大气研究大学联盟合作运行气象学、教育和培训计划（COMET）的高级气象学家道格拉斯·韦斯利解释说
图片：罗恩·霍勒，伊利诺伊大学云图目录 漂浮的云朵。我们看到的云朵中的水和冰粒子太小了，无法感受到重力的影响。因此，云朵看起来像是漂浮在空气中。 |
云主要由细小的水滴组成，如果足够冷，则由冰晶组成。你看到的大多数云都包含太小而没有任何明显下降速度的液滴和/或晶体。因此，这些粒子继续与周围的空气一起漂浮。为了更贴近地面的类比，可以想象一下微小的灰尘颗粒，当对着一束阳光观察时，它们似乎漂浮在空气中。
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事实上，典型水滴中心到边缘的距离——其半径——范围从几微米（千分之一毫米）到几十微米（冰晶通常稍大一些）。任何物体下落的速度都与其质量和表面积有关——这就是为什么羽毛比相同重量的鹅卵石下落得慢。对于大致呈球形的粒子，质量与半径的立方（r3）成正比；这种粒子朝下的表面积与半径的平方（r2）成正比。因此，随着微小水滴的增大，其质量变得比其形状更重要，液滴下落得更快。即使半径为 100 微米的大液滴，其下降速度也仅为每秒约 27 厘米（cm/s）。而且由于冰晶具有更不规则的形状，它们的下降速度相对较小。
大气中的上升垂直运动，或称上升气流，也通过抵消云粒子微小的下降速度，促成了云朵的漂浮外观。云通常在向上移动的空气中形成、生存和增长。上升的空气随着压力的减小而膨胀，膨胀到稀薄的高空空气中会导致冷却。足够的冷却最终使水蒸气凝结，这有助于云的生存和增长。层状云（产生稳定降雨的云）通常在具有广泛但微弱上升运动（例如，几厘米/秒）的环境中形成；对流云（引起阵雨和雷暴的云）与超过每秒几米的上升气流有关。然而，在这两种情况下，大气上升都足以抵消云粒子微小的下降速度。
另一种说明云相对轻盈的方法是将云的总质量与云所在空气的质量进行比较。考虑一朵假设的但典型的位于 10,000 英尺高度的小云，它包含一立方千米，液态水含量为每立方米 1.0 克。云粒子的总质量约为 100 万公斤，大致相当于 500 辆汽车的重量。但是同一立方千米空气的总质量约为 10 亿公斤——比液态水重 1000 倍！
因此，即使典型的云确实含有大量的水，这些水也以微小水滴或晶体的形式分散在数英里范围内，这些水滴或晶体非常小，以至于重力对它们的影响可以忽略不计。因此，从我们在地面的有利位置来看，云似乎漂浮在天空中。
最初答案发布于 1999 年 5 月 31 日