如果说
云朵是聚集在一起在水汽，那为什么云朵里的水汽并不会向周围扩散，而使云朵很快消散呢？为什么一些云朵有比较清晰的边界，而且能一直保持很长时间？
一起来看看答主的专业分析
吧。
为什么有时候天空中的云朵会有比较清晰的边界？
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答主：
Devymex Wang
答案可能会颠覆你的认知：
大部分人都认为云朵是一团水汽，而周围无云的地方没有水汽，这其实是错误的。
为什么人们可以看到白色的云朵，或者说为什么天空中的一团水汽呈白色，通常的说法是
「因为水汽浓度达到饱和蒸汽压时，气态的水就会凝结成液滴，而液滴聚集在一起就形成了可见的云雾」
。
这个说法其实很不全面：
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由于自由扩散作
用的存在，在一定空间内水汽浓度的变化是相对平缓的。
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水汽液滴总是处于不断凝聚和蒸发的动态变化过程中，这使得液滴的浓度的变化也是相对平缓的。
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没有云的地方也可能存在大量的水汽液滴：显然雨也是空气中的液滴，而有雨的地方就没有雾。
因此「饱合蒸汽压」可以解释云/雨/雾的存在，但无法解释为什么云朵可以保持相对锐利的边缘，也无法解释为什么一些有液滴的地方云并不存在。
事实上，白色云朵的锐利边缘主要是因为一种光学现象：米氏散射，可以用粒子辐射强度公式表达如下。
观察者在距离 R、散射角 θ、波长 λ 处看到的折射率为 n、直径为 d 的粒子的散射强度为：
这就已经阐释了这个问题的答案。下面我尝试用不严谨但更通俗易懂的方式来回答这个问题。
在展开解释为什么云朵会有锐利的边缘前，有几个前提必须说明：
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水汽其实无处不在，而有水汽的地方就有微小液滴，包括蓝天无云的地方。
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水汽浓度越高的地方液滴会相互凝聚形成更大的液滴，反之液滴则会蒸发变小。
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云朵呈白色主要是水汽液滴对阳光的散射作用 （也有少量的反射），称为「米氏散射」。
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蓝天无云的地方，液滴尺寸相对较小，不足以产生米氏散射，而是瑞丽散射呈
主导地位，因此是蓝色的。
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当一个区域内的水汽液滴尺寸大到一定程度，米氏散射占主导地位，看起来就是白色的云朵。
通常，在肉眼可见的范围内，天空中液滴尺寸的分布其实是相当均匀的，只是在大尺度上可以看出有些地方的液滴稍大一点点，有些地方稍小一点点。
用热力图表示大范围内的液滴尺寸分布可能是类似于这样的：
仅表示液滴尺寸的分布，颜色越深液滴尺寸越大
由于热力学驱动的自由扩散，液滴尺寸的变化通常是很平缓的，并没有可见的锐利边缘。同时，由于自然条件的原因，在较大尺度范围内，这个液滴尺寸的分布也会保持相对稳定或缓慢变化。
但米氏散射有一个特性：随着液滴尺寸逐步从小到大变化，米氏散射从视觉不可见变到视觉可见是突变的 （见上文辐射强度公式最后一项的 6 次方）。
下面是一个制作的示意图用于说明这个现象：
上半部分仅表示液滴尺寸的分布，颜色越深液滴尺寸越大
根据颜色可知：绿圈处的液滴尺寸稍稍大于红圈处的，但由于米氏散射对于液滴尺寸变化极其敏感，可能在红圈处还是瑞丽散射主导的蓝天，而到绿圈处就已经成了米氏散射主导的纯白色的云朵了。且由于大尺度上的结构相对稳定，这就是有些白云能长时间保持边缘锐利的原因。
另一个例子就是你可以非常缓慢的控制电灯的开关，但是灯亮或不亮总是瞬间切换的。同样的，液滴尺寸的变化也可以非常平缓，但是因为 6 次方的存在，白云（米氏散射）到蓝天（瑞利散射）就可能是「突变」的。再加上人们离云朵很远，即便云朵的边上有几米到几十米的由白到蓝的渐变，也会看起来是一个比较锐利的边缘。
最后必须强调的是，上面的回答仅在解释为什么在水汽浓度变化相对平缓的前提下，云朵会有锐利的边缘，并没有否认有云/雾的地方水汽（液滴）浓度比周围无云/雾的地方大，也不否认存在一些局部水汽浓度变化剧烈的情况。
欢迎批评指正，友好讨论。
题图来源：答主
@Devymex Wang
