小編在去年到友校上暑校的時候被計算機學院的同學指着天上的雲問:這是什麼雲?
我答不出來剛考完大氣與海洋學的本編我答不出來!我能想起為什麼天是藍的我能回答為什麼夜晚城市天空是紅色的可我不知道天邊是什麼雲……
就是上面這片雲!
俺憋了半天:俺不記得了,學過就忘了。
同學看了我一眼,會心一笑:你就是瞎編我也不懂啊,咋那麼老實!
我???
小編痛定思痛,回校之後決定弄清楚雲的三族十屬,下次不管誰再問, 裝逼 簡單解釋還是沒問題的!
正值一年一度大氣海洋學“識雲”活動,愉快決定跟大家分享一下。
可惜因為疫情大家今年在全國各地
沒辦法“借鑒”作業了哈哈哈哈
三族十屬
要讨論雲的三雲十屬,首先,我們要知道雲是什麼。
雲是大氣中水汽凝結或凝華成的水滴、過冷水滴、冰晶或他們混合組成的其底不接地的可見聚合物(如果其底接地就變成了霧)。
雲由雲高、雲量、雲狀三個特征來描述。
雲高是指雲底距地面的垂直距離。
雲按照雲高,用2km和6km劃分了低雲、中雲、高雲三個雲族:
具有豐富經驗的專業人員可以目測得出較為正确的雲高結果,但更多時候需要通過儀器測量,比如氣球測量、激光測雲儀等等。而雲量全憑目測雲塊占天空的面積來估計。
小編在認真思考過後,決定将關注點放在雲狀上。根據雲狀,雲大緻分為層雲、積雲、卷雲。根據字面意思容易推測,層雲如幕布般覆蓋範圍廣且連續,積雲是小範圍面積上堆積形成縱深較高的雲朵,卷雲嘛,就是會卷的雲喽。實際上,這個推測非常合理(得益于前輩們為雲命名的準确性)。
下面從雲底高度在2km以下的低雲族開始。
低雲
高度小于2km
低雲族中的積雲(Cu)是頂部成圓弧形或重疊的圓形突起,底部幾乎水平,就像俺小時候畫的雲朵。
這畫的是雲,不是餃子!
積雲還分為淡積雲和濃積雲。淡積雲比較扁平,而濃積雲垂直發展較盛,呈花椰菜形或像重疊在一起的泡沫或圓弧狀突起。總的來說就是淡積雲較淡,濃積雲較濃(前輩們命名是真的妙!
這個是淡積雲:
淡積雲
但有時俺以為的濃積雲其實是淡積雲,比如:
而這圖左邊是淡積雲,右邊是濃積雲:
這才是真的濃積雲:
而積雨雲比濃積雲還要高聳,垂直發展很盛,其上部越過凍結層(也就是垂直高度上的0℃分界線),因而至少在某些部位開始結冰,且易水平鋪展開來,呈砧狀或大羽毛狀:
典型雲頂呈砧狀的鬃積雨雲
也正因為積雨雲非常高,太陽難以通過厚重的雲層到達雲底,因此雲底常十分黑暗。
厚重的雲底常十分黑暗(靈魂畫手本手
低雲
層積雲
層積雲由薄片、圓片或滾軸雲條組成,整列個體都相當大,呈灰或灰白色,雲塊常成群、成行或排列成波狀。“天上鯉魚斑,明天曬谷不用翻”說的就是層積雲。
中雲根據是否能透過太陽光分為透光/蔽光中雲,簡單來講就是你能看到太陽在哪兒或者能明顯區分天藍雲白,它就透光,你找不到太陽在哪兒或者覺得灰蒙蒙地,它就是蔽光中雲。
透光層積雲
透光層積雲
透光層積雲
蔽光層積雲
低雲
層雲
層雲是低而均勻的雲層,常呈灰色或灰白色。
其實雲和霧很像,都是由各種狀态的H2O的可見聚合物構成,區别大概隻在于是否和地面接觸吧!
層雲
至于雨層雲嘛,既然它帶“雨”字,很明顯和降水有關喽,雨天怎麼還會有人指着天邊的雲彩問俺“天上是什麼雲”呢?這俺就不管了。
下面是雲底高度在2km到6km的中雲雲族。
不知道大家在看三雲十屬的表格時有沒有發現一件非常有意思的事情是,中雲雲族中的雲屬都帶有“高”字,高層雲、高積雲。
你明明是中雲還稱高?
俺 合理 胡亂猜測,這大概是因為以前由于觀測條件顯示,科學家們無法觀測到6km以上的雲,因此他們“合理推測”6km以上無雲,位于2km-6km的中雲就是海拔最高的雲,因此将中雲稱作高x雲,然而雲屬稱呼既然已經用習慣了,他們就懶得改了。
好了言歸正傳。中雲分為高層雲和高積雲,高層雲塊頭很大,常布滿天空,它被 肢解 崩解之後變成高積雲。小編一開始想象高層雲大概像灰色幕布一樣基本均勻、覆蓋整篇天空、不留一點縫隙:
不留縫隙!
