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【2017年世界气象日专题】破解云密码
发布时间:2017-03-14  浏览次数:    字体大小:【

   从高度上,可以分为低云、中云和高云的三个分类。

  1、低云:积云、层云、层积云
  2、中云:高积云、高层云、雨层云 
  3、高云:卷云、卷积云、卷层云
  4、积雨云(低、中、高云都有) 

  从外观上,可以记住“积”、“层”、“卷”、“雨”这四个字。 “积”:像棉花一样堆积起来的云;“层”:像一层灰沙一样满布天空;“卷”:像一缕缕卷发一样的云;“雨”:会带来降雨的云。

 

 

 

 

天气预报中的“多云”有几多?

 

  天空中淡云朵朵是少云,乌云密布是多云?天气预报节目里经常提的“多云”到底是指几朵云?
  实际上,“晴天”“少云”“多云”和“阴天”的界定标准非常简单。在气象行业标准中,以云的面积占据天空的百分比作为判别依据:云量在0%至10%为晴天;10%至30%为少云;30%至70%为多云;大于70%为阴天。不难看出,晴天并非绝对的“万里无云”。少云在观测中是必要项,但由于与晴天较为接近,因此在预报中并不常用。
  从视觉上来看,晴天或少云时,碧空如洗,万里无云或仅有少量积云;多云时云层遮盖大部分天空,云层多为积云或范围不大的层状云,阳光可透过云层照射到地面;阴天时有大范围层状云覆盖天空,对透光率影响较大,一般看不到太阳。由于高云族温度低,多由冰晶构成,显得十分鲜亮;低云族多由水滴构成,显得略微阴沉。因此,多云时,通常是蓝蓝的天上飘着白白的云;阴天时会有“黑云压城城欲摧”的压抑感。
  另外,天气预报中的“晴转多云”指预报时段里先出现晴天,后逐渐转为多云,侧重于天气转变过程,意味天气要发生变化;“晴间多云”指多数时间为晴天,间或有云,少部分时间云量增多。“多云转阴”则预示着天气有变坏的可能性,云量逐渐超过70%。对晴天、多云、阴天的预报主要基于天气系统的考虑。(摘自:中国气象网 作者:崔国辉)

以“漏斗云”能识别龙卷风吗?

  2016年6月23日14时30左右,江苏省盐城市阜宁、射阳部分地区出现强对流天气,一时间,天昏地暗,风雨大作,电闪雷鸣,更有冰雹从天而降。这次灾害导致重大人员伤亡,大批房屋倒塌、倾覆,道路及农田基础设施损毁严重。气象专家组调查后证实,当地发生了EF4级的龙卷风,风力超过17级,估算风速达到惊人的73米/秒。
  其中,判断出现龙卷风的一个重要依据是,灾害发生时人们观测到当地出现了“漏斗云”。
  龙卷风是大气中最强烈的涡旋现象之一,影响范围虽小,但破坏力极大。雷暴、冰雹等强对流天气多生于对流活动旺盛的积雨云,而龙卷风更易孕育于强烈发展的积雨云中,这类积雨云又被称为“超级单体”。极为强烈的对流活动会使积雨云内产生中心气压极低的涡旋,由于强烈辐合作用,造成旋转加速,逐渐呈漏斗状。该涡旋一旦接地或触碰水面,就形成人们所称的“漏斗云”。
  在“漏斗云”产生后,空气绕其中心快速旋转,其中心气压比周围气压低得多,一般可低至400百帕。近地面约几十米厚的气流会从四面八方吸入涡旋底部,并绕轴心高速向上旋转,导致四周出现极强的风。龙卷风也因此产生强大的吸吮作用,可以将地表的东西“带上”高空。
  龙卷风是云层中强对流活动的产物,是对流活动巨大能量在极小区域内的集中释放。因此,它与近地面强烈增温产生的“尘卷风”有本质区别。既然是云中产生,将龙卷风的“尾巴”叫做“漏斗云”是恰当的。
  在理论上,人们可以通过发现“漏斗云”来觉察龙卷风的到来。但实际情况中,这些积雨云往往与雨层云同时出现,后者导致“白昼如夜”,前者同时带来有强降雨、冰雹等恶劣天气。这种环境中,肉眼观察到漏斗云的可能性被大大降低。同时龙卷漏斗云的尺度很小,影响具有局地性,使其被提前观测到的机会更少。(摘自:中国气象网 作者:段昊书)

哪朵云彩会下雨?

