带你了解边缘云到底是什么云？

2022-09-30 15:09:20乍一看，云计算和边缘计算似乎是不兼容的。云计算更像是一个巨大的集中式发电站，而边缘计算则是分布在靠近用户的地方。尽管这看起来不一致，但云计算和边缘计算配合得很好。二者可以增强彼此的能力，并在大量应用程序中提高用户性能，这种协作被称为边缘云计算。

近年来，随着新一轮科技革命和产业变革深入发展，推动着数字经济时代的全面开启，算力已成为产业发展重要的核心竞争力。作为主流的先进计算模式，云计算在过去十余年间凭借着服务按需化、按需服务等特性，成为诸多企业数字化转型的选择。

然而，随着5G、物联网等技术的飞速发展，可穿戴设备、机器人等终端设备数量迅速增加，同时终端设备所产生的数据量也呈指数级增长，这对数据处理的时效性、可靠性提出了更高的要求可靠性提出了更高的要求，推动着云计算服务不断向着边缘扩展，由此产生了边缘云的概念。

什么是边缘云？

根据《边缘云计算技术与标准化白皮书》给出的定义，边缘云是基于云计算技术的核心和边缘计算的能力，构筑在边缘基础设施之上的云计算平台。形成边缘位置的计算、网络、存储、安全等能力全面的弹性云平台，并与中心云和物联网终端形成“云边端三体协同”的端到端的技术架构，通过将网络转发、存储、计算，智能化数据分析等工作放在边缘处理，降低响应时延、减轻云端压力、降低带宽成本，并供全网调度、算力分发等云服务。

边缘云的诸多优势为用户带来了许多便利，其社会需求和市场空间无疑是非常巨大，具体来看：

产品不断涌现

值得一提的是，目前，已有诸多云服务提供商打造出了自家的边缘云产品。例如，阿里云IoT推出的IoT？Link？Rack，集成了物联网平台(Link？Platform)、物联网边缘计算(Link？IoT？Edge)、物联网络管理(Link？WAN)、IoT设备身份认证(Link？ID2)和IoT安全运营中心(Link？SOC)共5款云产品的软硬一体机柜，提供安全可靠的数据计算能力，可供本地处理设备数据，减少上传云端的成本；

腾讯云物联网边缘计算平台(IECP)能够快速地将腾讯云存储、大数据、人工智能、安全等云端计算能力扩展至距离IoT设备数据源头最近的边缘节点，帮助用户在本地的计算硬件上，创建可以连接IoT设备，转发、存储、分析设备数据的本地边缘计算节点；

百度智能云智能边缘(BIE)将云计算能力拓展至用户现场，可以提供临时离线、低延时的计算服务，包括消息规则、函数计算、AI推断。智能边缘配合百度智能云，形成“云管理，端计算”的端云一体解决方案；

华为云智能边缘平台(IEF)是基于云原生技术构建的边云协同操作系统，可运行在多种边缘设备上，将人工智能、物联网及数据分析等智能应用以轻量化的方式从云端部署到边缘，满足用户对智能应用边云协同的业务诉求；

浪潮云行·边缘云产品(IEC)以软硬一体的方式在客户近场端提供边缘云计算、物联网、视频感知、人工智能等云服务能力，为智慧社区、工业互联网、基层治理等场景提供完整边缘感知、多层认知的边缘云解决方案。

根据信通院发布的调研数据显示，2020年计划使用边缘计算的中国企业比例达53.8%，企业的业务形态不断变化，应用架构也在从原来的单点部署，到集群部署、云中心部署，并演进到目前的云边混合部署模式。另据艾瑞咨询发布的《中国边缘云计算行业展望报告(2021年)》预测，2025年整体我国边缘云规模将达到550亿元，预计2030年市场规模将接近2500亿元。

可以肯定的是，随着边缘云技术的不断成熟，将有越来越多的边缘云产品出现，覆盖的场景也将越来越广。

写在最后：

当前，我们正在快速进入数字经济时代，边缘云市场迎来了新的发展机遇期，未来竞争也将更加激烈。当然，目前的边缘云市场依旧是一片蓝海，至于谁能在该市场拔得头筹？就让我们一起拭目以待吧。

