为什么万里晴空无云?

云是指停留大气层上的水滴或冰晶胶体的集合体.云是地球上庞大的水循环的有形的结果.
太阳照在地球的表面,水蒸发形成水蒸气,一旦水汽过饱和,水分子就会聚集在空气中的微尘（凝结核）周围,由此产生的水滴或冰晶将阳光散射到各个方向,这就产生了云的外观.气压较高,盛行下沉气流,空气中的水气不会遇冷凝结成小水滴,也就成了万里无云的天气.
海洋、湖面、植物表面、土壤里的水分,每时每刻都在蒸发,变成水汽,进入大气层.含有水汽的湿空气,由于某种原因向上升起.在上升过程中,由于周围空气越来越稀薄,气压越来越低,上升空气体积就要膨胀.膨胀的时候要耗去自身的热量,因此,上升空气的温度要降低.温度降低了,容纳水汽的本领越来越小,饱和水汽压减小,上升空气里的水汽很快达到饱和状态,温度再降低,多余的水汽就附在空气里悬浮的凝结核上,成为小水滴.如果温度比0℃低,多余的水汽就凝华成为冰晶或过冷却水滴.它们集中在一起,受上升气流的支托,飘浮在空中,成为我们能见到的云.
云一般是由水雾和一些固体小颗粒组成的.
晴天时,人们看到晴空万里,蔚蓝的天空,不是绝对的无云的,要不我们又怎能看到湛蓝的青天呢.毕竟,天之所以蓝,是因为云雾和小颗粒把可见光中波长较短的蓝色光漫反射到空中的.因此,晴天也有云,只是很微薄,在我们的肉眼看来是可以忽略不计的.地球表面被大气包围,当太阳光进入大气后,空气分子和微粒（尘埃、水滴、冰晶等）会将太阳光向四周散射.太阳光是由红、澄、黄、绿、蓝、靛、紫七种光组成,以红光波长最长,紫光波长最短.波长比较长的红光等色光透射性最大,能够直接透过大气中的微粒射向地面.而波长较短的蓝、靛、紫等色光,很容易被大气中的微粒散射.在短波波段中蓝光能量最大,散射出来的光波也最多,因此我们看到的天空呈现出 蔚蓝色.
其实,天空一直是蓝色的.在高原上几乎天天都可以看到蔚蓝色的天空.春天风沙弥漫,夏天满天云彩,冬天烟雾层层,妨碍我们经常看到蓝天,只有秋天空气净洁,使我们看到蓝天的机会特别多.在太阳光通过大气层入射到地球表面的过程中,大气层中的空气分子或其它质点（如水滴、悬浮微粒或空气污染物）会对日射产生吸收、散射、反射、透射等作用,而形成了蓝天、白云或绚丽的夕阳余晖.在没有大气层的星球上,即使是白昼,天空也将是漆黑一片.我们所见的蓝天乃是因为空气分子对入射的太阳光进行选择性散射的结果.散射量与质点的大小有极大关系,当质点的直径小于可见光波长时,散射量和波长的四次方成反比,不同波长的光被散射的比例是不同的,此亦称为选择性散射.以入射太阳光谱中的蓝光（波长=0.425μm）和红光（波长=0.650μm）相比较,当日光穿过大气层时,被空气质点散射的蓝光约比红光多五倍半,因此晴天天空是蔚蓝的.但当空中有雾或薄云存在时,因为水滴质点的直径比可见光波长大,选择性散射的效应不再存在,此时所有波长的光将一视同仁地散射,所以天空呈现白茫茫的颜色.至晴天空中的白云,云内的云滴直径更大,日光照射到它们时已非散射而是反射现象,所以看起来更显得白而光亮.
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?云的厚薄决定了颜色,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彩虹.