1、第五章第五章 云物理学基础云物理学基础 1 云的分类与形成条件云的分类与形成条件 2 主要云属的宏观和微观特征主要云属的宏观和微观特征 3 云滴的凝结和碰并增长云滴的凝结和碰并增长 4 自然降水过程自然降水过程 5 人工影响天气基础人工影响天气基础1 云的分类与形成条件云的分类与形成条件（1）云的描述）云的描述（2）云的形成）云的形成（3）云的分类）云的分类 Observed Cloud Cover station reporting symbol The symbol highlighted in yellow indicates the amount of cloud cover obse
2、rved at the time the observation is taken.In this case,broken clouds were reported（1 1）云的描述）云的描述 凝结核凝结核 Condensation Nuclei(CN)CN are tiny particles suspended in the atmosphere；CN stay aloft in the air for many days.They are so small that their weight is less than their air resistance.Radius typical
3、ly from 0.1 to 1 microns(micron=10-6 meters)Concentrations from 1 to 1000 per cm3 of air 冰核冰核 Ice NucleiWater does not always freeze at 32 F；Water existing at temperatures below freezing is called“super-cooled”；Some particles cause super-cooled water to freeze,these particles are known as ice nuclei
4、；Without ice nuclei,pure water would need to be 40F to freeze；Some CN are also good ice nuclei,others are not.Clouds in the AtmosphereClouds are a collection of water drops and/or ice crystals;Clouds form when water vapor in the atmosphere condenses,condensation only occurs on CN;Water vapor condens
5、es when the relative humidity exceeds 100%;This can happen if one or both of the following occurs:1)The air is cooled,reducing the saturation vapor pressure;2)Water vapor is added to the air.Cloud FormationImagine an air parcel,rising upward through the atmosphere.The air parcel expands as it rises
6、and this expansion causes the temperature of the air parcel to decrease.Temperature As the parcel rises,it cools,and the humidity increases until it reaches 100%;When this occurs,cloud droplets begin forming as the excess water vapor condenses on CN particles;Above this point the cloud droplets grow