  天上的云总是姿态万千。有时候,你做好了被淋成落汤鸡的准备,云朵飘来后却是晴空万里;有时候,你以为万事无忧,云到来时却“呼风唤雨”。看着头顶上的云,人们疑惑了,到底哪朵云彩会下雨?
  其实这个问题本身就不科学。因为云并不是静态的。在很多情况下,云的形态乃至性质会随着对流活动而呈现动态变化。
  那么,有的云为什么会下雨呢?这还要从水还在地表时的“历史”说起。地表水是液态或固态的,它们通过蒸发过程变为气态的水汽,这就是蒸发过程,是水的第一次相变。水汽在大气中随气流运动,但在再一次相变之前是不可能回到地面的。如果水汽要回到地面,必须再经过一次相变,如凝结或凝华,从气态又变成液态或固态的云滴,这就是成云过程。
  既然有了云,那雨从何处来呢?其实,水汽经过第二次相变就具备回到地面的条件,但它不一定能回到地面,因为云滴太小太轻,飘浮在大气中掉不下来,在某些条件下它还会再一次蒸发回到气态。为了使云滴回到地面,它必须努力“长大”到一定的大小,这个使许多小云滴合并成大雨滴的过程就是成雨过程。自然云中云滴可以通过凝结或碰并使云滴长大,当它长大到一定尺度就可以成为降水,战胜引力掉到地面。
  为什么有的云会下雨,而有的云就不下雨呢? 这里面的关键就在于云滴微物理结构的差异,也就是云中粒子大小分布的差异。云中要发生碰并增长,云滴一定要有不同大小,这才能发生大云滴追上和碰并小云滴的现象。
  从观云者的角度看,哪些云容易下雨呢?举例来说,天空中排列着有水平底边、顶部凸起明显、如城堡般的云彩,人们称之为“堡状高积云”。堡状高积云本身通常不会产生降水。然而,它一般出现在低压槽前,预示着空气不稳定。如果在暖季的早晨出现堡状云,在中午时分,随着低层对流发展,上下不稳定层次结合,便会产生强烈的对流活动,空中出现的就成了积雨云。在北方地区夏季午后的雷阵雨之前,大多能看到积雨云。(摘自:中国气象网 作者:赵晓妮)

 

“台风云”是云吗?

 

  台风渐渐逼近的时候,乌云从四面八方迷漫而上,封锁了明亮的天空。在人们的眼中,与台风的狂暴类似,“台风云”似乎也是一种可怕的存在。
  不过,这种类似于“地图炮”的指责也会有误伤,因为,台风及其周边存在着的并不是同一种云,更像是一个因为台风而组成的“团伙”。
  这个团伙中囊括了云的不少类型。从水平方向来看,台风外围螺旋云带中有淡积云、浓积云和积雨云;台风的内螺旋云带一般包含浓积云和积雨云;台风本体也叫“云墙区”,它由很多发展旺盛的积雨云组成;台风眼区通常是晴空,或存在少量淡积云或层积云。从垂直方向来看,台风中低层主要是各类积云,台风顶层的辐散气流中则是卷层云。
  这些成员的脾气秉性大相径庭。譬如,与其他成员比,淡积云一般“比较温和”,光是看云体就较松散,云顶向上凸起,有一个相对平坦的底部,这时对流相对较弱。但积雨云却是个“有压迫感”的家伙,人们常说的“乌云蔽日”指的就是这位,积雨云内对流活动旺盛,多下雷阵雨,还经常伴有狂风等。
  在这个团伙中,众多积雨云组成的“台风云墙”最为著名。台风云墙又叫眼壁,其宽度为20公里到30公里,高度达15公里以上。云墙下经常出现狂风暴雨,这里是台风内天气最恶劣的区域。
  而云墙外就是螺旋云带区,这里有几条云雨带呈螺旋状向眼壁四周辐合,靠内的由积雨云或浓积云组成,其下有大风大雨;靠外的部分一般由层积云或浓积云组成,风速不大,阵雨不多,但偶有龙卷活动。这条云雨带宽约几十公里到几百公里,长约几千公里,雨带所经之处会降阵雨,出现大风天气。(摘自:中国气象网 作者:萧钊)

“地震云”真的存在吗?

  成书于明清时代的《天元玉历祥异赋》专门论述了“震兆云霞”,认为“地裂”之前会出现“天裂”,即天空中出现条状的“地震云”。而甚至今日,仍有人相信“地震云”是真实存在的。
  近现代首位提出“地震云”概念的是一位日本政治家。他在1956年日本福冈7级地震之前看到一条非常奇特的云带。经过常年观测,他认为,只要出现类似的云,某地就会发生地震。
  “地震云”理论的支持者认为,“地震云”或是一条狭长的云带,或成辐射状的“扇骨云”带,或为一条条平行排列的“肋骨状”云。关于其生成机制,一种理论认为,当板块运动时会从地表释放出大量高温高压水汽,水汽上升在大气中形成狭长的“地震云带”;另一种理论称,地震前地磁场以及电磁场会发生变化,水汽或者尘埃受到影响,进而形成有序排列的“地震云”。
  但事实上,“地震云”几乎完全没有被主流科学界所接纳。气象学家认为,那些所谓形状各异的云多与高空气流活动有关,并不罕见;全球各地的气象站也从未监测到地震之前地表温度有系统性地增温。更何况,局地地表升温产生的是对流性的低云,而坊间流传的“地震云”图片大多为中高层的高积云或卷层云。
  地质学家则表示,地磁场的改变并非易事,电磁场影响云的分布也缺乏理论支持。换言之,如果可以通过观云来预知地震,人们为何不能直接监测地磁场的异常活动呢?
  所谓“地震云”预测的“成功案例”,大多是一个城市出现“地震云”,几天后,相距几千公里外的另外一个城市发生地震。“地震云”假说盛行在中国、日本等国,以东亚地区发生地震的频繁程度来看,这更像是一种“事后诸葛亮”。(来自:中国气象网 作者:舒扬)

 

是谁带来“七彩祥云”?

