水氣是看不到的。我們看到的雲是由水滴或冰晶形成,小水滴形成需要有凝結核(condensation unclei)(圖7-1),如海鹽、灰塵等。凝結核的大小約0.1~0.2μm,一旦生成小水滴可以在數分之內形成2000μm的雨滴。以體積而言,水滴可在數分鐘之內成長1012倍(圖7-2)。
但是飽和水氣量的計算,受到兩個假設的影響:﹙一﹚水面是個平面,﹙二﹚水是純水,沒有雜質。如果水面是曲面,則需較多水氣量才能達到飽和(圖7-5)。如圖7-6所示,對一個半徑0.4μm小水滴,其飽和水氣相當於相對溼度100.4%﹙即點A﹚。此為曲率效應﹙curvature effect﹚。
另一影響為溶解效應(solute effect)。亦即水若含有其他雜質,如鹽,則飽和水氣量降低。如圖7-6,對同一半徑0.4μm的小水滴,若容有10-15克的鹽,則飽和水氣量相當於相對溼度99.6%,即B點。這些具吸水性的物質,如鹽、肥料,使水氣未達飽和就開始凝結,是很好的凝結核。
圖7-6表示含鹽水滴半徑與平衡相對溼度(亦即飽和水氣量)之間的關係。考慮一小水滴半徑約0.08μm(即C點),含有10-16克鹽,處在一相對溼度為99.8%環境中。此一小水滴的飽和水氣量遠小於99.8%(在此圖中沒畫出),亦即環境水氣含量超飽和,凝結而進入水滴的量將大於蒸發而離開水滴的量,因此水滴慢慢成長直到半徑變成0.15μm(即D點),達到平衡,不再繼續變大。