书城科普读物气象百变魔图
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第15章 天气观测及预防(7)

高度

由于降雨云的高度,雨层云约在2000~10,000英尺(600~3000)高度。

范围

全球。常伴随移动范围大的热带和非热带气旋、暖锋、产生降雨的积云团和逐步生成的积雨云团。

季节

除南极大陆以外,终年。

特色

依靠地域的风和先于雨云到达的系列云团,可能决定降水是否与大规模风暴有关。

多样性

降水可以掩饰部分或全部实际云底。

飞云

像大多数层云断云一样,飞云又称飘云,属残云,常出现在较高的云团下面。然而,这些云层附带物似乎要附属于上面的云层,至少在某些地域已出现这种情况。但层云断云则不这样。飞云常在浓积云团下方在有雨的冷空气中或附近出现,也可在积雨云和雨层云中或附近出现。

高层云

这种位于半空,层叠的云常呈现灰色和蓝灰色,也无什么纹理,使碧空如洗一般。这种云层可与层云区分开来。即可根据高度,也可根据其平滑状,没有什么结构特色。高层云通常比卷积云厚,其厚度可达1000~3000英尺(300~900米),大约分布几千平方英里。有时呈冰霜状,有些地方薄,透过那里可见到太阳。如变得厚,就会表成幡状云,随着这种降水蒸发和很快在云层下的空气中形成饱和状,高层云变得更多更浓,最终形成雨云。

高层云渐渐升腾的大气团造成的这种高层云的形成,通常人们会看到这种云层并携带移动的气旋和暖锋。它们有时也和积雨云砧有关,并在积雨云消散后留下来。由于高层云的浓厚,以及主要含水滴而不是冰晶,这种云层不会像卷云那样产生晕圈现象。

高度

约6500~16,000英尺(2000~5000米)。

范围

全球。主要在中纬地区。

季节

全年。全年与移动的气旋有关。在温暖季节里会出现热带气旋和风暴。

特色

表明上升空气的地区。在天气较冷的月份里,高层云预示移动的气旋会到达,形成长期固定的降雨或降雪。尤与高层云转变成雨层云或与雨层云有关。夏季,高层云与风暴或热带气旋有关。

多样性

高层云均匀的灰色常被明亮光线打破,幡状云从云层底部下降。

高积云

高积云是层叠云,具有积云特色,在空中形成夺目景色。依照一排排、一圈圈、一块块、一片片或一层层排列。高积云有时像蜂房,有时又像鱼刺骨,具有典型特点,每个云层成分中间厚而暗,四周薄而且颜色浅。

高积云或含有水滴——通常是很凉的,有时也含有冰晶;或两者兼而有之。通常在潮湿大气稳定层中形成高积云层。因为那里暖空气位于冷空气上方,这种稳定性防止云层上升。并使气流形成流浪状或口袋状,空气急速冷却凝结,高积云形成了。下降的部分,由于空气变暖而云团开始蒸发,便留下薄薄的高积云并使天空明朗,稍带一些云圈。

因高积云比层积云更高,看上去它们似乎更小。然而当从5,000英尺(1,500米)空中观察高积云,它们更像是从地面所看到的层积云。

高积云通常很薄,无法形成降雨或降霜,但也与日冕或彩虹有关。它们也会在积雨云消散后留下,变成垂直塔楼状,被称作彩虹塔云,是暴风雨潜存形成的信号。

高度

约6500~16500英尺(2000~5000米)。

范围

全球。

季节

全年,和流动的气旋有关,强劲的风越过高山,在暖热天气中形成暴风雨。

特点

高积云表示逐步上升的大气区域。冬季,以预示活动.的气旋的到来,尤其转变成积雨云,会出现长时间的降雨。夏季,高积云会消除风暴,但如果变成塔状,风暴就会到来。

荚状高积云

当中空气流快速越过山顶或崎岖山地时,它会形成比各种高层云范围更大的气流,产生样式,薄厚各异的荚状云层,很容易被误以为是飞碟。荚状高积云即使在风力很强的时候也会保持固定(或大体固定)的位置,所以它也被称作“稳定流云”。层积云和卷云也具备荚状云的云状。

鲭鱼云

以前的天气谚语“鱼鳞天,马尾云,大轮船,不远航”,表明一种积雨云和积云天气,早期的水手们认为这种天气代表天气状况即将恶化,他们的说法并不为过,因为鱼鳞天通常由暖锋或流动的气旋到来而形成的,并表示天气马上要有变化。

