云在天空中看起来可能像大而蓬松的棉花糖，但实际上，它们是微小水滴（或冰晶，如果足够冷的话）的可见集合，生活在地球表面上方的大气层中。在这里，我们讨论云的科学：它们是如何形成、移动和改变颜色的。

组成

当一团空气从地表上升到大气中时，云就形成了。当地块上升时，它会通过越来越低的压力水平（压力随高度降低）。回想一下，空气往往会从高压区流向低压区，因此当包裹进入低压区时，包裹内的空气向外推动，导致包裹膨胀。这种膨胀使用热能，因此冷却空气包。它向上移动的距离越远，温度越低。当它的温度冷却到露点温度时，包裹内的水蒸气凝结成液滴。这些水滴随后聚集在尘埃、花粉、烟雾、污垢和海盐颗粒（称为细胞核）的表面。（这些原子核是吸湿的，这意味着它们吸引水分子。）正是在这一点上，当水蒸气凝结并沉淀到凝结原子核上时，云形成并变得可见。

形状

你是否曾经观察过一朵云足够长的时间，看到它向外扩展，或者当你回过头去看的时候，却发现它的形状已经改变了？如果是这样，你会很高兴知道这不是你的想象。由于凝结和蒸发的过程，云的形状不断变化。

云形成后，凝结不会停止。这就是为什么我们有时会注意到云层扩展到邻近的天空。但是，随着暖湿空气流继续上升并形成冷凝，来自周围环境的干燥空气最终以一种称为夹带的过程渗透到漂浮的空气柱中。当这种较干燥的空气被引入云体内时，它会蒸发云中的水滴，并导致部分云层消散。

移动

云从大气层的高处开始，因为那里是它们产生的地方，但由于它们所包含的微小粒子，它们仍然悬浮着。

云的水滴或冰晶非常小，不到一微米（不到百万分之一米）。因此，它们对重力的反应非常缓慢。为了帮助形象化这个概念，考虑一块岩石和一根羽毛。重力会影响到每一个，然而岩石会快速下落，而羽毛则因为重量较轻而逐渐飘落到地面上。现在比较羽毛和单个云滴粒子；粒子下落的时间甚至比羽毛还要长，而且由于粒子的尺寸很小，空气的轻微运动都会使其保持在高空。因为这适用于每个云滴，所以它适用于整个云本身。

云层随风移动。它们的移动速度和方向与云层（低、中或高）的盛行风相同。

高层云层是移动最快的云层之一，因为它们形成于对流层顶部附近，并受到急流的推动。

颜色

云的颜色由它从太阳接收到的光线决定。（回想一下，太阳发出白光；白光由可见光谱中的所有颜色组成：红色、橙色、黄色、绿色、蓝色、靛蓝、紫色；可见光谱中的每种颜色代表不同长度的电磁波。）

这个过程是这样的：当太阳光波穿过大气层和云层时，它们会遇到构成云层的单个水滴。由于水滴的大小与太阳光的波长相似，水滴会以一种称为Mie散射的散射方式散射太阳光，其中所有波长的光都会散射。因为所有的波长都是散射的，光谱中所有的颜色一起构成了白光，所以我们看到了白云。

对于较厚的云层，如层云，阳光会穿过，但会被阻挡。这使云呈现灰色外观。