第一节为什么云朵大都是白色的
一说到云的颜色，我们总是会不由自主地用洁白来形容它。我们还常常说蓝天白云。可是，为什么我们所看到的天空中的云大多数都是白色的呢？这里面有什么奥秘吗？
其实天空中的云本身是没有颜色的，因为它是由小水滴和空气中的粉尘组成。云的直径要比太阳光的任何一种颜色的光的波长都要长得多，所以发生瑞利散射的情况很少。一部分阳光被反射到空中；一部分发生迈以散射，然后散射的光射到地球，但迈以散射不改变太阳光中任何颜色的光；还有一部分直接穿透水滴之间的缝隙。上述三种情况都对阳光的成分没有影响，所以看上去天空中的云是白色的。
第二节为什么云还有各种颜色
其实我们看见的各种不同颜色的云，都是因为光线的折射所产生的。
云是飘浮在空中的细小水滴，阳光照在小水滴上，小水滴将阳光中的七色光全部反射出来，所以看起来是白色的。细小的水滴越积越厚，阳光不易穿透，所以就有灰色的云；所含的水气多，透光性就比较差，看起来颜色就比较暗；如果含的水气少，透光性就比较好，看起来就比较亮。
黑云产生，云层越厚，阳光更不易穿透，颜色就越深，就越有可能下雨。厚重的水滴到最后撑不住，就往地面降落，就是我们所说的下雨。下完雨后，水滴变小了或没了，所以黑云自然就不见了。
还有就是空气的分子、水汽和杂质，使得光线的短波部分大量散射，而红、橙色的长波部分却散射得不多，因而照射到大气下层时长波光特别是红光占着绝对的多数，这时不仅日出、日落方向的天空是红色的，就连被它照亮的云层底部和边缘也变成红色了。
还有，云的颜色取决于云对阳光产生的折射率、透射率及观察的位置。由于云是属于飘浮于空中的水蒸气或冰晶(依高度不同)，因此对于光线而言，会产生折射的效果，也就是说会使部分的光线无法穿透。所以，如果观察者是位于大片而厚重云层的正下方，那么由于大部分的阳光都已遭到阻隔，因此会觉得云层是黑色的。还有种情况就是，由于云的组成有的是水滴，有的是冰晶，有的是两者混杂在一起的，因而日月光线通过时还会造成各种美丽的光环或虹彩。
但是如果是在云层的外面同时进行观察，会发现此时由于大部分的光线都被反射而没有穿透云层，所以外面看到的厚云反而会特别白。
另外，云里面带有其他化学物质的时候，也会让颜色变深。例如在有空气污染的地方的云，颜色就偏灰黑色。
第三节为什么云会浮在天空
云和雾都是一团从地面上升的水汽，只是云在高空，而雾是在接近地面的地方，有时候当雾被抬高升上去时就变成云了。
在夏天，地面上空气被太阳烤热变轻，就升到高空。热空气一边上升，一边会慢慢冷下来，凝结成大量的小水滴，就形成了一块一块的云。因为这些小水滴都很轻，上升空气会托住它，因此就浮在天空中了。
爬过高山的人们都会有印象，即人站在山下往上看，山腰处白云缭绕；当爬到半山腰时，却不见白云，只见迷雾茫茫；再往往上爬，便是另一番景色，天空阳光四射，只见眼前一片云海。
这种现象告诉人们，云和雾实质上是一样的，只是所处的高度不同而有所不同。
天空中的云时高时低，高的有1万多米，低的只有几十米，甚至跟地面上的雾连成一片。形成云的主要原因，是潮湿空气的上升运动。空气经常由于热力作用、锋面作用或者地形的作用，产生上升运动。由于高处的大气压力比低处小，空气在上升的过程中就逐渐膨胀。空气的体积膨胀是要消耗热量的，而这种热量是取自上升空气的内部，从而降低了它本身的温度。一旦上升空气的温度降到与其露点温度相同时，就会有一部分水汽附着在烟尘微粒上凝结成小水滴。如果凝结高度上的温度在0℃以下，水滴就冻结成冰晶。这些水滴或者小冰晶的体积非常小，它们的横断面直径通常只有千分之几到百分之几厘米，统称为云滴。云滴的体积虽然微小，但它的密度却比空气大800倍。按理在地球引力的作用下，它们应该落到地面上来，但为什么人们所看到的云总是浮在空中呢？
