云的观测课件1

云的观测&2.1概述云是悬浮在空中的小水滴或冰晶微粒,或两者混合组成的可见集合体。有时也包含一些较大的雨滴、冰粒或雪粒。底部不接触地面，并有一定的厚度。云是水汽在空中的凝结或凝华现象。云滴的直径一般是毫米量级。云滴在大气中由凝结和碰并增大，并以降水的现象从云中降落云的外形、数量、分布、移动和变化都标志着当时大气中的各种物理状况。云的形成和演变，是大气中运动过程的具体表现，预示着未来天气变化的重要征兆。因此说，云有天气现象的指示性。借助云的观测，对正确判断大气运动状况，特别是对短期临近天气预报有重要意义。例如：朝有城堡云，午后雨淋淋；天上钩钩云，地上雨淋淋；云与航空安全；云与人工影响天气；云与人工消雹；云与人工增雨；观测项目包括：云状、云量、云高的观测，和利用云的编码发报。观测云的地点必须开阔，能看见全天空以及地平线。大气中云的形态是千变万化的，与区域、地形、地表特征、及天气系统有关，有其变化规律可循。做到对云的准确观测，必须了解形成云的动力、热力物理过程、形成机制、发展过程和云的高度等。在观测实践中总结、积累观云识天的经验也是非常重要的。&2.2云的分类和云的特征一、云的分类

1.形态学分类：按云的外形和云底高度分为3族10属29种。见《中国云图》，P3，表1。2.发生学分类:按云形成的物理过程和形态特征分为积状云，层状云，波状云。

积状云：积云Cu,积雨云Cb,卷云Ci

层状云：卷层云Cs,高层云As，雨层云Ns,层云St

波状云：卷积云Cc,高积云Ac，层积云Sc云的种类和它的分布高度三族、十属、29类

云状分类表

云的形状多种多样，瞬息万变，徇丽多姿。因此，云的识别是难度较大的目测项目。 要比较准确的判断、辨认各种云状，除了掌握云的外形特征，演变规律，更重要的是了解形成云的物理过程。

二、云的特征见《中国云图》，P4（一）低云：5属14类

包括：积云Cu、积雨云Cb、层积云Sc、层云St、雨层云Ns。

低云多由水滴组成，垂直发展旺盛的低云由水滴、过冷水滴和冰晶组成。云底在2500m以下，随季节、地理纬度变化。

大部分低云都可能产生降水，雨层云常有连续性降水，积雨云多阵性降水，有时降水量很大。

1.积云Cu

成因：在不稳定层结的空气中，由于热力和动力产生对流作用，使水汽凝结而成的云。

特征：生成的云体垂直向上发展；消散时向水平方向扩展，常为分散孤立大云块。个体明显，底部较平，顶部成圆弧形或重叠的圆弧形突起。云块之间多不相联。 发展旺盛的积云，可降小阵雨。

（1）淡积云Cuhum参见《中国云图》P16-25

特征：云的个体不大，轮廓清晰，底部较平，顶部呈圆弧形凸起，垂直发展不旺盛，云底较扁平，薄的云块呈白色，厚的云块中部有淡影。分散在空中，晴天常见。

成因：当大气中产生对流运动时，一部分空气上升，四周空气下沉补充，下沉气流区则因绝热增温，不会凝结成云；上升气流的水平范围从几十米到几千米，这种大小不等的上升气块，到达凝结高度时，便形成了许多孤立分散的对流单体，并形成了大小不一的积云体。 淡积云由直径5-30微米的水滴组成,而北方和高寒地区冬季的淡积云是由冰晶组成,有时会下零星雨雪.