如同所有的高积云形成一样,鱼鳞天主要由空气上升、下降造成波浪状。当许多波浪状出现,这些波浪形成星星点点的状况酷似鱼鳞。

絮状高积云

尽管积雨云并不一定总会产生降水,但通常会出现絮状云,絮云的确如此,它是一种高积云团中的一种云层,顶部像绒毛,底部破碎。这种云层在大气中部表示不稳定的区域,并形成塔状云。絮云常会形成“突发降雨”,留下一道积云形状的层云,根据云层下部风流的状况,一种混乱的,卷云式的云流即乱云就会形成。卷积云和积云也有絮云形状。

城堡状高积云

这种云酷似中世纪城堡上的城墙,除城堡云与积雨云的一部分相连,并形成与其他积雨云外形浑然不同以外,它极像。积云,它们出现在积雨云层不稳定处,并成为未来几天内有可能出现暴风雨的迹象。由于城堡云中强烈的上升气流。它们的底部很容易辨析。飞机上的乘客们想亲身经历这种美好的湍流。当垂直运动减弱时,雨幡会从这种云层中下降。高积云、卷云、以及卷积云也有城堡云。

波浪形高积云

与所有高积云一样,波浪云由大气的波动面产生。主要作用在大气层中间稳定的一层中。在那里波浪状中的空气上升,大块云团形成;当那里的空气下沉,云团会消失。整个云团如同平静海面上的微波一样。这种云层的特点,大小以及构成它的形状根据不同的层面有所不同。这与空气中的湿度,波幅及其他不同因素有关。当这种云层覆盖大部分天空并持续很长一段时间时,就很可能形成流动的气旋,也就表明有雨或雪。如果云层变化大,持续时间短,这只表明中空地区出现润湿状况。

卷云

卷云以及下面要讲的卷积云和卷层云,这些云在高纬度地区,一般为18,000英尺(5500米)高,那里的气温在零度以下,云层由冰晶组成,在每个寒冷地区或季节里,这种冰晶云电靠近地面。

卷云外表纤细,由于风和气旋的作用,下降的冰晶流呈四处分散状。卷云层上部气流较强,到了底部逐渐缩减成了一点,所有的卷云从发源地可运行到很大范围。

有时,卷云随雷雨的消散而落在后面,有时也会形成由卷积云生成的幡状云。有时也可出现在流动气旋或暖锋的上空。卷云也可形成移动迅速的云团,可以穿越高山。

人工卷云在天空中越来越多见,这是喷气式飞机所冒出的尾流所造成的。飞机上的螺旋桨在30,000~40,000英尺(9000~13,000米)的高空处遇到冷空气时,迅速将寒气排出飞机产生的一道道卷云被当作冷凝尾迹(下)在排放中的水汽会迅速变成冰晶。

由于卷云薄,阳光和月光可轻易通过,因此,作用在水晶上的光线产生许多奇妙的、可见特色来,包括晕圈。每一景色都与某种冰晶和相对太阳月亮的这些冰晶固定方向有关。

高度

18,000英尺(5500米高),也可在海拔较低的寒冷地区存在。

范围

全球。

季节

全年。

特色

海拔较高地区表现为潮湿地区;在寒冷时期,可以预示流动气旋和长期稳定的降雨或降雪的到来,尤其在它转化成为高层云和雨季时。夏季,它们极可表示雷雨或热带气旋。

多样性

出现形状各异,包括马尾云(钩云,右),狭窄的或曲线形的云团(纤维云),不规则的曲线云团(乱云),类似城堡云的塔状云和从地平线上类似放射状的云团(辐辏云)。

开尔文——赫尔姆霍兹卷云

许多卷云在顶部边缘变卷曲主要受风速的影响,而不太受海拔高度变化的影响。在某种情况下,尤为高层云或卷积云,波形的变化可以通过整个云团发生,表明通过在几分钟之内波动阻断,形成波。

钩卷云

这种卷曲或钩状的卷云会出现在云层的边缘,在气象谚浯“鱼鳞天,马尾云,大轮船,不远航”中已提过的那样,这种卷云可以是暖锋和流动气旋到来的标志,也常预示将要到来的大风和降雨。

卷积云

这种在高空、冰晶状的云团好似落在沙地上的波浪,由于与高积云有关,它们常似一排排或一片片排列,很似蜂房。然而,在高积云形成和存在的地方,这些卷积云显得浑沌不堪。它们有时很小,是由于海拔高度所致,但从10,000英尺(3000米)的飞机上看卷云,它们的大小如同在地面上看到的高积云一样大小。