这是因为，一方面空气对云滴有向上的浮力作用，另一方面云滴下落时还受到空气的阻力。这种阻力的大小与云滴大小成正比，与下落的速度成正比。如果云滴开始下落，浮力和阻力就起到阻挡作用。当这两个力的合力与云滴受的重力相等时，它就以不变的速度下落。但是这个下落速度很小，每小时不足2米。同时云滴在下落过程中，因压缩而增温，使云滴由于蒸发又重新变成了水汽。所以，人们从地面看上去，云总是悬浮在天空中的。
第四节云为什么会有不同形状
天上的云总是变化莫测，它们时而像棉花，轻飘飘地随风飘荡，时而又如鱼鳞，一片片整齐地排列。云为什么云会有不同的形状呢？
天上的云虽然千变万化，但如仔细观察，它们依然是有迹可循的。
我们可以把它们分为三大类。
首先是块状的。这类云像棉花和山峰，常常是孤立分散的，云跟云之间有大面积的缝隙，可看到蓝天。它们是由空气对流而形成的。
常常停留在平地、丘陵、田野、森林、江河的上空。由于受热程度不一样，云也有所差别。比如在江河湖泊上空的云就明显比平地上空的云少很多。
如果在夏天，由于太阳光照强，地面强烈增热后，潮湿的空气升得很高，也可能形成像大山那样的浓云，甚至雷雨。
其次是波状的。这类比较典型的是鱼鳞的云。它是由于天空某一层空气冷热不均，发生像海水波浪那样的流动而形成的。
在波浪的波峰，空气上升，水蒸气被带到比较冷的高处，在那儿受冷凝结成云；在波浪凹处，空气下沉，水蒸气在那没有形成云的条件，不会形成云。这样一来，从地面上看，起伏不平的波浪极其美丽。
最后一种像大幕布铺满天空的云便是状层云。这种云是大范围冷暖空气交锋时形成的。暖空气因为比较轻，往往就会顺着冷空气的斜坡向上滑升，水蒸气受冷便会凝结形成云。这种云往往比较厚，而且范围很广，常常产生雨雾天气。
第五节为什么有时乌云聚着而不下雨
这种现象，是由两种原因造成的。
夏季的上午，常见一种顶上圆、底部平、孤立地在空中的云块，称为淡积云（俗名馒头云）。到了中午前后，这些淡积云逐渐发展成为浓厚的、顶部像花菜状的云块，称为浓积云。这时，看起来乌云团聚，其实这种云一般是不会下雨的，充其量最多只能下些小阵雨。
当它进一步发展，成为积雨云时，看起来云顶不再像浓积云那样乌云团聚，但却要下雨了。
另外，有时当积雨云移近本地时，由于前缘有强烈的上升气流，造成了黑云滚滚的气势。这种滚轴状的云，来势虽然很猛，但一般不会下雨；当这种黑云过去（散开）后，猛烈的阵雨才跟着而来。
因此，造成乌云聚着不下雨、散开以后才下雨的现象。农村中流传的天气谚语“乌头风，白头雨”，也是这个意思。
第六节为什么没有云也会下雨
我们常会遇到这种情况，万里无云的晴天突然下起小雨来。这是怎么回事呢？气象专家认为，这是高空气流在起作用。一般情况下，积雨云集中的区域才有可能会出现降雨。但如果这时高空出现一股较强的气流从雨区向别的没有云的地方流动，那么就可能把正准备降落或正在降落的雨滴吹到别的地方去。还有一些时候，积雨云中上升气流特别旺盛，也能把云中的雨滴甩到没有云层的地方，从那里的空中掉下来，形成“无云雨”。
第七节夜雨是怎样形成的
我国四川、云南等地常常出现一种奇怪的天气，就是常常在夜间下雨，到了白天又雨过天晴。这种雨被称为夜雨。
四川盆地多夜雨，主要是因为盆地内空气潮湿，天空多云。云层遮住了部分太阳的辐射，白天云下气温不容易升高，对流不容易发展。夜间云层可以吸收来自地面辐射的热量，然后以回辐射的方式把热量输送给了地面，所以云层对地面就有了保暖的作用，这使夜间云下气温不至于过低。但是云层自身善于辐射散热，它的上层因为辐射散热，温度降低得很快，这就形成了云层上冷下暖的明显温差。因此，上下空气就会发生对流、翻腾，使云层发展，出现了降雨的现象。四川盆地的夜雨，在冷暖空气交锋频繁最多的春季，例如北碚，春季的夜雨率要比夏季高了23％。四川盆地多夜雨，没有影响农民白天的工作，对农业生产是一个有利的条件。
第八节雨后为什么会出现彩虹