  在《大话西游》中,最让人揪心不已的可能就是紫霞对至尊宝说出的那句对白:“我梦中的白马王子,是一个盖世英雄。有一天他会驾着七彩祥云来迎娶我。我猜中了开头,可我猜不中这结局。”
  白马王子不常有,“七彩祥云”似乎也是个稀罕事儿。于是,每当网友拍到所谓“七彩云”便会兴奋异常,而且一定在“朋友圈”发照片时配上一句:“是真命天子踩着七彩祥云来了吗?”
  那么,“七彩云”真的有这么神奇吗?
  其实,云的“五颜六色”来自于与阳光等因素的“合作”。在不同的空气质量、不同的气温、云的高度和太阳的角度等,都有可能造成云的颜色变化。比较低的云,云中大部分都是小水珠,可以阻挡和散射光线,云就会看起来更稀薄;比较高的云就不一样,上空的空气温度较低,所以云中有许多冰晶,阳光照射下来,云看起来就会亮丽夺目且十分有光泽。
  “七彩云”是太阳光线与云中冰晶结构“合作”的产物。通俗一点说,就是在一定天气状况下,太阳光正好和云构成一个恰当的角度,阳光透过云时,通过冰晶的折射和反射作用,太阳光谱被分离,从而散射出七色光芒。
  要形成“七彩云”,条件的确苛刻,至少需要满足3个条件,即云与阳光的角度要适宜,一般需要保持在10°至40°左右;云为含有均匀冰晶的薄云,如高积云、卷积云;天气晴朗,能见度较好。
  有趣的是,在中国古代历史上,罕见的彩云也常用来比喻“王气”。封建皇帝利用光象自我神化,以表示自己是“奉天承运”,是真正的“龙种”。其实“七彩云”并非很罕见,而且还有个亲戚叫彩虹。彩虹是指太阳光照射到空气中的水滴,光线被折射或反射,最终在天空形成弧形的七彩光谱。同样是阳光在空气中的折射或反射现象,区别就在于,“七彩云”是阳光透过较为明显但不太厚重的云层所发生的光学现象;当阳光在观察者的背后以低角度照射时,只要空气中有较多小水滴,如雨后、薄雾甚至人们浇花时喷出的水雾,就有可能“造就”彩虹。(来自:中国气象网 作者:萧钊)

 

云可以昭示气候变暖吗?

 

  对地球而言,云究竟是“遮阳伞”,还是“棉被”。它会挡住太阳辐射让地球变冷,还是给地面保温?
  1982年,国际卫星云气候学计划(ISCCP)启动。在随后几十年的观测中,科学家建立了云气候资料集,开始研究云的变化特征以及其他气象因子和云之间的关系。
  科学家发现,在赤道及南北纬60°附近的云最多,有时云总量超过80%,与这里气旋活动频繁是一致的。在南北回归线附近,云最少,这和来自赤道地区的上升气流在此下沉有关。在对不同空间的云进行总体评估后,科学家发现,1984年后的20年内,全球总云量在减少。这难道是气候变暖所致?
  起初人们认为气温增加,会有更多水汽从海洋中蒸发,形成云。这与“气候变化使云减少”的假设相悖。后来,研究人员发现,温度升高的同时,大气饱和度提高了。这意味着,需要比原先更多的水汽才能形成云,云变得更难形成了。这似乎使科学家更为坚定地将气候变暖和云减少对应起来。
  但科学假说的验证总是不断推翻、重建的过程。云的形成和演变是动力、热力和微物理过程相互作用的共同结果,地表温度、水汽含量、太阳辐射都会影响云,这些过程中任何细微变化势必会改变云。因此,关于气候变暖和云的变化,科学家至今尚难直接建立起简单的线性关系。IPCC第五次评估报告表示,“变暖对低云影响有持续不确定性”,“宇宙射线和云量的变化之间没有确凿的联系被发现”。
  尽管如此,科学家仍然脑洞大开,尝试利用云“遮阳伞”的特性解决气候变暖问题。有地球工程学者提出海洋云增白这种减缓全球气温升高工程学方法。他们试图将细腻的盐粒推送到大气高处以增加云层的反射率,也就是让云像紫外线遮阳伞那样,更多反射太阳光,降低地表的温度。(摘自:中国气象网 作者:孙楠)

 

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