云一般有多少种？

成因分类云形成于当潮湿空气上升并遇冷时的区域。 这可能发生在： ①锋面云，锋面上暖气团抬升成云。 ②地形云，当空气沿着正地形上升时。 ③平流云，当气团经过一个较冷的下垫面时，例如一个冷的水体。 ④对流云，因为空气对流运动而产生的云。 ⑤气旋云，因为气旋中心气流上升而产生的云。 形态分类[云类和高度比]云类和高度比简单来说，云主要有三种形态：一大团的积云、一大片的层云和纤维状的卷云。 而科学上云的分类最早是由法国博物学家让-巴普蒂斯特·拉马克（Jean Lamarck）于1801年提出的。 1929年，国际气象组织以英国科学家路克·何华特（Luke Howard）于1803年制定的分类法为基础，按云的形状、组成、形成原因等把云分为十大云属。 而这十大云属则可按其云底高度把它们划入三个云族：高云族、中云族、低云族。 另一种分法则将积雨云从低云族中分出，称为直展云族。 这里使用的云底高度仅适用于中纬度地区。 （除英美等国外，世气组织与各国一般采用国际单位制。 ） 一、高云族 高云形成于6000m以上高空，对流层较冷的部份。 分三属，都是卷云类的。 在这高度的水都会凝固结晶，所以这族的云都是由冰晶体所组成的。 高云一般呈纤维状，薄薄的并多数会透明。 ●卷云（Ci，Cirrus） 具有丝缕状结构，柔丝般光泽，分离散乱的云。 云体通常白色无暗影，呈丝条状、羽毛状、马尾状、钩状、团簇状、片状、砧状等。 卷云见晕的机会比较少，即使出现，晕也不完整。 我国北方和西部高原地区，冬季卷云有时会下零星的雪。 日出之前，日落以后，在阳光反射下，卷云常呈鲜明的黄色或橙色。 我国北方和西部高原地区严寒季节，有时会遇见一种高度不高的云，外形似层积云，但却具有丝缕结构、柔丝般光泽的特征，有时还有晕，此应记为卷云。 如无卷云特征，则应记为层积云。 卷云又分成4类： ① 毛卷云（Ci fil）：纤细分散的云，呈丝条、羽毛、马尾状。 有时即使聚合成较长并具一定宽度的丝条，但整个丝缕结构和柔丝般的光泽仍十分明显。 ② 密卷云（Ci dens）： 较厚的、成片的卷云，中部有时有暗影，但边缘部分卷云的特征仍很明显。 ③ 钩卷云（Ci unc）：形状好象逗点符号，云丝向上的一头有小簇或小钩。 ④ 伪卷云（Ci not）：由鬃积雨云顶部脱离母体而成。 云体较大而厚密，有时似砧状。 ●卷积云（Cc，Cirrocumulus） 似鳞片或球状细小云块组成的云片或云层，常排列成行或成群，很象轻风吹过水面所引起的小波纹。 白色无暗影，有柔丝般光泽。 卷积云可由卷云、卷层云演变而成。 有时高积云也可演变为卷积云。 整层高积云的边缘，有时有小的高积云块，形态和卷积云颇相似，但不要误认为卷积云。 只有符合下列条件中的一个或以上的，才能算做卷积云。 ① 和卷云或卷层云之间有明显的联系。 ② 从卷云或卷层云演变而成。 ③ 确有卷云的柔丝泽和丝缕状特点。 ●卷层云（Cs，Cirrostratus） 白色透明的云幕，日、月透过云幕时轮廓分明，地物有影，常有晕环。 有时云的组织薄得几乎看不出来，只使天空呈乳白色；有时丝缕结构隐约可辨，好象乱丝一般。 我国北方和西部高原地区，冬季卷层云可以有少量降雪。 厚的卷层云易与薄的高层云相混。 如日月轮廓分明，地物有影或有晕，或有丝缕结构为卷层云；如只辨日、月位置，地物无影，也无晕，为高层云。 卷层云又可分成2类：① 薄幕卷层云（Cs nebu）：均匀的云幕，有时薄得几乎看不见，只因有晕，才证明其存在；云幕较厚时，也看不出什么明显的结构，只是日月轮廓仍清楚可见，有晕，地物有影。 ② 毛卷层云（Cs fil）：白色丝缕结构明显，云体厚薄不很均匀的卷层云。 二、中云族 中云于2500m至6000m的高空形成。 它们是由过度冷冻的小水点组成。 ●高积云（Ac，Altocumulus） 高积云的云块较小，轮廓分明，常呈扁圆形、瓦块状、鱼鳞片，或是水波状的密集云条。 成群、成行、成波状排列。 大多数云块的视宽度角在1-5°。 有时可出现在两个或几个高度上。 薄的云块呈白色，厚的云块呈暗灰色。 在薄的高积云上，常有环绕日月的虹彩，或颜色为外红内蓝的华环。 高积云都可与高层云、层积云、卷积云相互演变。 高积云又可分成6类： ① 透光高积云（Ac tra）：云块的颜色从洁白到深灰都有，厚度变化也大，就是同一云层，各部分也可能有些差别。 云层中个体明显，一般排列相当规则，但是各部分透明度是不同的。 云缝中可见青天，即使没有云缝，云层薄的部分，也比较明亮。 ② 蔽光高积云（Ac op）：连续的高积云层，至少大部分云层都没有什么间隙，云块深暗而不规则。 因为云层的厚度厚，个体密集，几乎完全不透光，但是云底云块个体依然可以分辨得出。 ③ 荚状高积云（Ac lent）：高积云分散在天空，成椭圆形或豆荚状，轮廓分明，云块不断地变化着。 ④ 积云性高积云（Ac cug）：这种高积云由积雨云、浓积云延展而成。 在初生成的阶段，类似蔽光高积云。 ⑤ 絮状高积云（Ac flo）：类似小块积云的团簇，没有底边，个体破碎如棉絮团，多呈白色。 ⑥ 堡状高积云（Ac cast）：垂直发展的积云形的云块，远看并列在一线上，有一共同的水平底边，顶部凸起明显，好象城堡。 云块比堡状层积云小。 ●高层云（As，Altostratus） 带有条纹或纤缕结构的云幕，有时较均匀，颜色灰白或灰色，有时微带蓝色。 云层较薄部分，可以看到昏暗不清的日月轮廓，看去好象隔了一层毛玻璃。 厚的高层云，则底部比较阴暗，看不到日月。 由于云层厚度不一，各部分明暗程度也就不同，但是云底没有显著的起伏。 高层云可降连续或间歇性的雨、雪。 若有少数雨（雪）幡下垂时，云底的条纹结构仍可分辨。 高层云常由卷层云变厚或雨层云变薄而成。 有时也可由蔽光高积云演变而成。 在我国南方有时积雨云上部或中部延展，也能形成高层云，但持续时间不长。 高层云又可分成2类： ① 透光高层云（As tra）：较薄而均匀的云层，呈灰白色。 透过云层，日月轮廓模糊，好象隔了一层毛玻璃，地面物体没有影子。 ② 蔽光高层云（As op）：云层较厚，且厚度变化较大。 厚的部分隔着云层看不见日月；薄的部分比较明亮一些，还可以看出纤缕结构。 呈灰色，有时微带蓝色。 三、低云族 低云是在2500m以下的大气中形成。 当中包括浓密灰暗的层云、层积云（不连续的层云）和浓密灰暗兼带雨的雨层云。 层云接地就被称为雾。 ●雨层云（Ns，Nimbostratus） 厚而均匀的降水云层，完全遮蔽日月，呈暗灰色，布满全天，常有连续性降水。 如因降水不及地在云底形成雨（雪）幡时，云底显得混乱，没有明确的界限。 雨层云多数由高层云变成，有时也可由蔽光高积云、蔽光层积云演变而成。 雨层云又可分成2类： ① 雨层云（Ns）：云体均匀成层，布满全天，完全遮蔽日、月，呈暗灰色，云底常伴有碎雨云，降连续性雨雪。 ② 碎雨云（Fn）：低而破碎的云，灰色或暗灰色。 不断滋生，形状多变，移动快。 最初是各自孤立分离的，后来可渐并合。 常出现在降水时或降水前后的降水云层之下。 ●层积云（Sc，Stratocumulus） 团块、薄片或条形云组成的云群或云层，常成行、成群或波状排列。 