云的观测(3)教材

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、测定云高由细小的冰晶组成云底高度通常在5000米以上。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。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(Cifil)密卷云(Cidens)伪卷云(Cinot)钩卷云(Ciunc)毛卷层云(Csfil)勾卷层云(Csnebu)卷积云(Cc)5卷云（Ci）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。由冰晶组成。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（Cifil）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。日月透过毛卷云地物阴影比较明显。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。712密卷云（Cidens）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。云量逐渐增多时，透过密卷云可观测到不完整的晕。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（Cinot）云体较大而厚密，有时似砧状。积雨云衰退时段，云的顶部脱离母体演变而成。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（Ciunc）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。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：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。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：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”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。卷层云与气旋以及暖锋有关，位于雷雨层顶部。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（Csfil）白色丝结构明显，云体厚薄不很均匀的卷层云。32勾卷层云（Csnebu）均匀的云幕，有时薄得几乎看不见，只因有晕，才证明其存在；云幕较厚时，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：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。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）成因：高空大气层结不稳定产生波动作用而形成的。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”421.3形成云的基本过程（1）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。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。431.3形成云的基本过程（2）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）。降温冷却过程是成云的主要过程。降温冷却过程主要有以下几种：绝热上升冷却混合冷却辐射冷却441.3形成云的基本过程（3）绝热上升冷却空气上升时，绝热膨胀冷却。水汽一定时，上升运动是关键。产生上升运动的原因：热力（对流运动）动力（动力抬升）三种上升运动：451.3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。461.3形成云的基本过程（5）混合冷却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。当温度降低到一定的程度以后，就凝结成云。471.3形成云的基本过程（6）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，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。481.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、

水汽含量和凝结高度。

——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572.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593.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624、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。635、钩状云的形成机理

通常出现的是钩卷云（Ciunc)，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云的观测云的观测主要是观测什么？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云的观测主要是观测什么？

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761.4.2估计云量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。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。771.4.2估计云量云量观测包括总云量低云量总云量：指观测时天空被所有的云遮蔽的总成数。低云量：指天空被低云所遮蔽的成数。均记整数。78总云量的观测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1／10时，云量为“1”；云块占天空2／10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Cbcap3成、密卷云Cidens2成、积云性高积云Accug1成；

记为：6/32、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Cifil，不到1/20。云量记为：0例3：云布满天空，有空隙，毛卷云Csfil6成、淡积云Cuhum2成、层积云Sccug2成。

云量记为：10-/482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。天空无云，或者虽有零星云层，但云量不到2成时称为晴；低云量在8成以上称为阴；中、低云的云量为1-3，高云的云量为4-5时，称为少云；中、低云的云量为4-7，高云的云量为6-10时，称为多云。一般说来，当天空被云掩蔽，颜色发白，地上东西显得明亮时，这种云较高。相反，云色呈灰或灰黑色，显得阴沉，这种云则较低。移动慢的云较高，移动快的云较低。83夜间云的观测和记录傍晚时，应注意云的状况和演变趋势，为夜间观测打下基础。观测前应先到黑暗处停留一段时间，待眼睛适应后环境后再进行观测。观测时，可根据视觉，结合星光的疏密、清晰程度，以及伴见的天气现象和实测云高，参照傍晚时云的状况判别云状，估计云量。记录方法与白天相同。夜间云状的观测

