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出品:科普中國
作者:氣象萬千科普?qǐng)F(tuán)隊(duì)
監(jiān)制:中國科普博覽
大家可能都有這樣的經(jīng)驗(yàn):天空中云量增加,云層降低,天氣可能會(huì)轉(zhuǎn)壞;相反,云量減少,云層升高可能是天氣好轉(zhuǎn)的預(yù)兆。
那么,你知道云是怎么形成的嗎?天上那些姿態(tài)萬千的云彩又預(yù)示著會(huì)發(fā)生什么樣的天氣過程呢?下面讓我們一起來揭開這些秘密吧!
云 (圖片來源:veer圖庫)
一、云的成因和成分
云的形成主要是由水汽凝結(jié)造成的。
我們都知道,從地面向上十幾公里這層大氣中,越靠近地面,溫度越高,空氣也越稠密;越往高空,溫度越低,空氣也越稀薄。
另一方面,江河湖海的水面,以及土壤和動(dòng)、植物的水分,隨時(shí)蒸發(fā)到空中變成水汽。水汽進(jìn)入大氣后,成云致雨,或凝聚為霜露,然后又返回地面,滲入土壤或流入江河湖海。以后又再蒸發(fā)(升華),再凝結(jié)(凝華)下降。周而復(fù)始,循環(huán)不已。
水汽從蒸發(fā)表面進(jìn)入低層大氣后,這里的溫度高,所容納的水汽較多,如果這些濕熱的空氣被抬升,溫度就會(huì)逐漸降低,到了一定高度,空氣中的水汽就會(huì)達(dá)到飽和。如果空氣繼續(xù)被抬升,就會(huì)有多余的水汽析出。如果那里的溫度高于0°C,則多余的水汽就凝結(jié)成小水滴;如果溫度低于0°C,則多余的水汽就凝化為小冰晶。在這些小水滴和小冰晶逐漸增多并達(dá)到人眼能辨認(rèn)的程度時(shí),就是云了。
二、如何給不同的云分類?
現(xiàn)在我們已經(jīng)知道云主要是由空氣上升絕熱冷卻而形成的,這是云形成的共性。但除此之外,天上的云總是形態(tài)各異,千變?nèi)f化的,這又是為什么呢?
總的來說,這是因?yàn)樗谀Y(jié)或凝華過程中有著不同的特點(diǎn),因而形成了不同的云狀,這就是不同云形成的個(gè)性。
根據(jù)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、結(jié)構(gòu)和成因可將其劃分為十屬二十九類,它們主要是:
1.低云
包括層積云、層云、雨層云、積云、積雨云五屬(類),其中層積云、層云、雨層云由水滴組成,云底高度通常在2500米以下。大部分低云都可能下雨,雨層云還常有連續(xù)性雨、雪。而積云、積雨云由水滴、過冷水滴、冰晶混合組成,云底高度一般也常在2500米以下,但云頂很高。積雨云多下雷陣雨,有時(shí)伴有狂風(fēng)、冰雹。
層積云 (圖片來源:veer圖庫)
2.中云
包括高層云、高積云兩屬(類),多由水滴、過冷水滴與冰晶混合組成,云底高度通常在2500-5000米之間。高層云常有雨、雪產(chǎn)生,但薄的高積云一般不會(huì)下雨。
3.高云
包括卷云、卷層云、卷積云三屬(類),全部由小冰晶組成,云底高度通常在5000米以上。高云一般不會(huì)下雨,但冬季北方的卷層云、密卷云偶爾會(huì)降雪。
三、看云識(shí)天氣
長(zhǎng)期的觀測(cè)和實(shí)踐表明,云的產(chǎn)生和消散以及各類云之間的演變和轉(zhuǎn)化,都是在一定的水汽條件和大氣運(yùn)動(dòng)的條件下進(jìn)行的。人們看不見水汽,也看不見大氣運(yùn)動(dòng),但從云的生消演變中可以看到水汽和大氣運(yùn)動(dòng)的一舉一動(dòng),而水汽和大氣運(yùn)動(dòng)對(duì)雨、雪、冰、雹等天氣現(xiàn)象起著極為重要的作用。
千百年來,我國勞動(dòng)人民在生產(chǎn)實(shí)踐中根據(jù)云的形狀、來向、移速、厚薄、顏色等的變化,總結(jié)了豐富的"看云識(shí)天氣"的經(jīng)驗(yàn),并將這些經(jīng)驗(yàn)編成諺語。
我們?cè)谶@里列舉幾個(gè)有關(guān)"看云識(shí)天氣"的諺語,有興趣的朋友不妨留心一下,在“賞云”之時(shí)作一些觀察對(duì)照。
“云交云,雨淋淋”:云交云指上下云層移動(dòng)方向不一致,也就是說云所處高度的風(fēng)向不一致,常發(fā)生在鋒面或低壓附近,所以預(yù)示有雨,有時(shí)云與地面風(fēng)向相反,則有“逆風(fēng)行云,天要變”的說法。
“棉花云,雨快臨”:棉花云指絮狀高積云,出現(xiàn)這種云表明中層大氣層很不穩(wěn)定,如果空氣中水汽充足并有上升運(yùn)動(dòng),就會(huì)形成積雨云,將有雷雨降臨。
棉花云 (圖片來源:veer圖庫)
“魚鱗天,不雨也風(fēng)顛”:魚鱗天指卷積云,出現(xiàn)這種云,表明高層大氣層不穩(wěn)定,如果云層繼續(xù)降低、增厚,說明本地區(qū)已處于低壓槽前,很快會(huì)下雨或刮風(fēng)。
“早霞不出門,晚霞行千里”:早晨東方無云,西方有云,陽光照到云上散射出彩霞,表明空中水汽充沛或有陰雨系統(tǒng)移來,加上白天空氣一般不大穩(wěn)定,天氣將會(huì)轉(zhuǎn)陰雨;傍晚如出晚霞,表明西邊天空已放晴,加上晚上一般對(duì)流減弱,形成彩霞的東方云層,將更向東方移動(dòng)或趨于消散,預(yù)示著天睛。
此外,還有不少諺語是從云色和云形來預(yù)兆要下冰雹的。例如,內(nèi)蒙古有“不怕云里黑,就怕云里黑夾紅,最怕黃云下面長(zhǎng)白蟲”等諺語,山西有“黃云翻,冰雹天;亂攪云,雹成群;云打架,雹要下”、“黑云黃云土紅云,反來復(fù)去亂攪云,多有雹子災(zāi)嚴(yán)重”等諺語。這些都說明當(dāng)空氣對(duì)流強(qiáng)盛,云塊發(fā)展迅猛,像濃煙一股股地直往上沖,云層上下前后翻滾時(shí),就容易下冰雹。
有關(guān)于云的學(xué)問遠(yuǎn)不止以上這些,如果你感興趣的話,不妨多多觀察和記錄學(xué)習(xí)吧!
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