揭开云的秘密

人们的生活、国民经济的发展都会受到天气变化的影响,而天气的变化又总是与云紧密联系的。细心的人都有过这样的经验:天空云量增加,云层降低,天气可能会转坏;相反,云量减少,云层升高可能是天气好转的预兆。可是你知道云是怎么形成的吗?天上那些姿态万千的云彩又预示着会发生什么样的天气过程呢?下面让我们一起来揭开这些秘密吧。

云的成因和成分

  人们常常看到天空有时碧空无云,有时白云朵朵,有时又是乌云密布。为什么天上有时有云,有时又没有云呢?云究竟是怎样形成的呢? 它又是由有什么组成的?

  漂浮在天空中的云彩是由许多细小的水滴或冰晶组成的,有的是由小水滴或小冰晶混合在一起组成的。有时也包含一些较大的雨滴及冰、雪粒,云的底部不接触地面,并有一定厚度。

  云的形成主要是由水汽凝结造成的。

  我们都知道,从地面向上十几公里这层大气中,越靠近地面,温度越高,空气也越稠密;越往高空,温度越低,空气也越稀薄。

  另一方面,江河湖海的水面,以及土壤和动、植物的水分,随时蒸发到空中变成水汽。水汽进入大气后,成云致雨,或凝聚为霜露,然后又返回地面,渗入土壤或流入江河湖海。以后又再蒸发(升华),再凝结(凝华)下降。周而复始,循环不已。

  水汽从蒸发表面进入低层大气后,这里的温度高,所容纳的水汽较多,如果这些湿热的空气被抬升,温度就会逐渐降低,到了一定高度,空气中的水汽就会达到饱和。如果空气继续被抬升,就会有多余的水汽析出。如果那里的温度高于0°C,则多余的水汽就凝结成小水滴;如果温度低于0°C,则多余的水汽就凝化为小冰晶。在这些小水滴和小冰晶逐渐增多并达到人眼能辨认的程度时,就是云了。

云的九族

  天上的云总是形态各异,千变万化的,你知道为什么会这样吗?

  前面我们已经知道云主要是由空气上升绝热冷却而形成的,这是云形成的共性,但是水汽在凝结或凝华过程中有着不同的特点,因而形成了不同的云状,这是不同云形成的个性。

  根据形成云的上升气流的特点,云可分为对流云、层状云和波状云三大类。对流云包括淡积云、浓积云、秃积雨云和鬃积雨云,卷云也属于对流云;层状云包括卷层云、高层云、雨层云和层云;波状云包括层积云、高积云、卷积云。

  根据云底的高度,云可分成高云、中云、低云三大云族。然后再按云的外形特征、结构和成因可将其划分为十属二十九类(见表1)。它们主要是:

低云
包括层积云、层云、雨层云、积云、积雨云五属(类),其中层积云、层云、雨层云由水滴组成,云底高度通常在2,500米以下。大部分低云都可能下雨,雨层云还常有连续性雨、雪。而积云、积雨云由水滴、过冷水滴、冰晶混合组成,云底高度一般也常在2,500米以下,但云顶很高。积雨云多下雷阵雨,有时伴有狂风、冰雹。

层积云

  云块一般较大,其薄厚或形状有很大差异,常呈灰臼色或灰色,结构较松散。薄云块可辨出日、月位置;厚云块则较阴暗。有时零星散布,大多成群、成行、成波状沿一个或两个方向整齐排列。层积云又可分成5类:


透光层积云

透光层积云

云块较薄,呈灰白色,排列整齐,缝隙处可以看见蓝天,即使无缝隙,云块边缘也较明亮。


蔽光层积云

云块较厚;显暗灰色,云块间无缝隙,常密集成层,布满全天,底部有明显的波状起伏。


积云性层积云
云块大小不-,呈灰白或暗灰色条状,顶部有积云特征,由衰退的积云或积雨云展平而成。

荚状层积云
云体扁平,常由傍晚地面四散的受热空气上升而直接形成。

堡状层积云
云块顶部突起,云底连在一条水平线上,类似远处城堡。

层云
 

层云云体均勾成层,呈灰色,似雾,但不与地接,常笼罩山腰。层云又可分成2类:

层云
云体均勾成层,呈灰色,似雾,但不与地接,常笼罩山腰。

碎层云
由层云分裂或浓雾抬升而形成的支离破碎的层云小片。

雨层云


  云体均匀成层,布满全天,完全遮蔽日、月,呈暗灰色,云底常伴有碎雨云,降连续性雨雪。雨层云又可分成2类:雨层云

雨层云
云体均匀成层,布满全天,完全遮蔽日、月,呈暗灰色,云底常伴有碎雨云,降连续性雨雪。



碎雨云
云体低而破碎,形状多变,呈灰色或暗灰色,常出现在雨层云、积雨云及蔽光高层云下,系降水物蒸发,空气湿度增大凝结而形成。

积云


积云  个体明显,底部较平,顶部凸起,云块之间多不相连,云体受光部分洁白光亮,云底较暗。积云又可分成3类:

 

 

淡积云淡积云
个体不大,轮廓清晰,底部平坦,顶部呈圆弧形凸起,状如馒头,其厚度小于水平宽度。

 

 

 