1.根据天气演变及天气现象推理；

2.有灯光时，云越低天空越亮；

3.没有灯光时，云越低天空越黑；夜间云的特征

1.卷层云Cs：星光模糊，分布均匀，天空呈灰黑色；

2.高层云As：一般没有星光，偶尔可见个别星光，天空呈黑色；

3.雨层云Ns：不见星光，天空呈黑暗，地上有灯光时呈灰白；

4.层云St：不见星光，薄的隐约可见个别星光，呈灰白；

5.卷积云Cc：星光有的地方模糊，有的地方可见，呈灰黑色；

6.高积云Ac：透光时星光若隐若现；蔽光时不见星光，呈黑色；

7.层积云Sc:透光时星光若隐若现；蔽光时不见星光，呈黑色；

8.积云Cu：星光随着云体变化，有时不见有时清楚，呈黑色；

9.积雨云Cb：有云的天空星光全被遮蔽，无云区星光清晰明亮，借闪电可云体形状；呈黑色。8485天空状态不明时云状、云量的记录因雪暴、雾使天空的云量、云状无法辨明时，总、低云量记10，云状栏记现象符号。因吹雪、雾使天空的云量、云状不能完全辨明时，总、低云量记10，云状栏记现象符号和可见的云状。虽有吹雪、雾的现象，但天空的云量、云状可完全辨明时，则按正常情况记录。因烟、霾、浮尘、沙尘暴、扬沙等尘粒现象使天空云量、云状全部或部分不明时，总、低云量记“-”，云状栏记该现象符号或同时记录可辨明部分的云状；若透过这些天气现象能完全辨明云量、云状时，则按正常情况作记录。86山地台站的观测和记录当云底高于测站时，观测记录方法与其他台站同。观测时遇有云顶低于测站的云，应在观测薄纪要栏中尽可能纪录其云状、云量及利用已知高度的物体确定其云顶距离测站水平线下的高度。此时应对这些云的上部表面加以简单描述。观测时遇有云底低于测站，而云顶高于测站的云，应在观测薄纪要栏纪录其云状、云量，云底高度记<0。云笼罩测站时，按雾记，若云雾移出测站时，应按云纪录。87云的观测主要是观测什么？云底距测站地面的垂直距离称为云高。判定云状估计云量测定云高881.4.3测定云高云高：指云底距测站地面的垂直距离。有条件的台站云高应尽量实测；无实测条件时，只在发报观测时间进行估测。云高以米为单位记入观测薄相应栏中，并在云高数值前加记云状。云状只记十个云属和Fc（碎积云）、Fs（碎层云）、Fn（碎雨云）三个云类。实测云高在数值右上角记“S”，估测云高不记任何符号。891、实测云高可用气球、云幕灯，激光测云仪测定。90（1）气球测定云高用已知升速的氢气球，观测其进入云底的时间，乘以气球升速求得：云底高度=气球升速×（分钟数+秒数/60）主要用于低云（<900m），因为较高时风速大，气球进入云层前就飞出了目测视野。降水时影响气球升速，一般不用。夜间可在气球下挂电池灯或蜡烛灯笼。91（2）420型云幕灯测云高一种夜间实测云高的仪器。由光源、反光装置和支架保护装置三部分组成。观测时，利用云幕灯灯光垂直照射云底，形成一个明显的光点，在距云幕灯已知水平距离

L

的观测点，用仰角器瞄准光点，测得仰角值为α

，根据直角三角形的原理，用如下公式求算出云高H

为：92H=Ltgα安装云幕灯应固定安装在距观测点300米或500米处。大反光镜镜面边沿应当水平，其中心点与小反光镜中心点垂直，底部支柱垂直固定在地上，以使光柱垂直于地面。电源开关安在观测点上，以便于观测。93（3）激光云高仪测云高激光器发射光束到云体,反射回来被接收所用的时间为t,光速为c,则942、估测云高用目力估计、经验公式计算或利用已知目标物高度估测等方法估测云高。95（1）目测云高根据云状来估测云高正确判定云状，根据云体结构，云块大小、亮度、颜色、移动速度等情况，结合本地常见云高范围进行估计。根据观测经验经常对比目测云高与实测云高，总结和积累经验，提高目测水平。96（2）用经验公式计算云高积云、积雨云云高H，可以利用下列公式估算：

t-tdH=——————≈124(t-td)米

γd-γzt为气温，td为露点温度γd

为干空气的绝热直减率，近似于0.98℃/100米γz为露点温度在干绝热阶段的直减率，近似于0.17℃/100米。97（3）利用已知目标物高度估测云高当测站附近有山、高的建筑物、塔架等高大目标物时，可以利用这些物体的高度估测云高。首先应了解或测定目标物顶部和其它明显部位的高度，当云底接触目标物或遮掩其某一部分时，可根据已知高度估测云高。利用目标物高度估测云高时，必须注意目标物距观测点的远近，能见度的好坏。防止因视差而影响估测云高的结果。98云属云底高度范围

说明积云600—2000沿海及潮湿地区，或雨后初晴的潮湿地带，云底较低，有时在600米以下；沙漠和干旱地区，有时高达3000米左右积雨云600—2000一般与积云云底高度相同。有时由于有降水，云底比积云底。层积云600—2500当低层水汽充沛时，云底可在600米以下。个别地区有时高达3500米左右层云50—800与低层湿度有密切关系，湿度大时云底较低；低层湿度小时，云底较高。雨层云600—2000刚由高层云变来的雨层云，云底一般较高高层云2500—4500刚由卷层云变来的高层云，有时可高达6000米左右高积云2500—4500夏季，在我国南方，有时高达8000米左右卷云450