
乌云和白云的大小和厚薄不同,大而厚的是乌云能挡住太阳光,当云聚集的水汽和尘埃逐渐增多时,它的厚度和不透光性也在逐渐增加,所以看到乌云就知道快要下雨了。
为什么白云看起来是白的,乌云看起来是昏暗的:
1、背景是蓝天,上面点缀着一些云。而太阳并不在云的后面。
这种情况下,因为云主要是由水或多种化学物质构成的可见的液滴或冰晶的集合体,相比于气体分子来说,颗粒较大,因此太阳的光线与其作用时,其行为跟空气中的气体颗粒不同,而是发生米尔散射,即Mie scattering(这也是火星上蓝色夕阳的成因)。而考虑到云中的颗粒尺度大致在10-100微米之间,其对可见光的散射是均匀的。因为云因为均匀散射太阳光的缘故,而蓝天相比于白云要暗弱一些,因此在以蓝天为背景的情况下,云呈现出白色。
2、背景是蓝天和一些成片的云,有些地方云厚一些。
此时如果你视线方向上的云后面的背景不是蓝天而是一些成片的云,此时,你看的光线实际上是背景的云穿过这些前景的云而呈现出来的,因为云中颗粒的遮挡,因此显现出略暗弱的白色,看上去就是颜色发灰的云。
3、背景是太阳和蓝天的云。
此时如果云不是很厚,那么即便阳光穿过白云会被减弱,但跟蓝天对比,还是会显现出白色。但是当云层太厚的时候,云就会显现出灰色。
4、整个天空被云笼罩。
如果云层不是很厚,那么天空还是会呈现出白色的云。但如果云变的很厚时,阳光被云吸收,自然天空中的云就显得很黑暗……此时的对比物可以是云中较稀疏的地方,显得会亮一些。
从物理本质来说,云是浮在空中的小水滴和小冰晶群。肉眼看到的云形是小水滴或小冰晶群的轮廓(《云的形成》张纪淮)。 我们都知道,水和冰都是无色的,构成云的小液滴和小冰晶其实是无色透明的,但是,这些水滴和冰晶对太阳光还有反射、折射和吸收等作用,太阳光线作用于云体,然后通过反射、折射、透射等各种不同的方式进入我们的视野,从而,我们就有了云的形状和颜色的感知。
气象学中,按云的外形特征、结构特点和云底高度,将云分成29类(谭海涛等,《地面气象观测》)。在对这29类云的颜色特征描述时,使用了透明、白色、灰白色、灰色、暗灰色、暗黑、黝黑等词语,同时,这些颜色往往与云层的薄厚紧密联系。这里引用几句供参考:“卷云:云体通常白色无暗影,......但云块特别厚时中部可有暗影......”;“高积云:……薄的云块呈白色,厚的云块呈暗灰色……”;“雨层云:厚而均匀的降水云层,能完全遮蔽日月光,呈暗灰色”等等。看来,楼主必须接受“白云薄,乌云厚”的观点。
但是,“乌云很厚、白云很薄”又不能完全解释“乌”与“厚”、“白”与“薄”的关系,因为像大多数人一样,楼主看到了天上“厚厚的白云和淡淡的乌云”。我们结合下图作一解释。图中中间一块大的云块是一块刚刚发展起来的浓积云,A处非常白亮,而B处则显出暗灰色。这是因为A处直接反射阳光进入我们的眼球,厚厚的云层遮蔽了眼光,使得我们看到B处为暗灰色,不会有人会站出来别告诉我,B处的水滴比A处的大吧?C处的云块没有接收到阳光直射,我们也看到了暗灰色。D处是较小的碎积云,它的背光一侧也显得较暗。E、F处是卷云,由于它们都比较薄,所以以白色为主,F处较厚,所以显出银灰色。我这样解释,楼主是不是可以不抽嘴巴啊?
下面是一张从云的上方拍的图片,凡是向阳的地方都是很白亮的,阴面都显得比较灰暗。
综上所述,一块云,是白云还是乌云,不是云中水滴大小决定的,也不仅仅是它的薄厚程度决定的,而是云所处环境的光照条件决定的。一些浅显的解释,如果还有什么不同意见,欢迎讨论。我喜欢和有一定理论基础的人讨论问题。
乌云有满布天空的层状云,孤立的积状云,以及波状云等许多种。 很厚的层状云,或者积雨云,太阳和月亮的光线很难透射过来,看上去云体就很黑;稍微薄一点的层状云和波状云,看起来是灰色,特别是波状云,云块边缘部分,色彩更为灰白;很薄的云,光线容易透过,特别是由冰晶组成的薄云,云丝在阳光下显得特别明亮,带有丝状光泽,天空即使有这种层状云,地面物体在太阳和月亮光下仍会映出影子。