云块个体都相当大，其视宽度角多数大于5°（相当于一臂距离处三指的视宽度）。 云层有时满布全天，有时分布稀疏，常呈灰色、灰白色，常有若干部分比较阴暗。 层积云有时可降雨、雪，通常量较小。 层积云除直接生成外，也可由高积云、层云、雨层云演变而来，或由积云、积雨云扩展或平衍而成。 层积云又可分成5类： ① 透光层积云（Sc tra）：云层厚度变化很大，云块之间有明显的缝隙；即使无缝隙，大部分云块边缘也比较明亮。 ② 蔽光层积云(Sc op)：阴暗的大条形云轴或团块组成的连续云层，无缝隙，云层底部有明显的起伏。 有时不一定满布全天。 ③ 积云性层积云(Sc cug)：由积云、积雨云因上面有稳定气层而扩展或云顶下塌平衍而成的层积云。 多呈灰色条状，顶部常有积云特征。 在傍晚，积云性层积云有时也可以不经过积云阶段直接形成。 ④ 堡状层积云(Sc cast)：垂直发展的积云形的云块，并列在一线上，有一个共同的底边，顶部凸起明显，远处看去好象城堡。 ⑤ 荚状层积云（Sc lent）：中间厚、边缘薄，形似豆荚、梭子状的云条。 个体分明，分离散处。 ●层云（St，Stratus） 低而均匀的云层，象雾，但不接地，呈灰色或灰白色。 层云除直接生成外，也可由雾层缓慢抬升或由层积云演变而来。 可降毛毛雨或米雪。 层云又可分成2类： ① 层云（St）：低而均匀的云层，象雾，但不接地，呈灰色或灰白色。 ② 碎层云（Fs）：不规则的松散碎片，形状多变，呈灰色或灰白色。 由层云分裂或由雾抬升而成。 山地的碎层云早晚也可直接生成。 四、直展云族 直展云有非常强的上升气流，所以它们可以一直从底部长到更高处。 带有大量降雨和雷暴的积雨云就可以从接近地面的高度开始，然后一直发展到尺的高空。 在积雨云的底部，当下降中较冷的空气与上升中较暖的空气相遇就会形成像一个个小袋的乳状云。 薄薄的幞状云则会在积雨云膨胀时于其顶部形成。 ●积云（Cu，Cumulus） 垂直向上发展的、顶部呈圆弧形或圆拱形重叠凸起，而底部几乎是水平的云块。 云体边界分明。 如果积云和太阳处在相反的位置上，云的中部比隆起的边缘要明亮；反之，如果处在同一侧，云的中部显得黝黑但边缘带着鲜明的金黄色；如果光从旁边照映着积云，云体明暗就特别明显。 积云是由气块上升、水汽凝结而成。 积云又可分成3类： ① 淡积云（Cu hum）：扁平的积云，垂直发展不盛，水平宽度大于垂直厚度。 在阳光下呈白色，厚的云块中部有淡影，晴天常见。 ② 碎积云（Fc）：破碎的不规则的积云块（片），个体不大，形状多变。 ③ 浓积云（Cu cong）：浓厚的积云，顶部呈重叠的圆弧形凸起，很象花椰菜；垂直发展旺盛时，个体臃肿、高耸，在阳光下边缘白而明亮。 有时可产生阵性降水。 ●积雨云（Cb，Cumulonimbus） 云体浓厚庞大，垂直发展极盛，远看很象耸立的高山。 云顶由冰晶组成，有白色毛丝般光泽的丝缕结构，常呈铁砧状或马鬃状。 云底阴暗混乱，起伏明显，有时呈悬球状结构。 积雨云常产生雷暴、阵雨（雪），或有雨（雪）幡下垂。 有时产生飑或降冰雹。 云底偶有龙卷产生。 积雨云又可分成2类： ① 秃积雨云（Cb calv）：浓积云发展到鬃积雨云的过渡阶段，花椰菜形的轮廓渐渐变得模糊，顶部开始冻结，形成白色毛丝般的冰晶结构。 秃积雨云存在的时间一般比较短。 ② 鬃积雨云（Cb cap）：积雨云发展的成熟阶段，云顶有明显的白色毛丝般的冰晶结构，多呈马鬃状或砧状。 五、其他 凝结尾迹是指当喷射飞机在高空划过时所形成的细长而稀薄的云。 