7、 by condensation in the rising air;If the rising motion is sufficiently intense and enough water vapor is present,precipitation will develop.Why does air rise?An air parcel will rise naturally if the air within the parcel is warmer than the surrounding air(like a hot air balloon).As the earth is hea
8、ted by the sun,bubbles of hot air form(called thermals)and rise upward from the warm surface.Convergence is an atmospheric condition that exists when there is a horizontal net inflow of air into a region.When air converges along the earths surface,it is forced to rise since it cannot go downward.Clo
9、udCumulusStratusCirrusCloudLow cloudMiddle cloudHigh cloudor积云层云卷云 老云结了驾，不阴也要下。云吃雾有雨，雾吃云好天。云吃火有雨，火吃云晴天。乌云接日头，半夜雨不愁。乌云脚底白，定有大雨来。低云不见走，落雨在不久。西北恶云长，冰雹在后晌。暴热黑云起，雹子要落地。黑云起了烟，雹子在当天。黑黄云滚翻，冰雹在眼前。黑黄云滚翻，将要下冰蛋。满天水上波，有雨跑不脱。蓝色的天空,漂浮着一朵朵白色的淡积云淡积云，个体较小，云底较平有阴影，云顶凸起，水平宽度大于垂直高度 9000米高空拍摄的淡积云淡积云云场，大小不同的云块分布在低空呈白色；距飞机
10、较近的淡积云云块较大，边缘也比较零散，远方的淡积云个体显得很小；排列也不整齐，远方白色云条是密卷云。云南石林冬季出现的碎积云碎积云，形状多变，边缘破碎，轮廓很不完整，靠左边一大块碎积云，正向淡云发展。海南永兴岛海面上形成众多淡积云淡积云和碎积云碎积云，淡积云个体较大，边缘有些零散，由于逆光淡积云云体呈暗灰色，碎积云个体很小，云体零散而形状多变，远处高空是匀卷层云。一块发展旺盛的浓积云浓积云，顶部的对流泡体正向上凸起，好似花椰菜的形状，云的底部较宽，云底部平整呈暗黑色，上部有几块碎积云。图中前排是三块浓积云浓积云，云体垂直高度大于水平宽度，云底较平整并有暗影；中间一块浓积云正在向上发展，另外两块
11、浓积云云顶向左倾斜；前排后边还有几个浓积云正处于发展阶段，初看起来好似互相联接，高空有几条密卷云。从飞机上观测浓积云浓积云个体庞大，顶部向上凸起好似一座小山，云体周围分布着很多淡积云，右侧上方有一块浓积云处于发展阶段。图中上部远方是密卷云 图中三块浓积云浓积云正处于发展阶段，由于云中上升气流很强，云顶迅速上升，使云顶上比较潮湿的气层迅速冷却凝结，形成覆盖在云顶上的轻纱似的云幕，即幞状云，这三块云很快又发展成秃积雨云 积雨云是对流云发展到极盛阶段，常产生较强的阵性降水，并伴有大风、雷电等现象，有时还出现强的降雹（叫冰雹云），有时有龙卷风产生。积雨云积雨云发展很旺盛，由南向北移动，云顶伸展很高，云
12、体很宽，云底黑暗起伏不平，在主体最强部位降阵雨，正西方云底中部和右侧出现较强的降雨带 在西藏拉萨布达拉宫的西北方向有浓积云浓积云和秃积雨秃积雨云云。浓积云分布在秃积雨云的前边。秃积雨云的云顶已经冰晶化，几个云峰排列着向东北方向移动 鬃积雨云鬃积雨云，是积雨云发展的成熟阶段，云顶有白色毛丝般的纤维结构，并已扩展成为马鬃状叫鬃积雨云或成为铁砧状积雨云，云的底部阴暗而混乱。河北上空发展旺盛的鬃积雨云鬃积雨云，顶部呈砧状凸起，穿过高积云所在的稳定层，这是在9000米高度从飞机上拍摄的。积雨云云砧周围是比较薄的高积云，低空可见发展中的浓积云和淡积云 浓积云向积雨云过渡砧状积雨云鬃积雨云浓积云积雨云鬃积雨