彩虹是非常美丽的景观，它为什么总是羞答答地出现在雨后天晴的时候？因为它是由于太阳光照射到空中的小水滴上，发生反射和折射而形成的一种光学现象。一般情况下，雨后的天空总是会残留很多小水滴。当太阳光通过这些小水滴时，就会出现彩虹。我们都知道水对光有色散的作用，不同波长的光的折射率有所不同，所以经过这些反复的反射和折射，往往就会呈现出五彩缤纷的奇妙色彩。彩虹也有色调浓淡的差异，空气里水滴的大小，决定了虹的色彩的鲜艳程度和宽窄。空气中的水滴大，虹就鲜艳，也比较窄；反之，水滴小，虹色就淡，也比较宽。我们面对着太阳是看不到彩虹的，只有背着太阳才能看到彩虹。所以早晨的彩虹出现在西方，黄昏的彩虹总在东方出现。虹的出现与当时的天气变化相联系，我们从虹出现在天空中的位置，可以推测晴天或雨天。
彩虹还有副虹，即在它的外围看起来稍稍淡一些的彩带，我们叫它“霓”。
第九节每一朵云都会下雨吗
我们知道雨是从云转化而来的，那是不是所有的云都会下雨呢？
答案当然是否定的。天上的云，换句话说只不过是一团密集的雾。
云雾是水蒸气遇热升腾又遇冷凝结后的现象，这些云雾里凝结住了无数细小的水滴。
如果一团云雾中的所有水遇到一股温暖的空气，这时会发生什么现象呢？水又蒸发了，原来的那团云雾也就随之消失了。这是因为气温高低的变化，水滴存在的方式也极不稳定。于是，云总是不断地变换形状，云中的水分也在不断地由气体到液体变来变去。
还有另外一种现象，就是云中的水滴已经饱和，并且已经开始掉落，但是在下降的过程当中又遇到比较暖的气层，这些暖气又再一次使它们蒸发，这就是不降雨的云。
第十节怎样判断冰雹云
冰雹是非常严重的自然灾害，一场雹灾往往给农牧业生产造成严重的损失。因此，如何识别、判断冰雹云，对于防雹工作很有实际指导价值。
冰雹云一般很厚，可以厚到十几千米。云顶温度很低，可达－40℃。云滴很小，水又纯净，若是大的水滴，在低温下很容易冻结，形成透明的冰球。种种低温区还会产生一些冰晶。冰雹云中气流很强，分布又不均匀。在上升气流里，小的雹块落速很小，气流拖着它向上运动，同时不断碰撞使云滴长大。当雹块很大，落速超过气流上升速度时，它就停止上升而降落了，同时继续长大，通过复杂多样的过程，大大小小的冰雹在云中形成了，并降落到地面。
对于冰雹云，我们可以采用目测的方法来判断。冰雹云的内部搅动很剧烈，云体上下翻滚，颜色也黑中透黄橙红，呈赭色的云的边缘和底部发黄，而且冰雹云内放电现象频繁，且多横闪。当然，除了用传统的方法，还可以用科技的手段。探测冰雹云的仪器设备有闪电计数器、光电测定仪和雷达等。
第十一节为什么天上会下“怪雨”
你们是否见过从天上掉下来满地的鱼？对，我没有说错，是鱼，而不是雨。这很难以置信，但是，这样的事却真实存在。在印度就曾经出现过这样一次轰动极大的怪雨。后来在法国，也出现类似的情况，电闪雷鸣之间，在灰暗的天空中竟然出人意料地有无数只青蛙从天而降，跌落在地上。除了天降过“鱼雨”、“青蛙雨”以外，还从天上降下过“螃蟹雨”、“麻雀雨”等怪雨。
这些怪雨究竟是什么原因造成的呢？其实几乎都是龙卷风搞的鬼。这是龙卷风将鱼、蛙、谷、麦等从江河湖海或陆地吸上天空，而后降落地面所致。如1940年，苏联某地一场“银币雨”从天而降，起因是龙卷风将一座掘开的古墓中的几千枚银币卷入空中，而后随暴雨落地所致。但有些怪雨与龙卷风无关。如1608年法国某小城落下了一场“血雨”，究其原因，是由于大西洋的气旋从北非沙漠地带带来的微红色尘土在空中与雨滴混合后落地而成。1963年6月，我国东北小兴安岭曾降过一场“黄雨”，起因是林海中红松的黄色花粉飘散在林区上空，附在雨滴上降落于地面。1979年3月，湖南凤凰县降下一场“黑雨”，原因是工矿企业将大量各种金属微粒排入大气与雨混合而成。
与怪雨类似的自然现象还有奇雹。1979年4月，湖北江陵县降落一场冰雹，雹中包裹着许多小虫子。1894年5月，美国的博文纳下了一场大冰雹，其中一个直径达20厘米的大雹中包着一只乌龟。
更有甚者，西伯利亚的一次降雹中，天上突然落下一个约一百千克重的巨雹，雹心竟是一个全副武装的伞兵。其实，奇雹也不奇。虫雹、龟雹是由于强大旋风将地面上的虫和乌龟卷入云中后充当了“义务”冰雹核所致；而人雹则是伞兵跳下飞机后恰遇高空急流，被带进冰雹云中变成雹核，上下翻腾冻结落地而成。
