云是大气中水汽凝结(凝华)成的水滴、过冷水滴、冰晶或者它们混合组成的漂浮在空中的可见聚合物。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。云可以形成各种的形状,也因在天上的不同高度、形态而分为许多种。
分类
成因分类
云形成于当潮湿空气上升并遇冷时的区域。这可能发生在:
①锋面云,锋面上暖气团抬升成云。
③平流云,当
气团经过一个较冷的
下垫面时,例如一个冷的水体。
形态分类
简单来说,云主要有三种形态:一大团的
积云、一大片的层云和纤维状的
卷云。
而科学上云的分类最早是由法国博物学家让-巴普蒂斯特·拉马克(Jean Lamarck)于1801年提出的。1929年,
国际气象组织以英国科学家路克·何华特(Luke Howard)于1803年制定的分类法为基础,按云的形状、组成、形成原因等把云分为十大云属。而这十大云属则可按其云底高度把它们划入三个云族:高云族、中云族、低云族。另一种分法则将积雨云从低云族中分出,称为直展云族。这里使用的云底高度仅适用于中纬度地区。(除英美等国外,世气组织与各国一般采用
国际单位制。)
高云族
高云形成于6000m以上高空,对流层较冷的部份。分三属,都是卷云类的。在这高度的水都会凝固结晶,所以这族的云都是由冰晶体所组成的。高云一般呈纤维状,薄薄的并多数会透明。
卷云(Ci,Cirrus)
具有丝缕状结构,柔丝般光泽,分离散乱的云。云体通常白色无暗影,呈丝条状、羽毛状、马尾状、钩状、团簇状、片状、砧状等。卷云见晕的机会比较少,即使出现,晕也不完整。我国北方和西部高原地区,冬季卷云有时会下零星的雪。日出之前,日落以后,在阳光反射下,卷云常呈鲜明的黄色或橙色。我国北方和西部高原地区严寒季节,有时会遇见一种高度不高的云,外形似层积云,但却具有丝缕结构、柔丝般光泽的特征,有时还有晕,此应记为卷云。如无卷云特征,则应记为层积云。卷云又分成4类:
毛卷云(Ci fil)
纤细分散的云,呈丝条、羽毛、马尾状。有时即使聚合成较长并具一定宽度的丝条,但整个丝缕结构和柔丝般的光泽仍十分明显。
密卷云(Ci dens)
较厚的、成片的卷云,中部有时有暗影,但边缘部分卷云的特征仍很明显。
钩卷云(Ci unc)
形状好象逗点符号,云丝向上的一头有小簇或小钩。
伪卷云(Ci not)
由鬃积雨云顶部脱离母体而成。云体较大而厚密,有时似砧状。
卷积云(Cc,Cirrocumulus)
似鳞片或球状细小云块组成的云片或云层,常排列成行或成群,很象轻风吹过水面所引起的小波纹。白色无暗影,有柔丝般光泽。卷积云可由卷云、卷层云演变而成。有时高积云也可演变为卷积云。整层高积云的边缘,有时有小的高积云块,形态和卷积云颇相似,但不要误认为卷积云。只有符合下列条件中的一个或以上的,才能算做卷积云。
① 和卷云或卷层云之间有明显的联系。
② 从卷云或卷层云演变而成。
③ 确有卷云的柔丝泽和丝缕状特点。
卷层云(Cs,Cirrostratus)
白色透明的云幕,日、月透过云幕时轮廓分明,地物有影,常有晕环。有时云的组织薄得几乎看不出来,只使天空呈乳白色;有时丝缕结构隐约可辨,好象乱丝一般。我国北方和西部高原地区,冬季卷层云可以有少量降雪。
厚的卷层云易与薄的高层云相混。如日月轮廓分明,地物有影或有晕,或有丝缕结构为卷层云;如只辨日、月位置,地物无影,也无晕,为高层云。