（2）碎积云Fc

参见《中国云图》P26-29

特征：破碎的不规则的积云块，个体不大，轮廓不完整，形态多变，多为白色碎块，往往是破碎了的或出生的积云。 成因：积云体的形成，开始并不很明显，往往是边形成边消散。所以，形成了薄而边缘破碎的碎积云。大气中对流增强时，碎积云可以发展成淡积云。若有强风和湍流时，淡积云的云体会变的破碎，形成碎积云。碎积云多由1-15微米的水滴组成.天空中若只有碎积云出现，且无明显发展时，一般表示天气系统稳定。

（3）浓积云

Cucong参见《中国云图》P30-45

特征：云的个体高大，轮廓清晰，底部较平、阴暗，垂直发展旺盛，垂直高度一般大于水平宽度，顶部呈圆弧形重叠凸起，很象花椰菜。

成因：浓积云由淡积云发展而成，是对流云发展的旺盛阶段。一般不产生降水，但有时降小雨。如果在早晨有浓积云发展，表明大气层结不稳定，常有积雨云发展，甚至有雷阵雨产生。浓积云是由大小不同的水滴组成，小水滴直径一般为5-50微米之间；大水滴多出现在100-200微米之间。当垂直气流很强，发展旺盛时，顶部温度在-10C以下，可出现霰和冰晶。有时顶部出现一条白云，叫做幞状云。

2、积雨云Cb

特征：云体庞大、浓厚，很象耸立的高山，顶部已开始冻结，呈白色，轮廓模糊，有的有毛丝般的纤维结构。云底阴暗，气流混乱，起伏明显，有时呈悬球状结构，常有雨幡下垂，或伴有碎雨云。

成因：积雨云是对流云发展的极盛阶段。发展成熟的积雨云常产生较强的阵性降水，并伴有大风、雷电等现象。有时还会降冰雹，偶尔有龙卷风产生。积雨云多由水滴、过冷水滴、冰晶、雪花组成，有时还包含有霰粒、冰雹。在云内有强烈的上升、下沉气流区，可观测到速度为几十米/秒的上升、下沉气流，并经常出现起伏不平的云底。 类别有：（1）秃积雨云Cb

calv

参见《中国云图》P46-51

这种云是浓积云向鬃积雨云发展的过渡阶段。云顶已开始冻结，云顶花椰菜形的轮廓渐渐模糊，丝絮状结构还不太明显，云体其余部分仍具有浓积云特征。这是积雨云的初始阶段，存在时间较短促。（2）鬃积雨云Cbcap参见《中国云图》P116-125

这种云是积雨云发展的成熟阶段。由秃积雨云发展而成。云顶白色，丝絮状结构明显，常呈马鬃状和铁砧状，底部阴暗，气流混乱。 由淡积云——浓积云——秃积雨云——鬃积雨云是对流增强时依此发展形成的为低空积状云的四个阶段。当对流减弱，云内下沉气流占主导作用时，云体将逐渐瓦解消散，演变成其它的云。（图示）

淡积云Cuhum碎积云Fc浓积云Cucong积雨云Cb

浓积云的发展Cucong

浓积云的发展Cucong浓积云的发展Cucong浓积云的发展Cucong秃积雨云Cb

calv鬃积雨云Cbcap

鬃积雨云发展尺度Cbcap3、层积云Sc

特征：云块较大，在厚薄、形状上有很大差异，常呈灰白或灰色。薄的云可辨别太阳位置，厚的云比较阴暗。云块常成群、成行或成波状排列。布满天空，犹如大海的波涛。

成因：在多数情况下，层积云是由于空气的波状运动和湍流混合作用使水汽凝结而成。有时是由强烈的辐射冷却而形成的。一般表示天气稳定，若层积云逐渐加厚，甚至融合成层，则表示天气将有变化。低而厚的层积云往往产生降水。层积云厚度一般从几百米到二千米。多由直径为5-40微米的水滴组成。在冬季出现的层积云也可能由冰晶、雪花组成。类别有：（1）透光层积云Sctra

参见《中国云图》P62-75

特征：云块较薄、呈灰白色，排列整齐，云块之间常有明显缝隙，边缘比较明亮。（2）蔽光层积云Scop参见《中国云图》P76-91

云块较厚，呈暗灰色，云块之间无缝隙，常密集成层，底部有明显的波状起伏，常布满全天，可产生降水。（3）积云性层积云Sccug

参见《中国云图》P52-61

云块较大，呈灰白色，多为条状，顶部具有积云特征。是由衰退的积云或积雨云扩展而成。也可由傍晚地面湿热空气上升凝结而成。它的出现一般表示对流减弱，天气系统逐渐趋向稳定，但有时可降小雨。（4）堡状层积云Sccast参见《中国云图》P186-193