夜光云非常罕见，它形成于大气层的中间层，只能在高纬度地区看到。 云与天气民间早就认识到可以通过观云来预测天气变化。 1802年，英国博物学家卢克·霍华德提出了著名的云的分类法，是观云测天气更加准确。 霍华德将云分为三类：积云、层云和卷云。 这三类云加上表示高度的词和表示降雨的词，产生了十种云的基本类型。 根据这些云相，人们掌握了一些比较可靠的预测未来12个小时天气变化的经验。 比如：绒毛状的积云如果分布非常分散，可表示为好天气，但是如果云块扩大或有新的发展，则意味着会突降暴雨。 最轻盈、站得最高的云，叫卷云。 这种云很薄，阳光可以透过云层照到地面，房屋和树木的光与影依然很清晰。 卷云丝丝缕缕地飘浮着，有时像一片白色的羽毛，有时像一缕洁白的绫纱。 如果卷云成群成行地排列在空中，好像微风吹过水面引起的鳞波，这就成了卷积云。 卷云和卷积云都很高，那里水分少，它们一般不会带来雨雪。 还有一种像棉花团似的白云，叫积云。 它们常在两千米左右的天空，一朵朵分散着，映着灿烂的阳光，云块四周散发出金黄的光辉。 积云都在上午出现，午后最多，傍晚渐渐消散。 在晴天，我们还会偶见一种高积云。 高积云是成群的扁球状的云块，排列很匀称，云块间露出碧蓝的天幕，远远望去，就像草原上雪白的羊群。 卷云、卷积云、积云和高积云，都是很美丽的。 当那连绵的雨雪将要来临的时候，卷云在聚集着，天空渐渐出现一层薄云，仿佛蒙上了白色的绸幕。 这种云叫卷层云。 卷层云慢慢地向前推进，天气就将转阴。 接着，云层越来越低，越来越厚，隔了云看太阳或月亮，就像隔了一层毛玻璃，朦胧不清。 这时卷层云已经改名换姓，该叫它高层云了。 出现了高层云，往往在几个钟头内便要下雨或者下雪。 最后，云压得更低，变得更厚，太阳和月亮都躲藏了起来，天空被暗灰色的云块密密层层地布满了。 这种云叫雨层云。 雨层云一形成，连绵不断的雨雪也就降临了。 夏天，雷雨到来之前，在天空先会看到淡积云。 淡积云如果迅速地向上凸起，形成高大的云山，群峰争奇，耸入天顶，就发展成浓积云。 当云顶由冰晶组成，有白色毛丝般光泽的丝缕结构，常呈铁砧状或马鬃状，就变成了积雨云。 积雨云越长越高，云底慢慢变黑，云峰渐渐模糊，不一会，整座云山崩塌了，乌云弥漫了天空，顷刻间，雷声隆隆，电光闪闪，马上就会哗啦哗啦地下起暴雨，有时竟会带来冰雹或者龙卷风。 我们还可以根据云上的光彩现象，推测天气的情况。 在太阳和月亮的周围，有时会出现一种美丽的七彩光圈，里层是红色的，外层是紫色的。 这种光圈叫做晕。 日晕和月晕常常产生在卷层云上，卷层云后面的大片高层云和雨层云，是大风雨的征兆。 所以有“日晕三更雨，月晕午时风”的说法。 说明出现卷层云，并且伴有晕，天气就会变坏。 另有一种比晕小的彩色光环，叫做“华”。 颜色的排列是里紫外红，跟晕刚好相反。 日华和月华大多产生在高积云的边缘部分。 华环由小变大，天气趋向晴好。 华环由大变小，天气可能转为阴雨。 夏天，雨过天晴，太阳对面的云幕上，常会挂上一条彩色的圆弧，这就是虹。 人们常说：“东虹轰隆西虹雨。 ”意思是说，虹在东方，就有雷无雨；虹在西方，将有大雨。 还有一种云彩常出现在清晨或傍晚。 太阳照到天空，使云层变成红色，这种云彩叫做霞。 朝霞在西，表明阴雨天气在向我们进袭；晚霞在东，表示最近几天里天气晴朗。 所以有“朝霞不出门，晚霞行千里”的谚语。 云与气候云吸收从地面散发的热量，并将其反射回地面，这有助于使地球保温。 但是云同时也将太阳光直接反射回太空，这样便有降温作用。 哪种作用占上风取决于云的形状和位置。