中云族
中云于2500m至6000m的高空形成。它们是由过度冷冻的小水点组成。
高积云(Ac,Altocumulus)
高积云的云块较小,轮廓分明,常呈扁圆形、瓦块状、鱼鳞片,或是水波状的密集云条。成群、成行、成波状排列。大多数云块的视宽度角在1-5°。有时可出现在两个或几个高度上。薄的云块呈白色,厚的云块呈暗灰色。在薄的高积云上,常有环绕日月的虹彩,或颜色为外红内蓝的华环。高积云都可与高层云、层积云、卷积云相互演变。高积云又可分成6类:
云块的颜色从洁白到深灰都有,厚度变化也大,就是同一云层,各部分也可能有些差别。云层中个体明显,一般排列相当规则,但是各部分透明度是不同的。云缝中可见青天,即使没有云缝,云层薄的部分,也比较明亮。
连续的高积云层,至少大部分云层都没有什么间隙,云块深暗而不规则。因为云层的厚度厚,个体密集,几乎完全不透光,但是云底云块个体依然可以分辨得出。
荚状高积云(Ac lent)
高积云分散在天空,成椭圆形或豆荚状,轮廓分明,云块不断地变化着。
类似小块积云的团簇,没有底边,个体破碎如棉絮团,多呈白色。
高层云(As,Altostratus)
带有条纹或纤缕结构的云幕,有时较均匀,颜色灰白或灰色,有时微带蓝色。云层较薄部分,可以看到昏暗不清的日月轮廓,看去好象隔了一层毛玻璃。厚的高层云,则底部比较阴暗,看不到日月。由于云层厚度不一,各部分明暗程度也就不同,但是云底没有显著的起伏。高层云可降连续或间歇性的雨、雪。若有少数雨(雪)旛下垂时,云底的
条纹结构仍可分辨。高层云常由卷层云变厚或雨层云变薄而成。有时也可由
蔽光高积云演变而成。在我国南方有时积雨云上部或中部延展,也能形成高层云,但持续时间不长。高层云又可分成2类:
1: 透光高层云(As tra)
较薄而均匀的云层,呈灰白色。透过云层,日月轮廓模糊,好象隔了一层毛玻璃,地面物体没有影子。
2:蔽光高层云(As op)
云层较厚,且厚度变化较大。厚的部分隔着云层看不见日月;薄的部分比较明亮一些,还可以看出纤缕结构。呈灰色,有时微带蓝色。
折叠云
凝结尾迹是指当喷射飞机在高空划过时所形成的细长而稀薄的云。
夜光云非常罕见,它形成于大气层的中间层,只能在高纬度地区看到。
它们为非普遍云。
云类表
看云识天气
长期的观测和实践表明,云的产生和消散以及各类云之间的演变和转化,都是在一定的水汽条件和大气运动的条件下进行的。人们看不见水汽,也看不见大气运动,但从云的生消演变中可以看到水汽和大气运动的一举一动,而水汽和大气运动对雨、雪、冰、雹等天气现象起着极为重要的作用。
堡状高积云或堡状层积云,多出现在低压槽前,表示空气不稳,一般隔8-10小时左右有雷雨降临。
絮状高积云,出现这种云表明中层大气层很不稳定,如果空气中水汽充足并有上升运动,就会形成积雨云,将有雷雨降临。
透光高积云,往往处在由冷变暖的变性高压气团控制下,云层如果没有继续增厚,短期内仍是晴天。
另外,有天气预兆的云在演变过程中,往往具有一定的连续性、季节性和地方性。当天空中的云按照卷云、卷层云、高层云、雨层云这样的次序从远处连续移来,而且逐渐由少变多,由高变低,由薄变厚时,就预兆很快会有阴雨天气到来;相反,如果云由低变高、由厚变薄、由成层而崩裂为零散状的云时,就不会有阴雨天气。在暖季早晨,天空如出现底平、顶凸、孤立的云块(淡积云),或移动较快的白色碎云(碎积云),表明中低空气层比较稳定,天气晴好。