云的观测(3)教材

1、云的观测 （3） 知识结构 1.1 概述 1.2 云状 一、低云族 二、中云族 三、高云族 1.3 云形成的基本过程 1.4 云的观测 一、判定云状 二、估计云量 三、测定云高 v由细小的冰晶组成 v云底高度通常在5000米以上。 v应用：一般不产生降水。冬季北方的卷层云 、密卷云偶尔也会降雪，有时可见雪幡。 v包括三属七类。 3 高云 4 高云 卷云(Ci) 卷层云(Cs) 卷积云(Cc) 毛卷云(Ci fil) 密卷云(Ci dens) 伪卷云(Ci not) 钩卷云(Ci unc) 毛卷层云(Cs fil) 勾卷层云(Cs nebu) 卷积云(Cc) 5 卷云（Ci） v具有丝缕状结构，柔丝般光泽，分离散乱的云。 v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。由冰晶组成。 v卷云产生的高度很高，一般距地约6-12千米。 在这样的高度上，空气温度很低且水汽很少，云由细小 且稀疏的冰晶组成，故比较薄而透光性较好，洁白而亮 泽，常具丝缕结构。 已形成的卷云由于所下降的冰晶通过温、湿、风等不同 的气层，也会表现为各种形态。 由于云层薄，阳光和月光可以轻易的

2、通过，因此，作用 在冰晶上的光线产生许多奇妙的现象，包括晕圈。 6 毛卷云（Ci fil） v纤细分散的云，云片较薄，颜色洁白，毛丝般纤 维结构很清晰，受高空风的影响，云丝分散，形 状多样，呈丝条、羽毛、马尾状。 v日月透过毛卷云地物阴影比较明显。 v应用： 毛卷云出现时，预示当地将是晴天，农谚“游丝天外飞 ，久晴便可期”。 如果毛卷云演变中厚度增加，云量也增多时，逐渐发展 成卷层云，则预示天气将有变化。 7 12 密卷云（Ci dens） v云体中部较厚，边缘薄的部分呈白色，毛丝般结 构仍较明显。云丝密集，聚合成片。 v云量逐渐增多时，透过密卷云可观测到不完整的 晕。 v应用： 一般预示天气较稳定。 若继续发展并演变成卷层云，则预示未来天气将有变 化。 18 伪卷云（Ci not） v云体较大而厚密，有时似砧状。 v积雨云衰退时段，云的顶部脱离母体演变而 成。 v通常是在夏季，积雨云出现闪电、雷雨之后 逐渐消散时，能够观测到伪卷云。 21 钩卷云（Ci unc） v云体很薄，呈白色，云丝往往平行排列，有时倾 斜下垂，向上的一头有小钩或小簇，下有较长的 拖尾，像逗号。常分散在天空。 v

3、应用：每当它系统的移入测站上空，并继续发展 ，预示即将有不稳定天气系统影响测站，还有可 能出现阴雨天天气 农谚“天上钩钩云，地上雨淋淋” 26 卷层云（Cs） 特征： v白色透明的云幕。由冰晶组成，云层比较均匀。 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。 v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。 27 卷层云（Cs） 应用： v卷层云逐渐增厚，高度降低，并继续发展，预示将 有天气系统影响。 农谚“日晕三更雨，月晕午时风” v若卷层云无明显变化，云量还逐渐减少，未来的天 气将不会有大的变化。 v卷层云与气旋以及暖锋有关，位于雷雨层顶部。 v有时也与热带气旋有关。热带气旋的高空幅散，会 把卷层云吹到远离它们形成时的地方。 28 毛卷层云（Cs fil） v白色丝结构明显，云体厚薄不很均匀的卷层 云。 32 勾卷层云（Cs nebu） v均匀的云幕，有时薄得几乎看不见，只因有 晕，才证明其存在； v云幕较