云块细长，底部平整，顶部凸起，有垂直发展地趋势。远处看去，好象城堡或长条形锯齿。 堡状层积云是由于较强的上升气流突破稳定层后，局部垂直发展所形成的。如果大气中对流继续增强，水汽条件也具备，则往往预示有积雨云发展，甚至有雷阵雨产生。（5）荚状层积云Sclent参见《中国云图》P298-299

中间厚、边缘薄，形似豆荚、梭子状的云条。个体分明。在山区由于谷地聚集充沛的水汽，受地形抬升作用，常常在山脊上空形成荚状云。（图示）堡状云Sccast

毛卷云Ci

fil

透光层积云Sctra

蔽光层积云Scop

积云性层积云Sccug

堡状层积云

Sccast荚状层积云

Sclent堡状层积云Sccast

4、层云St(1)层云St参见《中国云图》P98-101

云体均匀成层，呈灰色，很象雾，云底很低，但不接触地面，一般由直径5-30微米的水滴或过冷水滴组成。厚度一般400——500米。层云是在气层稳定的情况下，由于夜间强烈的辐射冷却或湍流混合作用使水汽凝结或由雾抬升而成。层云经常在日出后由于气温升高，稳定层结被破坏而随之消散。有时层云也会降毛毛雨或米雪。（2）碎层云Fs参见《中国云图》P102-111

云体为不规则的碎云片，形状多变，移动较快，呈灰色或灰白色，往往是由消散中的层云或雾抬升而成。天空出现碎层云多预示晴天。5、雨层云Ns(1)雨层云Ns参见《中国云图》P108-111

灰暗的均匀云层，能完全遮蔽日月，云底常伴有碎雨云。云底混乱，没有明显的界限，云层水平分布范围很广，常布满全天。云层厚度4000——5000米。一般有连续性降水。云层较高的雨层云，常形成下垂的雨幡或雪幡。雨层云多由高层云发展而成，如可从蔽光高积云、蔽光层积云演变而成。（2）碎雨云Fn参见《中国云图》P104-107

云体低而破碎，形状多变，移动较快，呈灰色或暗灰色，常出现在雨层云、积雨云或高层云下。是由于降水物蒸发，空气湿度增加，在湍流作用下水汽凝结而成。这种低而破碎的云，叫作恶劣天气下的碎雨云。所谓，恶劣天气，一般指降水时或降水前后的天气状况（黑云压境）。雨层云

Ns碎雨云

Fn层云

St碎层云

Fs（二）中云两类八属

中云由水滴、过冷水滴与冰晶混合组成。云底高度一般在2500——5000米之间。高层云常产生降水。

中云包括：高层云As、高积云Ac、两属八类。1、高层云As

云体均匀成层，呈灰白色或灰色，云体常有条纹结构，多出现在锋面云系中，常布满全天。高层云是由直径5-20微米的水滴、过冷水滴和冰晶组成。 演变成雨层云Ns时，云底有时出现雨幡、雪幡，产生降水。

演变过程：毛卷云Ci

fil

——

密卷云Cidens——

卷层云Cs——

高层云As——

雨层云Ns

类别有：（1）透光高层云Astra

参见《中国云图》P134-139

薄而均匀的云层，呈灰白色，日月朦胧可见，好象隔了一层毛玻璃。（2）蔽光高层云Asop参见《中国云图》P140-145

云体较厚，厚度较均匀，呈灰色，布满全天，不见日月，可产生连续性或间歇性降水。2、高积云As

云块较小，轮廓分明，在厚薄、形状上差异很大，薄的云块呈白色，能见日月轮廓；厚的云块呈灰色，日月轮廓分辨不清。常呈圆形、瓦块状、鱼鳞片或水波状的密集云条。并且，成群、成行、成水波状排列。 高积云由水滴、过冷却水滴与冰晶混合组成。日月光透过高积云时，常形成内蓝外红的光环或华。 高积云的成因与层积云相似。薄的高积云稳定少变，一般预示晴天，谚语“瓦块云，晒煞人”，“天上鲤鱼斑，晒谷不用翻”。 高积云发展增厚，并融合成层，则说明天气将有变化，甚至会产生降水。 类别有： （1）透光高积云Actra

