随便抬头看看天空，你可能会看到不同形状的云——有些像棉花糖，有些细长如羽毛，有些高耸入云。但是什么赋予了云朵独特的模样呢？答案在于多种因素的组合。
要理解云朵的形状是如何形成的，首先需要了解它们是如何生成的。当空气上升并冷却时，它携带的水蒸气会凝结成微小的水滴或冰晶。如果这些粒子聚集得足够多，就会形成可见的云。
科学家通常根据云的形状和在天空中的高度，将云分为十种基本类型。例如，积云（拉丁语意为“堆”）形似一堆棉花球，而层云（意为“层”）则像毯子一样铺展开来，卷云（拉丁语意为“头发”）则看起来像羽毛。这些基本名称可以组合起来描述更复杂的云类型，例如卷积云。前缀“高”（意为“高”）有助于区分中层云与其低层对应物（例如高层云与层云）。
云朵距离地面的远近对其外观有很大影响。随着海拔升高，气温会降低，因此靠近地面的云朵主要由水滴组成，而高空的云朵则倾向于由冰晶组成。中层云通常包含两者的混合物。这种成分的差异会影响云朵的外观：以水为主的云，如积云，边缘清晰，外观实心；而冰晶云，如卷云，通常更透明、更分散。
空气的运动也会影响云的形状。当温暖湿润的空气上升——这个过程称为对流——它会冷却并凝结，形成云。但在这个过程中会发生一件有趣的事情：随着水蒸气的凝结，它会释放热量，从而加热周围的空气。温暖的空气变得比周围较冷的空气密度小，因此浮力更大。这种增加的浮力会导致空气团上升得更快。
“这些上升气流与波浪状的结构有关，形成了许多人想到云时脑海中浮现的积状云，”德国汉堡马克斯·普朗克气象学研究所的气候科学家兼所长 Bjorn Stevens 告诉《流行科学》。如果地表附近的空气温暖潮湿，但高处却非常寒冷，那么晴朗的积云可能会迅速发展成高耸的积雨云——那种会带来雷暴的云。
以其纤细、羽毛状的外观而闻名的卷云，其形状是由大气层中的强风塑造的。这些风作用于构成卷云的冰晶，将它们扭曲并散开成精致的细丝。
“形状也很大程度上取决于光线，”Stevens补充道。他解释说，云是“一种分散体”，这意味着它们是由无数悬浮在空气中的粒子组成的——更像雾而不是固体。“它们没有清晰的起点或终点，”他说。我们感知到的云的边缘实际上是阳光在云内部的液滴或冰晶上散射的地方。有时这种散射发生在云的表面附近，而有时则来自雾的内部更深处，这就是为什么云的边界常常显得模糊或不断变化。
一个区域的物理特征，即“地形”，也会影响云的形状。在《The Conversation》上发表的一篇文章中，纽约州立大学奥尔巴尼分校大气与环境科学系的讲师 Ross Lazear 解释了空气流过山脉时如何引发大气中的涟漪，就像岩石扰动溪流中的水一样，从而形成像飞碟一样的荚状云。
每朵云的形状都有其原因。对于气象学家来说，这些形状不仅仅引人入胜——它们是预测未来天气的有价值线索。
这个故事是《流行科学》“有问必答系列”的一部分，我们在此解答你从普通到奇特、最不可思议、最烧脑的问题。有什么一直想知道的吗？问我们吧。
