水汽相对于大气可能存在垂直向上的相对运动

1、液体分为水溶性液体和非水溶性液体。

水溶性液体可以溶解于水，和水融为一体。将液体与水混合并且大力搅拌，静置以后不出现分层现象，就是水溶性液体，例如，酒精、丙酮等。

非水溶性液体不溶于水，将液体与水混合并且大力搅拌，静置以后会出现分层现象，就是非水溶性液体，例如，汽油、煤油、柴油等。静置以后，密度比水大的液体下沉，密度比水小的液体上浮。

2、二氧化碳的分子量是44，标准状态的密度是1.977g/L（0℃，101.325kPa），比空气密度大，相对于空气的蒸气密度为1.53。因为干枯的深井里面的一些有机物发生氧化反应放出二氧化碳，而且二氧化碳密度大于空气，就一直沉积于井底，导致深井底部二氧化碳浓度较大。因此，人们在进入这些地方之前，要先进行灯火实验，原因是：检验二氧化碳的浓度，以免人下去后发生危险，若灯火熄灭或燃烧不旺，就说明二氧化碳的含量较大。

另外，在屠狗洞（意大利的一个山洞）中，二氧化碳与大气之间有分层现象，详见
https://baike.baidu.com/item/%E5%B1%A0%E7%8B%97%E6%B4%9E/10910945?fr=aladdin。

3、在气体中，氢气和氦气的密度都很小，导致氢气球能在大气中向上运动，氦气飞艇能在大气中飞行。请问：如果形状像烟囱那样的容器，垂直高度很大例如300米、400米、500米甚至更大一些，那么，在烟囱那样的容器中（要求与大气不连通，与外界彻底隔离），氢气和氦气有类似液体那样的分层现象吗（即上层的氢气和氦气浓度大一些，下层的氢气和氦气浓度小一些）？

4、水汽和空气的平均分子量分别为18和29，水汽的密度约相当于同温同压下干空气的0.622倍，即水汽密度永远小于干空气的密度。请问：在烟囱那样的容器中（要求与大气不连通，与外界彻底隔离，并且容器内部没有蒸发现象，也没有相变现象），水汽有类似液体那样的分层现象吗（即上层的水汽浓度大一些，下层的水汽浓度小一些）？

5、在大自然中，对整个地球来说，每时每刻每分每秒下垫面都在蒸发水分、产生水汽，而每时每刻每分每秒高空的水汽又在进行成云致雨的相变，因此，空中水汽处于动态平衡之中。请问：在烟囱那样的容器中（要求与大气不连通，与外界彻底隔离，并且容器内部没有蒸发现象，也没有相变现象），水汽的垂直分布与大自然中水汽的垂直分布相同吗？

如果以上第3点、第4点确实存在一定的分层现象，第5点中水汽垂直分布与大自然中水汽的垂直分布确实不同，那说明：空中水汽确实存在相对于大气的垂直向上的相对运动。