参见《中国云图》P146-155，164—171

云块较薄，呈白色，向一个或者两个方向整齐排列，云块之间有明显缝隙，能辨别日月位置。（2）蔽光高积云Acop参见《中国云图》P178-179

云块较厚，个体密集，云块间无缝隙，不透光，不能辨别日月位置。有短时降水产生。（3）荚状高积云Aclent参见《中国云图》P156-163

云块呈白色，中间厚，边缘薄，轮廓分明，呈豆荚状或椭圆形。当日、月光照射云块时，常产生彩虹。多由过山气流，或上升、下沉气流汇合而成。多预示晴天。（4）积云性高积云Ascug

参见《中国云图》P172-177

云块大小不一，呈灰白色，外形略有积云特征，是由衰退的积云或积雨云扩展而成。预示天气稳定。（5）絮状高积云Asflo

参见《中国云图》P198-203

云体边缘破碎，向棉絮团，呈灰色或灰白色。是由强烈的湍流作用将湿空气抬升而形成的。预示将有雷阵雨天气来临。（6）堡状高积云Ascast参见《中国云图》P194-197

外形特征和表示的天气状况与堡状层积云相似，但云块较小，高度较高。预示将有雷雨天气。透光高层云

Astra蔽光高层云Asop

透光层积云

Sctra

蔽光层积云

Scop由堡状高积云Accast发展的积云性高积云Accug（三）高云 由细小的冰晶组成，云底高度通常在5000米以上。一般不产生降水，冬季北方的卷层云、密卷云偶尔也会降雪，有时可以见到雪幡。

高云包括：卷云、卷层云、卷积云三属七类。1、卷云Ci

云体具有纤维状结构，通常成白色，有柔丝般的光泽，多呈丝条状、片状、羽毛状、钩状、团状、砧状等。由冰晶组成。（1）毛卷云Ci

fil

参见《中国云图》P210-223，252—257

云块很薄，呈白色，毛丝般的纤维状结构清晰，云丝分散，形状多变，日、月光透过云体地物阴影很明显。 毛卷云的出现预示晴天。如果毛卷云增厚，发展成卷层云，则预示将有天气系统来临，天气将有变化。（2）密卷云Cidens参见《中国云图》P224-237，258—259

云体较厚，薄的部分呈白色，厚的部分略有淡影，边缘毛丝般纤维结构仍较明显。云丝密集，融合成片。 密卷云的出现，多预示天气稳定。若演变成卷层云，则预示天气系统将来临，天气将有变化。（3）伪卷云Cinot参见《中国云图》P238-239

在积雨云崩溃消散时，从积雨云顶部脱离的云。云体大而厚密，常呈铁砧状。（4）钩卷云Ci

unc

参见《中国云图》P240-251

云体很薄，呈白色，云丝往往平行排列，向上的一头有小钩，很像逗号。 预示将有天气系统过境，将在短期内有阴雨天气。“天上钩钩云，地上雨淋淋”。2、卷层云Cs

云体均匀成层，透明或呈乳白色，透过云层日月轮廓清晰，地物有影，常有晕的现象出现。 预示将有天气系统影响本站。有“日晕三更雨，月晕午时风”的说法。（1）薄幕卷层云Csnebu

参见《中国云图》P274-279

云体很薄而又均匀，毛丝般的纤维结构不明显，有时误认为无云，一般从是否有晕来判断。（2）毛卷层云Csfil

参见《中国云图》P280-285，260—271

云体薄而不很均匀，毛丝般纤维结构较明显。有时很像大片薄的密卷云。3、卷积云Cc参见《中国云图》P286-293

云块个体很小，呈白色细鳞片状，常成行、成群排列整齐，很像微风吹拂水面而成的小波纹。 卷积云通常是由高空层结不稳定产生波动而形成的。如果天空以卷云为主，而又有卷云、卷层云，并有发展趋势，一般预示将有天气系统影响测站，常有阴雨或大风天气来临。谚语：“鱼鳞天，不雨也风颠”。伪卷云Cinot钩卷云Ci

unc毛卷云Ci

fil密卷云Cidens薄幕卷层云Csnebu毛卷层云Csfil卷积云Cc密卷云Cidens透光高积云

Actra蔽光高积云

Acop荚状高积云

Aclent积云性高积云

Accug絮状高积云Acflo

堡状高积云

Accast&2.3云形成的基本过程和支配因素一.云形成的基本过程：云的外形与形成过程密切相关。云的形成过程是空气中的水汽达到饱和或过饱和状态而发生凝结的过程。使空气中水达到汽饱和的途径有：