4、厚时，也看不出什么鲜明的结构，只 是日月轮廓仍清楚可见，地物有影、有晕。 36 卷积云（Cc） 特征： v云块很小，约在5500米的高空。白色鱼鳞状或球状 细小云块组成的云片或云层，常排列成行或成群， 很像轻风吹过水面所引起的小波纹。 v白色无暗影，有柔丝般光泽。 卷积云可由卷云、卷层云蜕变而成。 有时，高积云也可演变为卷积云。 37 卷积云（Cc） v成因：高空大气层结不稳定产生波动作用而形成 的。 v应用：如果天空云的分布以卷积云为主，它又与卷 云、卷层云有关联，相互影响，并系统发展，通常 预示将有不稳定的天气系统影响，并将出现阴雨、 大风天气。 农谚“鱼鳞天，不雨也风颠” 42 1.3 形成云的基本过程（1） v云的形成过程是空气中的水汽由于各种原因 达到饱和而发生凝结或凝华的过程。 v形成云的两个必备条件： 要有水汽凝结核； 要有水汽过饱和。 二者缺一不可 大气一般不缺凝结核，因此，水汽过饱和是关键。 43 1.3 形成云的基本过程（2） v使空中水汽达到过饱和的两种方式： 空气降温冷却（假若水汽含量不变）； 增加水汽含量（假若空气温度不变）。 v降温冷却过程是成云的主要过程。

5、 v降温冷却过程主要有以下几种： 1.绝热上升冷却 2.混合冷却 3.辐射冷却 44 1.3 形成云的基本过程（3） 1.绝热上升冷却 v空气上升时，绝热膨胀冷却。 v水汽一定时，上升运动是关键。 产生上升运动的原因： v热力（对流运动） v动力（动力抬升） 三种上升运动： 45 1.3 形成云的基本过程（4） 局地对流上升 地表局部受热不均，温度水平分布不均，暖空气升 腾。是由于大气层结不稳定而引起的。范围较小。 大范围斜升 锋面中的暖空气爬升。 上升较缓慢，范围广，时间长。 波动上升 上、下两层速度不同或密度不同，下密上疏较为明 显的界面上会产生波状运动。 波谷有下沉运动，波峰上有上升运动。 46 1.3 形成云的基本过程（5） 2.混合冷却 v大气中存在着许多空气微团做无规则的运动，称为 湍流运动。 湍流交换，使一定层次的空气的温度和水汽重 新分布，冷暖空气混合后，暖空气的温度必然 较原来的温度降低，称为混合冷却。 v当温度降低到一定的程度以后，就凝结成云。 47 1.3 形成云的基本过程（6） 3.辐射冷却 任何物体一方面不断吸收外界物体的辐射能量 ，同时又不断地向外辐射能量，

6、当它向外辐射 能量超过它吸收的辐射能量时，本身的温度就 降低，这个过程称为辐射冷却。 在一次云的形成过程中，有时可能是几种冷却过程起作 用。 48 1.对流云的形成机理 由于对流作用，使大气中的水汽上升，达到凝结高 度形成的云叫对流云。对流云边界轮廓清晰，底部 较平整。如：积云、积雨云等。 由于对流运动的强度不同，空气中水汽含量不同， 对流云垂直发展的厚度也不同，它取决于对流强度对流强度、 水汽含量水汽含量和凝结高度凝结高度。 大气中对流强度不够，虽然 水汽充沛，但达不到凝结高度， 故形不成对流云。 大气中对流强度较强，对流 高度较高，使大气中的水汽充分 达到凝结高度，形成对流云。 大气中对流强度很强，使对 流高度达到冻结高度，云顶出现 冰晶云。 49 几种云形成的机理 表面加热和 自由对流 地形 空气辐合 引起的大范围抬升 沿锋面的抬升 产生对流系统的动力条件 50 对流形成 积云 51 淡积云 浓积云 积雨云发展过程 淡积云 浓积云积雨云 52 冰晶过程 冷云 (云体冷于0C) 53 云的高度分布 54 积雨云 积云发展景象 55 积云降水机制 56 强对流云中冰雹形成机制 57

7、2.波状云的形成机理 大气层受地形扰动抬升，达到凝 结高度形成的云； 在逆温层附近上升、下沉运动产生 的云； 58 大气波动形成的云 59 3.荚状云的形成机理 在局部上升和下沉气流汇合处产生的 云。在上升气流携带暖湿空气的上升过程 中，遇到下沉气流的阻挡，云体不能向上 扩展；另外，下沉气流的绝热增温使云体 的边缘发生蒸发，导致云体边缘变薄，使 云体形成豆荚状。 当过山气流经过山体被抬升，而达到 凝结高度时形成的荚状云。 冷锋下沉气流与冷锋前暖湿气流抬升 作用，形成荚状云。 60 荚状云的形成机理 滚轴云 荚状云 背风波云 61 气流过山形成的荚状云 62 4、堡状云和絮状云的形成机理 堡状云为中空对流云。在低层空 气较稳定，而中空不稳定时，中空对流突 破逆温层而形成的云。其形状好象排列的 城堡。 絮状云的形成机理与堡状云相似 ，只不过云中湍流和对流更强一些，致使 云层发生形变，象棉絮团似的不规则地分 布在天空。 63 5、钩状云的形成机理 通常出现的是钩卷云（Ci unc)，这种云 的出现往往是由于冰晶云的下垂部分因高空 风速有较大的垂直切变，并伴有蒸发现象而 形成的。 由于大的水平