浓积云浓积云
个体高大,轮廓清晰,底部平而暗,顶部圆弧状重叠,似花椰菜,其厚度超过水平宽度。

 

 


碎积云
个体小,轮廓不完整,形状多变,多为白色碎块,系破碎或初生积云

积雨云


积雨云  云浓而厚,云体庞大如高耸的山岳,顶部开始冻结,轮廓模糊,有纤维结构,底部十分阴暗,常有雨幡及碎雨云。积雨云又可分成2类:

 

 

秃积雨云
云顶开始冻结,圆弧形重叠,轮廓模糊,但尚未向外展。



鬃积雨云鬃积雨云
云顶有白色丝状纤维结构,并扩展成为马鬃状或铁砧状,云底阴暗混乱。

 

 

中云
包括高层云、高积云两属(类),多由水滴、过冷水滴与冰晶混合组成,云底高度通常在2,500-5,000米之间。高层云常有雨、雪产生,但薄的高积云一般不会下雨。

高层云

高层云

高层云  云体均匀成层,呈灰白色或灰色,布满全天。高层云又可分成2类:

 

 

透光高层云
  云层较薄,厚度均匀,呈灰白色,日、月被掩轮廓模糊,似隔一层毛玻璃。

 

蔽光高层云蔽光高层云
  云层较厚,足灰色,底部可见明暗相间的条纹结构,日、月被掩,不见其轮廓。

 

 

高积云

高积云  云块较小,轮廓分明。薄云块呈白色,能见日、月轮廓;厚云块呈灰暗色,日、月轮廓不辩。呈扁圆形、瓦块状、鱼鳞或水波状的密集云条。成群、成行、成波状沿一个或两个方向整齐排列。高积云又可分成6类:

 

 

透光高积云
  云块较薄,个体分离、排列整齐,云缝处可见兰天;即使无缝隙,云层薄的部分,也比较明亮。

透光高积云
  

蔽光高积云
  云块较厚,排列密集,云块间无缝隙,日、月位置不辨。

蔽光高积云
  

荚状高积云
  云块呈白色,中间厚,边缘薄,轮廓分明,孤立分散,形如豆荚或呈柠檬状。

荚状高积云
  

堡状高积云
  云块底部平坦,顶部突起成若干小云塔,类似远望的城堡

堡状高积云
  

絮状高积云
  云块边缘破碎,很象破碎的棉絮团。

絮状高积云
  

积云性高积云
  云块大小不一,呈灰白色,外形略有积云特性,由衰退的浓积云或积雨云扩展而成

高云
包括卷云、卷层云、卷积云三属(类),全部由小冰晶组成,云底高度通常在5,000米以上。高云一般不会下雨,但冬季北方的卷层云、密卷云偶尔会降雪。

卷云

卷云  云体具有纤维状结构,色白无影且有光泽,日出前及日落后带黄色或红色,云层较厚时为灰白色。卷云又分成4类:

 

 

 

 

卷层云

卷层云  云体均勾成层、透明或乳白色,透过云层日、月轮廓清晰可见,地物有影,常有晕。卷层云又可分成2类:

 

均卷层云
  云幕薄而均匀,看不出明显的结构。

毛卷层云
  云幕的厚度不均匀,丝状纤维组织明显。

卷积云

  云块很小,呈白色细鳞、片状,常成行或成群,排列整齐,似微风吹过水面所引起的小波纹。卷积云只有1类。卷积云

  另外,每一种云都有它的特殊性,但不是一成不变的。在一定条件下,这一种云可以转变为那一种云,那一种云又可以转变为另一种云。例如淡积云可以发展成浓积云,再发展成积雨云;积雨云顶部脱离成为伪卷云或积云性高积云;卷积云降低成高层云;而高层云降低又可变成雨层云。

 

 

表1. 有天气预兆的云

云形 云类 云状(其特征见"云之九族") 天气预兆
 

毛卷云
密卷云
钩卷云 阴雨
伪卷云

淡积云
浓积云 上午如很早出现,下午会有雷雨

鬃积雨云 雷阵雨,伴有大风、雷电
冰雹云--发展旺盛的积雨云,云底乌黑、很低,上部发黄发红,伴有雷闪 冰雹或较强雷阵雨
漏斗状积雨云--从发展旺盛的、并伴有雷雨的积雨云底下伸,呈漏斗状的云柱 伸到地面或海洋,有龙卷风

卷积云 卷积云 睛,有时阴雨,大风

透光高积云 晴,有时兆雨
蔽光高积云 阴雨,有时兆晴
荚状高积云 多数情况是晴天
絮状高积云 雷雨
堡状高积云 雷雨

透光层积云 多数情况是晴天
蔽光层积云 雨,雪
积云性层积云 晴,有时下小雨
堡状层积云 雷阵雨
层状云 卷层云 薄幕卷层云 阴雨、大风
毛卷层云 有时兆风雨
高层云 透光高层云 连续性阴雨,或将有雨、雪出现
蔽光高层云 雨、雪;有时兆晴。
雨层云 雨层云 连绵雨、雪
碎雨云 雨、雪
层云 层云 晴,有时下毛毛雨或米雪
碎层云 上午消散,兆晴;不消散天气转变,有时下毛毛雨,冬天偶尔降米雪