——水汽含量不变，空气降温冷却；

——温度不变，增加水汽含量；

——既增加水汽含量又降低温度。 形态各异的云是由不同的物理过程形成的。下面举例说明几种云的形成机理。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、 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。

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

对流形成积云对流云形成云机理淡积云浓积云积雨云发展过程淡积云浓积云积雨云

冰晶过程冷云(云体冷于0C)

云的高度分布积雨云积云发展景象积云降水机制强对流云中冰雹形成机制2.波状云的形成机理

——大气层受地形扰动抬，达到凝结高度形成的云；

图示

——在逆温层附近上升、下沉运动产生的云；

图示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。图示

——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。图示

——冷锋下沉气流与冷锋前暖湿气流抬升作用，形成荚状云。图示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。图示

——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。图示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。图示

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。地形云的形成机理荚状云的形成机理滚轴云荚状云背风波云气流过山形成的荚状云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大气波动形成的云一些特别的云荚状云（蘑菇云）过山云（旗云）冰晶（帽云）悬球状云凝结尾迹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。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。&2.4云量云状的观测记录方法一.云量的观测：云量是指云遮蔽天空的成数，将天空分为10成。

记录要素：总云量、低云量，记整数不计小数。总云量：天空被所有云遮蔽的成数。

低云量：天空被低云遮蔽的成数，

Cu、Cb、Sc、St、Ns

记录方法：云量布满天空时记为10；占十分之一时记为1，以此类推；布满天空但是又有缝隙时记为10-；天空云量小于二十分之一时记为无云；记录时总云量为分子，低云量为分母。

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Csfil6成、淡积云Cuhum2成、层积云Sccug2成。

云量记为：10-/4二.云状的记录首先看云的形状，再看其结构（有无冰晶）、透明度及相关天气现象。 例如：连续性降水，记雨层云Ns

闪电雷鸣，记积雨云Cb

天空布满云，但有日晕，记卷层云Cs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。三.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。&2.5云高的观测一.目测云高：云底距地面的垂直距离叫云高。单位:米积云Cu:600-2000米，沿海可低于600米，沙漠、高原高达3000米

积雨云Cb:600-2000米，沿海可低于600米，沙漠、高原高达3000米层积云Sc:600-2500米，水汽充沛时低于600米，干燥区高达3500米

雨层云Ns:600-2000米

高层云As:2500-4500米，由卷云过渡来的高层云高达6000米高积云Ac:2500-4500米，夏季低纬地区可高达8000米

卷云Ci:4500-10000米，夏季低纬可高达17000米，冬季高纬地区低于2000米

卷层云Cs:4500-8000米，冬季高纬地区可低于2000米卷积云Cc:4500-8000米二.器测云高

1.利用匀速上升的气球气球升速:W,入云时间t,则云高H=W*t2.云幕灯测云高

3.激光器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

激光云高仪测云高卫星观测云静止气象卫星极轨气象卫星红外测云&2.6云的国际电码其及代表的天气意义一.高云CH:包括卷云Ci、卷积云Cc、卷层云Cs,记：CH0-xCH0，无高云；CH1，毛卷云Ci

fil；CH2，密卷云Cidens；CH3，伪卷云Cinot；CH4，钩卷云Ci

Une，有系统侵入；CH5，毛卷层云Ci

、薄幕卷层云Cs，有系统侵入；CH6，Ci、Cs未布满天空；CH7，卷层云Cs布满天空；CH8，CH7的进一步发展CH9，以卷积云Cc为主的高云天空；CHX，由于黑暗或雾、沙尘暴等，看不清属于CH的云。高云天气的演变：

CH1毛卷云——CH2密卷云——CH4，CH5，CH6卷云、卷层云——CH7卷层云布满全天二.中云CM包括：高积云AC、高层云AS、堡状高积云SCcast和荚状层积云Sclent；记：CM0-xCM0，无中云CM1，透光高层云Astra