白云为什么会变成乌云、黑云、红云？

天空有各种不同颜色的云，我们所见到的各种云的厚薄相差很大，厚度可达七八公里，薄的只有几十米。 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。 有时云层薄得几乎看不出来，但只要发现在日月附近有一个或几个大光环，仍然可以断定有云，这种云叫做“薄幕卷层云”。 孤立的积状云，因云层比较厚，向阳的一面，光线几乎全部反射出来，因而看来是白色的；而背光的一面以及它的底部，光线就不容易透射过来，看起来比较灰黑。 日出和日落时，由于太阳光线是斜射过来的，穿过很厚的大气层，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。 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。 白云为什么是白色，乌云为什么是黑色？天空为什么是蓝色，太阳为什么是红色散射有瑞利散射、丁铎尔散射、喇曼散射之分。 “蓝天”、“红日”问题属于瑞利散射类，散射中心是气体分子，其尺寸比光波的波长小三个量级。 . ~8 “白云”、“乌云”问题属于丁铎尔散射类，散射中心是透明的液滴，其尺寸多半在微米与亚毫米之间，即与光波的波长相近，或是比后者大1～2个量级太阳的本色既不是红色，又不是绿色，而是白色。 维恩定律是揭示黑体辐射谱中最强的单色成分与温度之间的对应关系，而不是说多色光引起的色觉由最强的单色成分决定。 “白”是多色光的综合效果，是视觉效果。 视觉意义上的多色光的“色”是属于主观的感觉，它与纯客观的单色光的“色”之间没有必然的联系。 彩电屏幕能显示黄、橙、紫等种“视觉单色”，但这些色中实际上完全不含黄、橙、紫的单色成分，它们都是由红、蓝、绿三种单色成分按适当的比例配成的具有单色视觉效果的 “三色光”。 瑞利定律（散射光强度反比于波长的四次方）是专对分子散射而言的。 利用瑞利定律不难证明：白光受散射后，散射光中的蓝光（～0.45μm左右）的强度是红光（～0.65μm左右）的4～6倍。 白天除了早晨和黄昏时分以外，人们视野内的大气基本上是受到白光的照射。 晴天来自天空的光都是空气分子的散射光，其中蓝、靛、紫成分占80%左右。 靛、紫两种成分在太阳光中占的比例本来就不大，因而天空呈现蓝色。 从上午8时至下午4时，太阳的直射光中遭到散射的部分是微不足道的。 如果有哪个傻瓜愿意用肉眼直接看太阳，那么他看到的就一定是白色圆盘，不可能是 “红太阳”。 但是在日出和日落之时，人们看到的太阳确实是红色的，这是因为此时的直射光线要在几乎与地面相切的方向上长距离地穿过稠密的大气层，直射光中的每一种单色成分都按指数律衰减，短波成分迅速消逝了，最终自然是红光占绝对优势。 尽管日出和日落之时的直射光是红色的，但夕阳斜照下的白色墙壁不是呈现红色，而是呈现橙黄色。 这是因为，墙壁不仅接受到红色的直射光，还接受到来自天空的散射光。 这时的大气和云朵不是对白光进行散射，而是对已被浓密的大气过滤过的以黄橙为主的直射光进行散射。 散射光的光源亮度虽远不及直射光的光源，但其面积远大于直射光的光源。 白云和乌云都是由小水滴组成的。 瑞利定律对小水滴不适用，因为该定律是以气体分子的二次发射为依据的，而小水滴是比纳米粒子还要大的无色透明的球透镜。 它的所谓“散射光”实际上是反射光以及经过几次折射后的透射光。 白云和乌云在“含水量”方面会有些差别，但“含水量”的提法是有点含糊的，词不达意。 它可以被理解为整个云朵的含水量，也可以被理解为单个水滴的含水量。 这两种理解都有一定根据。 乌云能布满整个天空，白云却做不到。 由此可见，就总趋势来说，乌云的含水量一般大于白云。 