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雲的啟示

綠田野 第115期(2015年8月)

天空上一朵又一朵的白雲,像是棉花糖、像是小綿羊、像是忌廉泡沫。從小學常識課文已學會,雲由水蒸氣凝結而成,最後化為降雨,落在大地,循環不息。雲亦是天氣的代言人,從雲的形態,便可預測天氣的變化。原來,雪白的雲兒背後,還能告知空氣質素。

雲是由懸浮在天空的小水滴、冰晶或兩者組成,由空氣中的水蒸氣凝結而成。要水蒸氣結成雲,空氣中的水蒸氣需達到飽和溫度,還需要一種稱為「氣溶膠」的微細粒子。聽到「氣溶膠」這個名詞,可能很多人以為它是人工化合物,又或是殺蟲劑或噴髮膠等壓縮氣體噴霧成份。其實,氣溶膠是指懸浮在空氣中的固體或液體微粒,可以自然產生,例如是火山爆發的碎屑,或是空氣中漂浮的沙塵包括了花粉、鹽粒和細菌。氣溶膠亦可由人工產生,例如是壓縮氣體噴霧,或是燃燒化石燃料時產生的微粒。氣溶膠能誘發空氣中的水蒸氣凝結(稱為凝結核),令小水滴在空中懸浮著,形成了雲。

愈污染愈亮白

雲由水形成,但水是透明的,雲卻是白色的,這是因為雲中的水滴把太陽光從四方八面散射開去,讓雲看起來是白色。當水滴愈多、愈細小,雲中水滴的總表面面積便會愈大,被散射的陽光便會愈多,我們便會看到更白、更亮的雲。空氣污染是其中一個大量產生氣溶膠的來源,本港環境保護署量度空氣質素健康指數中的PM10和PM2.5,便是其中一種氣溶膠污染物。因此,受到空氣污染的雲,看起來不是更髒,反而是更亮白。

早於1974年,美國亞利桑那大學有研究指出,受空氣污染的雲能夠把更多的陽光反射回太空,變相有助舒緩全球暖化。然而,更多的氣象學家研究指出,受空氣污染的雲由於收集了更多的氣溶膠,令空氣中的水分分散成更多細小的水滴,妨礙了小水滴合併並發展成大水滴而造成降雨。因此,受空氣污染影響的雲,降雨量會減少,最終會影響水循環以致水資源供應。

一朵又一朵的白雲背後,還隱藏著什麼秘密?它在未來將會帶給人類什麼的啟示?還有待科學家們去發現!

文|Hayward Ng

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香港的夏天,天空常見積雲,雲頂呈圓拱形而底部平坦,常伴有驟雨。一旦發展成積雨雲,便會帶來狂風暴雨。
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雲中的水滴把太陽光從四方八面散射,令雲看起來是白色的。
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愈少量的氣溶膠,凝結的水滴會愈大,雲中水滴散射陽光的能力會減少,降雨量則會增加,相反亦然。(圖左是少量氣溶膠把水滴凝結而成的雲;圖右是大量氣溶膠把水滴凝結而成的雲。)

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