13、云透光层积云透光层积云，云块排列平整，被夕阳映射呈金黄色、云块间有缝隙、可见蓝天。透光层积云透光层积云，云体较薄，呈灰白色，排列比较整齐，透光层积云边缘比较明亮。云体之间有明显的缝隙，可分辨出日月位置，如果层积云上边还有云层也能看到。广东深圳蔽光层积云蔽光层积云布满全天，呈灰白色。由于云层厚度不均，有深灰浅白之分。远处云底呈暗灰色，已遮盖了山顶 蔽光层积云蔽光层积云的云块或条状比较密集，云块较厚，呈暗灰色，无缝隙，大部分云体可以遮蔽日、月的层积云，云底有明显波状起伏，布满天空，有时会产生降水。积云性层积云积云性层积云，云体是扁平的长条形，灰白色，暗灰色，顶部具有积云特征。它是由衰退的积云或积雨
14、云扩展、平衍而形成的；有时是由傍晚地面散热，空气抬升直接影响而形成的。积云性层积的出现，显示出对流减弱趋向稳定，有时会降零星小雨。由积云平衍，扩展而形成的积云性层积云积云性层积云，云体多呈长条形，而中间向上凸起仍保持积云的特征，由于旭日东升，云体被朝阳映照呈黑灰色，并出现光茫四射的霞光，高空还分散着小块高积云 堡状层积云堡状层积云，云体呈细长条状，底部较平，顶部凸起一个或几个云堡，但高度不同，有继续发展的趋势。从远处观测好像城堡或长条形锯齿。堡状层积云是局部地区有较强的上升气流突破稳定气层之后，又继续发展而形成的。如果当地水汽条件较好，垂直气流继续增强，有利于积雨云发展，预示着当地将有雷阵雨天
15、气。荚状层积云荚状层积云，云体多为中间较厚、边缘较薄，在地形影响气流形成驻波的作用下，而成豆荚、梭子形的云状、个体分明。西藏林芝：前一天是连阴雨天气，今天早晨已转晴。潮湿空气抬升而形成了层云。层云层云呈长条形沿山的走向平行排列。太阳升高后层云逐渐消散，高空是分散的高积云。碎层云碎层云，它是层云逐渐消散过程中的碎云或辐射雾抬升而形成碎层云，形状多变，呈灰色或灰白色，当碎层云出现时将是晴天。由潮湿空气抬升而形成层云，受太阳辐射的影响，沿山坡抬升演变成碎层云碎层云，高空分布着高积云。雨层云雨层云布满全天呈暗灰色，云层很厚云底很低，由东南向西北方向移动，辽宁虹螺山顶已被雨层云遮住，山上已出现降雨 海南
16、海口：布满全天的雨层云雨层云，低而漫无定形，云层很厚，呈暗灰色，当时正在下雨。碎雨云碎雨云，云底很低，通常只有50-400米，云体零散破碎，形状多变，移动较快，呈灰色或暗灰色，经常出现在雨层云，积雨云或较厚的高层云云底下边，它是由雨滴蒸发或雪晶升华，空气中湿度增大，并在乱流作用下水汽凝结而形成的。碎雨云碎雨云浅灰色云幕是透光高层云透光高层云。云层较薄，厚度比较均匀，已布满全天。透光高层云透光高层云，云层较薄，厚度均匀，但云层顶部起伏不平。云层呈灰白色，透过云层可观测到比较模糊的日月轮廓，好似隔了一层毛玻璃。北京香山：布满全天的蔽光高层云蔽光高层云，云层较厚，均匀成云幕，呈灰色，太阳被高层云遮盖
17、，辨不清太阳位置。在高层云下面有几块暗灰色的高积云。在地面远处有薄层轻雾。蔽光高层云蔽光高层云，云层较厚，但比较均匀，顶部不平，云底呈灰色或深灰色，底部可观测到明暗相间的条纹结构，由于云层很厚，在地面观测不到太阳和月亮。高积云是在高空逆温层下面，冷空气处于饱和条件下而形成的。云体不厚，比较稳定，很少变化，预示晴天，农谚“瓦块云，晒煞人”，“天上鲤鱼斑，晒谷不用翻”，即指这种高积云出现后，将是晴天。如果高积云的厚度继续增厚，并逐渐融合成层，即将显示天气将有变化，甚至会出现降水。透光高积云透光高积云呈波状出现在东方，云隙间可见蓝天，在太阳即将升起的地方山峰上部显得明亮 透光高积云透光高积云，云体较
18、薄，呈白色，在天空中整齐地排列，云体之间有缝隙，可见蓝天，有时云体之间如无缝隙，边缘也比较明亮，透过云体边缘，可分辨出日、月位置。蔽光高积云蔽光高积云，云条密集，排列起伏不平，呈灰色和深灰色 蔽光高积云蔽光高积云，云体较厚，呈暗灰色，云体已融合成层，日月部分不能辨认，有时会出现微量降水 图中5个形如豆荚的荚状高积云荚状高积云垂直排列在空中，云体上边的较长，下边的较短，云体呈白色，最下边的云底呈暗灰色，这种云的出现将预示晴天。荚状高积云荚状高积云，云体中间厚边缘薄，云体中间呈暗灰色，边缘呈白色，轮廓分明，一般呈豆荚或椭圆形，弧立分散在天空。每当荚状云遮挡日月光线时，即出现美丽的虹彩。多出现在晴朗