但是，天空里的一丝云既可以是白云又可以是乌云，大片的云也有“白”、“乌”两种可能性，夏日巨大的白云团能在一瞬间变成翻滚的乌云团，这就不能用含水量来解释了。 如果“含水量”是指“单个水滴的含水量”，那就准确了。 ; ^4 E9 ?$ H; ~从云的形成过程来看，乌云如果不是从别处飘来的，那就必定是由白云变来的。 白云则不同，它除了可以从别处飘来或是由乌云变来以外，还可以在万里晴空的背景上突然“创生”。 我在研究太阳能问题期间曾非常留意天空中云情的变化，多次看到，蓝天背景能在我目不转睛的几分钟里由蓝色变成粉蓝色，再变成边缘模糊的淡淡的白云片以至变成有清晰边缘的白云朵。 从未见过乌云能从蓝天背景上突然冒出来。 我还注意到：白云变成乌云多半是在雨前，乌云变成白云多半是在雨后。 对此类现象的解释是：夏日地表水在烈日下迅速蒸发，使空气湿度越来越大；高空的温度低于地表温度，因而水蒸气首先在高空到达饱和状态和过饱和状态；高空总会有一些灰尘，成为凝聚中心，使饱和蒸汽和过饱和蒸汽凝成细小的雾滴；雾滴足够密集时，就成为肉眼可见的白云；雾滴越来越大，白云就变成为乌云；乌云中的水滴继续变大，就变成雨滴；雨后空气的湿度变小，水蒸气重新回到不饱和的状态，乌云中的小水滴开始蒸发，体积越来越小，这样就使乌云变成白云；白云中的雾滴继续不断地蒸发，一旦全部汽化，白云就消失了，重新露出青天。 白云为何“白”？乌云为何“乌”？夏日白云团在一瞬间变成乌云团的例子最能说明问题。 在这种突变中，总水量基本上未变，太阳光的投射角也基本上未变，显眼的变化是“由白变乌”。 这种事情总是发生在雷雨即将到来之时，这就表明“由白变乌”是水滴“由小变大”的结果。 乌云并不是无亮度的“黑云”，而是有亮度的，并且其散射光实际上也还是白光，与白云的散射光在光谱方面没有差别，这是因为大水滴和小水滴对于可见光来说都是无色透明球透镜，散射光的颜色由入射光的颜色决定。 一旦明确了这一点，我们就能利用“亮度”来对白云和乌云作定量的比较。 `就单个水滴来说，散射光在特定方向上的通量与入射光的通量之比应当是一个常数，与水滴的大小无关。 但就整个云团来说，散射光的总通量与入射光的总通量之比就不是常数了。 单个水滴的散射截面正比于线度的平方，体积和质量正比于线度的立方。 这就意味着：在云团总质量和总体积不变的情况下，如果水滴的半径增大一倍，那么单个水滴的散射截面就应当扩大为原来的 4倍，而水滴总数则缩小为原来的 1/8，意味着总散射截面是原先的一半。 由此可见，如果白云团中的水滴是属于微米级，乌云云团中的水滴是属于亚毫米级（即100微米）,那么白云的亮度就应当是乌云的100倍。

天上的云为什么会有黑白两种呢

天空有各种不同颜色的云，有的洁白如絮，有的是乌黑一块，有的是灰蒙蒙一片，有的发出红色和紫色的光彩。 这不同颜色的云究竟是怎么形成的呢？我们所见到的各种云的厚薄相差很大，厚度可达七八公里，薄的只有几十米。 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。 有时云层薄得几乎看不出来，但只要发现在日月附近有一个或几个大光环，仍然可以断定有云，这种云叫做“薄幕卷层云”。 孤立的积状云，因云层比较厚，向阳的一面，光线几乎全部反射出来，因而看来是白色的；而背光的一面以及它的底部，光线就不容易透射过来，看起来比较灰黑。 日出和日落时，由于太阳光线是斜射过来的，穿过很厚的大气层，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。 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。