後來發現自己很蠢——高層雲中允許間隙的存在,但一定具備纖縷結構或毛細管的形态。
有縫隙!!
如果間隙太大,你可以看到一朵一朵的雲,它就是高積雲了。
高積雲
小編覺得中雲内部的分類是最簡單的了!如果已經知道雲底高度,判斷出是中雲,那麼很容易分辨出它是高層雲還是高積雲。
可是不同高度的層雲除了處在不同高度,老是長得很像。如果把高層雲和層雲(低雲中那個層雲)放在一起,就很難清了,畢竟非專業人士的目測雲高通常有問題。所以小編看圖的時候會特地注意雲高,再去不同族裡找對應。
比如大氣探測學的一張圖:
這直接觀察隻能知道它是層雲,不能目測出高度啊!倘若我們能推測出雲高就很好辦了。
上面雲圖的解釋
我們明确知道拍攝地點和海拔,海拔1100米處,小于2Km,顯然是低雲族中的。
至于我們乘坐飛機時拍攝的雲呢?我們知道,一般飛機飛行過程中都在對流層頂部或平流層底,而這兩層的分界線在我國(中緯度地區)約為11km,而中雲和高雲的分界線在6km,可以認為因而飛機上拍攝的雲都是高雲族中的。
不知道對流層頂在哪兒的看這兒
根據溫度梯度
将地球的大氣層劃分為五個圈層,從低到高為:對流層、平流層、中間層、熱層、散逸層。在對流層溫度梯度為負,在平流層為正,對流層頂是由負轉正的分界面。由于熱輻射作用不同季節對流層頂會變化,夏季對流層頂較高;不同地區對流層頂高度也不同,低緯度對流層頂較高,一般為7~9km,中緯度次之,為10~12km,高緯度的對流層頂最高,為16~18km。
實際上不同參考書對于低中高緯度的高度區間劃分、甚至不同課上的劃分都并不統一,不過這不重要,我們隻需要記住這是根據溫度梯度劃分的.
你會發現高雲雲族的雲屬名稱都帶“卷”字.
俺又 合理推測 胡亂猜測,這可能是因為6km以上的地方風很大,把雲吹亂了,它就會打卷兒。
不得不說高雲雲族是小編認為最美的一族,不管是從地面看還是從飛機上看。比如卷雲:纖細、毛羽狀,分離散出的雲,通常是白色,沒有影子。有沒有讀出無拘無束、自由飄蕩的感覺?
卷雲1(中科大D320宿舍路口向東方向拍攝
卷雲2(中科大伊斯特操場向東方向拍攝
高雲
卷雲
卷雲(Ci)分為毛卷雲、鈎卷雲、密卷雲、僞卷雲。
這些名字都非常形象!
毛卷雲似羽毛
鈎卷雲似鈎兒
密卷雲是大塊兒
僞卷雲是假的卷雲,它不好看(假的,别信俺
僞卷雲既有大塊兒又有羽毛和鈎兒。
倘若你願意仔細一點看它們的定義,可能會有更加清楚的了解;但若你沒有耐心,直接看圖體會吧。
【毛卷雲 Ci fil】
纖細的、平直或彎曲的絲縷狀雲,各部分分散,沒有融合成片的現象,并且任何一端沒有小簇或小鈎
【鈎卷雲Ci UrlC】
形狀好像點符号,雲絲向上一端有小簇或小鈎,常系統排列
【密卷雲 Ci dens】
常融合成片,中部有時有淡影,但邊緣部分卷雲的特征仍很明顯。有時厚度較大,容易誤認為中雲或低雲。
【僞卷雲 Ci not】
積雨雲頂上凍結部分與其主體分離後所形成的較厚的卷雲,常成砧狀。在未脫離母體前隻記Cb,不單獨記Ci not。
毛卷雲:
毛卷雲
毛卷雲
毛卷雲
毛卷雲
江面上出現的毛卷雲,被夕陽映射呈金黃色,由于高空風的垂直切變,毛卷雲成箭頭形
冰晶結構明顯的毛卷雲
上面的都是毛卷雲,下面是鈎卷雲:
鈎卷雲
鈎卷雲
鈎卷雲
還有密卷雲和僞卷雲:
密卷雲。因為雲體較厚,很容易讓人誤會是中雲或者低雲,注意密卷雲屬于高雲族。
僞卷雲
有一說一,我覺得密卷雲和僞卷雲的區别隻在于尾巴長不長。
長尾巴的就是密卷雲,雖然雲體厚度較大,然好歹還有較長的尾巴;尾巴不長的就是假卷雲,噢不,僞卷雲。
高雲
卷層雲和卷積雲
高雲族中還有卷層雲(Cs)和卷積雲兩屬。
卷層雲下,日月輪廓分明,時常可見暈,縱然雲厚,可是地面仍然有影。有時雲的組織幾乎看不出來,隻覺得天空不是那麼蔚藍;有時亂絲若隐若現,分布全天,又或絲狀清晰、如欲割裂天空。但是最最主要的判斷還是暈、日月輪廓分明、地物有影。
沒錯,暈,是大氣光象——“暈、華、虹、極光、海市蜃樓”裡面那個暈!是很容易跟華弄混的那個暈!