19、有风的天气。图中积云性高积云积云性高积云分布在天空，云底较平呈灰色，顶部仍向上凸起，云体好似积云，呈白色，排列很不整齐，透过去隙可见蓝天。积云性高积云积云性高积云，云块有大有小，呈灰白色，中间稍厚，顶部略有拱起的特征。它是由衰退的积云或积雨云扩展演变而生成的。这种云的出现，预示着天气逐渐趋于稳定。图中絮状高积云絮状高积云云块大小不同。边缘破碎，很像棉絮团，呈白色，排列也不整齐，分散在高空 絮状高积云絮状高积云，云块大小不一，带有积状云外形的高积云团，云团下部比较破碎，很像破碎的棉絮团，分散在天空，高度也不相同呈灰白色或灰色，可出现雪幡。絮状高积云是高空潮湿气层很不稳定、有强乱流混合作用而形成的
20、。有的地区出现这种云，预示将有雷雨天气。农谚“朝有破絮云，午后雷雨属临”的说法。新疆乌苏：西北方向出现一长条堡状高积云堡状高积云。这条云中间部分堡状云泡向上凸起非常明显。接近地平线部分仍是高积云 堡状高积云堡状高积云，高积云呈水平条状分布在高空，顶部有多处向上凸起很像城堡，也有的像锯齿的形状。这种云出现预示着将有不稳定的雷阵雨天气，农谚“城堡云淋死人”。内蒙古呼和浩特：毛卷云毛卷云排列成行，形如羽毛，边缘毛丝般纤维结构明显，颜色洁白。低空有零散的淡积云 毛卷云毛卷云，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，很像乱丝、羽毛、马尾等，日月透过毛卷云地物阴影比较
21、明显。毛卷云在天空中出现时，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。密卷云密卷云边缘毛丝般纤维结构非常清晰，云块中部较厚，呈白色 密卷云密卷云，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。密卷云的出现一般显示天气较稳定，但如果继续发展并演变成卷层云，则预示未来天气将有变化。江西庐山：刚脱离积雨云主体的伪卷云伪卷云，云体随高风向向东北方向伸展，边缘毛丝般纤维结构比较明显，低空远处还有淡积云 伪卷云伪卷云，云体较大也很厚密，一般呈砧状。
22、它是积雨云衰退时段，云的顶部脱离主体演变而成。通常是在夏季，积雨云出现闪电、雷雨之后逐渐消散的时候，能够观测到伪卷云。白色呈钩状的是钩卷云钩卷云。它是密卷云中形成较大的冰晶从云中降落形成雪幡，由于高空风切变，即上层风速大，下层风速小，使雪幡拖长而形成钩状云 钩卷云钩卷云，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，很像逗点符号。钩卷云常分散在天空，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”，即指出钩卷云具有预示天气的说法。毛卷层云毛卷层云布满全天，云层厚度很不均匀，厚的部位呈深灰色
23、，薄的云层呈白色，透过薄的云层可见太阳。图中长条形是高积云呈暗灰色，接近海面上空分布着多块淡积云和碎积云。毛卷层云毛卷层云，云层厚薄不均，云底也不平整，毛丝般纤维结构比较明显，云的顶部比较平坦，略有微小起伏。匀卷层云匀卷层云，云层很薄又比较均匀，毛丝般结构又不明显，云层分布在天空很不明显，有时误认无云。但云层是由冰晶组成，虽然较薄，每当日月透过云层时，将出现晕的现象。白色鱼鳞片状的卷积云卷积云，排列成行，分布在天空。右侧边缘云块更小，左侧云块较厚的卷积云呈暗灰色，并与大片卷云仍然保持相连。卷积云经常是由高空大气层结不稳定产生波动作用而生成，常有天气系统相随而来How well did you learn?How should the three clouds below be labeled respectively from left to right?Click one of the choices underneath:A:Stratus,Cumulus,CirrusB:Cirrus,Cumulus,StratusC:Cumulus,Cirrus,Stratus
