但科學(xué)家相信，只要它們真的在那里，我們總有一天會找到它們。