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看云,能否“识”天气?

 长寿石 2016-07-15

入汛以来,在超强厄尔尼诺事件的“余威”下,我国南方地区迎来多轮强降雨,雷暴、大风、冰雹等强对流活动的发生频次和影响范围均超过常年,甚至出现龙卷风等极端天气。

而在网络上,不少网友围绕“如果忘记查看天气预报,如何判断是否会雷雨来临”展开热烈讨论。看云究竟能否“识天”?所谓可以通过查“怪云”来预判龙卷风的说法有科学依据吗?

云与天气活动有何关系?

不同形态的云对天气过程具有一定的指向。雷暴、冰雹多生于对流活动旺盛的积雨云。龙卷风更容易发生于强烈发展的积雨云中,这类积雨云又被称为“超级单体”。极为强烈的对流活动会使积雨云内产生中心气压极低的涡旋,该涡旋一旦接地或触碰水面,就形成人们口中的“漏斗云”。

看云,能否“识”天气?

值得一提的是,理论上,人们可以通过发现“漏斗云”觉察龙卷风的到来,但实际情况中,这些积雨云往往与雨层云同时出现,后者导致“白昼如夜”,前者同时带来有强降雨、冰雹等恶劣天气。这种环境下,肉眼观察到漏斗云的可能性很低。

另一种破坏性强的恶劣天气——台风,台风及其周边存在着的并不是同一种云。从水平来看,台风外围螺旋云带中有淡积云、浓积云和积雨云;台风的内螺旋云带一般包含浓积云和积雨云;台风本体也叫“云墙区”,它由很多发展旺盛的积雨云组成;台风眼区通常是晴空,或存在少量淡积云或层积云。从垂直来看,台风中低层主要是各类积云,台风顶层的辐散气流中则是卷层云。

中央气象台高级工程师刘凑华指出,人们所说的短时强降雨,即小时雨强达20毫米以上的降雨,一般是由积雨云造成;雨层云带来的降水强度适中但持续时间较长,长时间持续降雨也可能导致在12小时或24小时内达到暴雨级别。譬如,雨层云常产生连续性的雨、雪过程;积雨云内对流活动旺盛,多下雷阵雨,有时伴生狂风、冰雹。雨层云云底很低、云层厚而均匀,覆盖面积大,能完全遮蔽日月,常布满全天,即通常“乌云蔽日”所指。积雨云垂直发展极盛,远看像耸立的高山,并可发展为铁砧状或马鬃状,云内对流活动极其旺盛,云底阴暗混乱、起伏明显,所谓“黑云压城”很可能指的便是鬃积雨云给人带来的“压迫感”。

不过,这并不意味着“只有看到积雨云或雨层云才要带伞”。事实上,人们俗话中的看看“哪块云彩会下雨”并不科学。云的形态乃至性质,在很多情况下,会随着对流活动而呈现动态变化。

看云,能否“识”天气?

譬如,天空中排列着有水平底边、顶部凸起明显、如城堡般的云彩,人们称之“堡状高积云”。堡状高积云本身通常不会产生降水,然而,它一般出现在低压槽前,预示着空气不稳定。如果在暖季的早晨出现堡状云,在中午时分,随着低层对流发展,上下不稳定层次结合,便会产生强烈的对流活动,空中出现的就成了积雨云。北方地区夏季午后的雷阵雨之前,大多能看到积雨云。

云层对阳光的光学作用也孕育了“彩虹云”。能形成彩虹云的通常是含有均匀冰晶的薄云,如高积云、卷积云,云层需明显但不厚重,同时与阳光射入的角度要适宜,约保持在10°至40°左右,空气能见度也要好。阳光在冰晶或水滴上发生多次反射和折射,不同角度的光将阳光的七彩色呈现。

至于网友所说地震前后可能出现的“地震云”,刘凑华认为,以现在有限的研究样本来看,地震发生地出现的云从形态特征上看并无特别之处,很难说与地质活动本身有关。

观测云有何价值?

在气象预测预报工作更多通过数值模式预报来实现的今天,对云的观测,更多只是为预报员提供一定参考依据。

刘凑华认为,云的形态对于一些天气现象具有指向意义,这也是古人“观云识天”的依据所在。目前,我国气象观测业务大多实现自动化,而对于云的观测仍是保留的人工观测项目之一。气象观测员除了要观察、判断云的形态,还要观测云量及云高。

但是,云对于天气活动来说,并不是一一对应的关系。举例来说,高积云既有可能在低云演变成高云的过程中出现,也可能在高云演变成低云的过程出现,前者预示着天气转好,后者则预示对流活动即将旺盛。同时,云对于天气现象的指向性仅限于临近时段,若想预判3天甚至一周后的天气状况,“观云”便无能为力。

看云,能否“识”天气?

不过,刘凑华表示,对于气象爱好者来说,观云、识云,仍是接触大气科学、了解天气现象的一条重要途径。应当说,云不仅是地球上庞大水循环的表现形式及结果之一,也是大气热力循环的重要一环。大多数天气现象,如雨、雪、雹、雷电都与云关系密切。此外,云也具有极高的美学价值和人文价值,容易激起人们钻研大气科学的好奇心与求知欲。

而对公众而言,特别是遭遇不方便查询天气预报时,掌握识别云的基本常识,有助于其敏锐察觉天气转变,及时针对强降雨、雷暴等高影响天气过程采取避险措施。

“观云识天”对于气象科技工作的科学价值或许在降低,但其科普价值仍不容忽视。

链接:云分几种?

对于地球而言,云是大气中水汽凝结(凝华)成的水滴、过冷水滴、冰晶,或是它们混合组成并漂浮在空中的可见聚合物。人们通常以云在天上的不同高度对其归类,并因其观测到的不同形状进行具体划分。

从大气科学的角度,通过“云高”和“云状”对云进行分类,有利于对云进行观测、记录。云高、云状与云的成因关系紧密,因而能够反映当时、当地的天气状况,对天气预报来说有一定参考价值。

人们通常按照云底高度,将云分为低、中、高3族;进一步的,按云的外形特征将云分为10属;再按云的结构特征和成因,将云分为29类云状。

看云,能否“识”天气?

低云多是由微小水滴组成,云底距地面较低,一般低于2500米,并随季节、天气条件以及地理位置而变化。低云包括积云(淡积云、碎积云、浓积云)、积雨云(秃积雨云、鬃积雨云)、层积云(透光层积云、蔽光层积云、积云性层积云、堡状层积云、荚状层积云)、层云(层云、碎层云)、雨层云(雨层云、碎雨云)5属(14类)。多数低云都有可能产生降水。

中云多由微小水滴、过冷水滴或冰晶、雪晶混合组成,云底一般为2500至3000米之间。中云分高层云(透光高层云、蔽光高层云)、高积云(透光高积云、蔽光高积云、荚状高积云、积云性高积云、絮状高积云、堡状高积云)两属(8类)。高层云在夏季多出现降雨,冬季则多有降雪发生。高积云较薄时,则不会出现降水。

高云则由微小冰晶组成,云底高度一般在5000米以上,但在高原地区时较低。其分为卷云(毛卷云、密卷云、伪卷云、钩卷云)、卷层云(毛卷层云、薄幕卷层云)、卷积云3属(7类)。高云出现降水较少,但会产生“雪幡”,即冰晶在下降过程中不断升华,最终在云底形成白色的丝缕状悬垂物。(作者:段昊书)

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