暈(Halo)和華都是以日、月為中心的光學現象,呈彩色環狀、弧狀、柱狀或亮點狀。暈内紅外紫,華的光環比暈小得多,色序正好與暈相反,内緣呈現青藍色,中間以黃色為主,最外緣為紅色,通常稱為華蓋。暈在卷層雲中,而華多産生于透光層積雲和透光高積雲中。
如果你沒有親眼看到過暈和華,那也沒有關系,卑微小編在大氣光象中也隻見過虹,我們一起來欣賞一下:
暈和毛卷層雲
暈和薄幕卷層雲
華
至于卷積雲(Cc),是白色白色細鱗片或小薄球狀組成的雲層或雲片,性質類似卷雲(Ci),多半沒有影子,常排列成行成群,視若水面微波。
卷積雲一般生成及消失都比較快,常在卷雲(Ci)或卷層雲(Cs)退化的階段出現。書上說:
【隻要符合下列條件之一的,就可以記作Cc:① 和Ci或Cs之間有明确的聯系,② 眼見從Ci或Cs蛻變而成,③ 确有冰晶雲的特質,而且雲的個體視角大部分小于1°(相當于在一臂距離處小指的視寬度)。】
卷積雲有時長得跟高積雲(Ac)很像,比如這個:
這是卷積雲
要分别這兩者的話,要麼你能目測出雲高,若是高雲(大于6km),那就是是卷積雲,若低于6km,則是中雲,那麼就是高積雲,然而目測雲高對于普通人如你我都挺難;要麼你能連續觀測看之前有沒有卷雲或者卷層雲。
要是有人像開頭的胖友一樣,突然興起指着天邊的雲問,俺判斷出了雲狀判斷不出雲高,俺一定讓他自己目測雲高,按照他目測的高度回答。
可機智死我了
那麼當初友校上空的雲我現在認識了嗎?
很遺憾,我不行。天上的雲不如教科書上單獨列出來的雲屬,簡單明了、容易區分
太難了!
它們變化太多了!
不同屬的雲怎麼能同時處在一片天空下?
但倘若能回到那個令人窒息的下午,我一定會瞎扯淡:
假裝知道很多的亞子
你看即使在同一片天空,不同地方的雲形态差别很大。右邊天空那幾塊大的是積雲,積雲下方那兩條雲你看到了嗎?我猜那是高雲族的毛卷雲,中間離我們更遠的一層比較像透光高層雲,我們可以看到落日餘晖不是?如果雲在類似的高度,看不到太陽光,那它就是蔽光高層雲。說是它是高層雲,其實在雲族的劃分裡面它隻是“中雲”哈哈哈哈。左邊片雲沒有光照,灰灰的亞子,可能是因為太陽落到它的地平線下,照不到它了吧。
然後再假裝謙虛地說大實話:
雲根據高度分為三個雲族,用2km和6km劃分了低雲、中雲和高雲,經驗豐富的人才能比較準确地目測出雲高,俺是不行的。兩種雲狀之間有時候是很難于區别的,通常在雲狀觀測和識别的過程中,要抓住雲屬本身的特征綜合分析,還要連續觀測。所以直接看天識雲就盲猜,不一定準确啦!
這是俺們從百度找的圖,能概括今天說的大部分了:
最後
看過本文的小夥伴們
希望你們被問“這是什麼雲”時不會像小編當初一樣傻傻說不知道
希望你們可以來一段即興 裝* 科普
也希望身邊的胖友善待俺們這些僅僅學過三族十屬皮毛的學生
最後的最後
正在學大氣海洋學的胖友們
不要緊張,
當然我覺得沒幾個人會緊張
這門課你在考前認真背兩三天
對付考試完全沒問題;
但是也不要掉以輕心
認真學和不認真學的差别還是蠻大的
祝你們好運。
1 完
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圖片來源:
中國科學技術大學《大氣探測學》課程
麥李婷供圖
部分圖片來自網絡
撰稿:胖妞不胖
美編:胖妞不胖
來源:石頭科普工作室
編輯:Kun
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