8、高空风速的垂直切变意味 着大的温度梯度，而大部分温度梯度往往伴 随锋面，因此，成行的钩卷云连续地侵入天 空，预示着未来有较大的天气变化。 64 地形云的形成机理 65 抬升作用形成的云 积雨云高积云 卷层云卷云 卷云 卷层云 高层云 雨层云 层云 冷 锋 暖 锋 66 一些特别的云 67 荚状云（蘑菇云） 68 过山云（旗云） 69 冰晶（帽云） 70 悬球状云 71 凝结尾迹 72 珠母云 高纬度冬季平流层20多公里处早晚出现，可能 是由水滴或冰晶组成，形成原因还不大清楚。 73 夜光云 中层75-90km上空出现的薄而带银白色光亮的云 ，黄昏、北欧可见，细小水滴或冰晶、或尘埃组 成。 74 1.4 云的观测 判定云状 估计云量 测定云高 云状观测要注意它的连续演变，从外形特 征、结构、色泽、排列、高度以及伴见 的天气现象着眼，通过认真细致的分析 ，判定云状。 云状按“云状分类表”中29类云的简写字母 记入观测簿。云量多的云状记在前面； 量相同时，记录的先后次序自定。无云 时，云状栏空白。 75 云量是指云遮蔽天空视野的成 数。估计云量的地点必须能见全部天空 ，当天空部分地为障碍物如

9、山，房屋等 所遮蔽时云量应从未被遮蔽的天空部分 中估计；如果一部分天空为降水所遮蔽 ，这部分天空应作为被产生降水的云所 遮蔽来看待。 判定云状 估计云量 测定云高 76 1.4.2 估计云量 v云量是指云遮蔽天空视野的成数。 凭目测云块占据天空的面积来估计。 v估计云量的地点必须能见全部天空 当天空部分地为障碍物如山、房屋等遮蔽时，云量应从 未被遮蔽的天空部分中估计； 如果一部分天空为降水所遮蔽，这部分天空应作为被产 生降水的云所遮蔽来看待。 77 1.4.2 估计云量 v云量观测包括 总云量 低云量 v总云量： 指观测时天空被所有的云遮蔽的总成数。 v低云量： 指天空被低云所遮蔽的成数。 v均记整数。 78 总云量的观测 v通常将整个天空划分为10等份： 碧空无云或被云遮蔽不到0.5份时，云量为“0”； 云遮盖天空一半时，云量为“5”。 云量少时，则直接估计云所遮蔽天空的份数，如 云块占全部天空的110时，云量为“1”；云块占 天空210时，云量为“2”，其余类推。 云量多时，应估计露出的青天，再推算出云量。 79 低云量的观测 v观测低云量的方法与总云量相同。 各种情况处理： 1、云量不同时，量多的先记； 例如：鬃积雨云Cb cap 3成、密卷云 Ci dens 2成、积云性 高积云Ac cug 1成； 记为：6/3 2、云量相同时，无先后顺序； 3、有雾的天气，无法识别云状、云量时： 云量记为：10/10、云状记为：三 4、霾、浮尘、沙尘暴导致天空云状、云量不明时： 云量记为：/、云状记：霾、浮尘、沙尘暴符号 80 例1：天空有两层云，下层为层积云Sc，从 云隙中判断上层为卷积云Cs，布满全天。 云量记为：10/10- 例2：天空有微量的毛卷云Ci fil，不到 1/20。 云量记为：0 例3：云布满天空，有空隙，毛卷云Cs fil 6成、淡积云Cu hum 2成、层积云Sc cug 2成。 云量记为：10-/4 82 云量的应用 天气预报广播中的晴、少云、多云和阴，就是根据云量的多少划分 的。 v天空无云，或者虽有零星云层，但云量不到2成时 称为晴； v低云量在8成以

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