卷积云是具有积云特征的层状云,云层形状纤细,可以纵横天际几百英里,它们出现在潮湿、固定的大气中,因为那里暖空气浮在冷空气上端,暖空气限制积云生成的多少。对比大气温度,使气流形成各种波浪状,随着大气上升变冷,就会出现凝固,云层物质就形成了。当大气下沉就会变暖,云中物质就会蒸发,一部分卷积云有小的波动是常见的,而在附近,一种波动会出现在一个全新的方向。

由于卷积云大都已由冰晶构成,而且较薄,因而不会产生降水。但有时会产生幡状云。

高度

约18,000英尺(5500米)。

范围

全球。

季节

全年。在冬季节里,同流动的气旋有关。在暖季,会出现热带旋风和雷雨。

特色

在海拔较高地区表明潮湿地区,在寒冷季节,可预示流动气旋和长期固定降水的到来,尤为在转变成卷层云和雨云后。夏季,有时可与暴风雨或热带旋风有关。

多样性

可以清晰显示与波浪云相似的波云状。

极光

众所周知,北半球有极光,南半球也有极光。这种光谱现象是由于各种颜色固定不变或缓慢移动的光线造成的。它们常在高纬度晴朗的夜空里出现。这种情况多呈平曲线,弧线成帷幕状。通常底部清晰,上方呈弥漫状,它们可长达数千英里,高达几百英里,但仅有几百码厚。从宇宙中看极光,如同闪烁的光环,在极地的上空悬浮着。

当高能运转的微粒从太阳到达地球磁场、在通向磁极时被冲开后,形成极光。在那里,它们与空气分子和大气原子(主要是氧气和氮气)相碰撞,使自身的电子在其他轨迹上振荡。当分子和原子变得不太活跃,并达到原有状态时,就会发出荧光。太阳粒子的能量越高,它们到达地球大气层的高度越低,在低纬度地区就可看到极光。极光有时色彩单一,有时颜色纷杂,这根据分子和原子被激活的程度以及太阳粒子到达的高度而定。氧原子的反激发会产生红绿极光;氮原子产生红紫极光。

高度

距地球50~600英里(80~970千米)的电离层中。

范围

主要在高纬度地区。与两个极光卵相连,它们两个在距地球磁极20~25度处。

季节

全年。最佳出现时期为冬季以及太阳最活跃期,最容易见到是在春分和秋分前后。

特色

极光表明大量太阳粒子进入地球大气层中,它影响地球的电磁场,电磁场反过来造成电子通讯的混乱,主要是造成电离层反射无线电波能力的混乱。

多样性

十分活跃的极光以波浪式的帷幕极光出现,不太活跃的极光仅是沿海地平线达到最亮而已。

夜光云

夜光云很薄,且波状起伏,或发白光或发蓝光。它们在高达50英里(80千米)的大气散逸层中形成。这一高度是卷云高度的4倍。它们大都出现在黄昏时刻,那时地球天色变黑,而高纬地区仍有阳光照射。

人们认为夜光云是由冰粒构成,是从流星体在大气层上方分裂而成的。这些流星体为稀薄的空气注入水和尘埃。火箭也会向上空间的大气层中投入一些碎片和水蒸气,从而促使夜光云形成。

高度

约50英里(80公里)。

范围

在南北纬50~60度之间,观测者可以在日出前(日落后)看到(这是因为这种持续的晨昏时间在高纬度地区才可见到)。

季节

全年。

特点

表明在高空出现水蒸气和灰尘。

曙暮光

曙暮光表示日出前(日落后)的微明,经常在一天特殊时刻由太阳光产生的。太阳经过云层和地面一些凸出物:如大的楼房或山脉。光线似乎从一个点射出,但实际上这些光线是平行的。这种景色是由于太阳距离我们太远。

曙暮光以几种可辨认的状况出现。它们轮流显现白色的光圈和暗光,似乎在地平线以下从太阳那里发射出来。由空中的灰尘或其他烟雾发生的光很亮,阴暗部分是由云、山或其他阻挡物造成的阴影而形成相对的暗光。

曙暮光也可在其他时间看到。如当太阳升至较高的天空时,但为残云所阻,这段时间就会形成这种光线。当阳光透过树叶华盖或上空一些小洞时,会形成令人联想起圣地的景色。

相关云层

主要是积云、层积云和高积云。

范围

全球。

季节

全年。

特点

表明空中有些滞留的微粒。

多样性

当空中乌云密布就会出现亮光;当天空云层较少时就可以看到暗色的光线。但两者形成的方式相同,被统称为曙暮光。

日冕

日冕类似王冠,像一个多彩的由一个或多个光环形成的发光王冠。它们围绕在太阳或月亮周围,在阳光或月光穿过由水滴构成的薄薄的固定云层时,就会出现日冕。当阳光在云片边缘绕射或反折时,阳光会增强或干扰环绕其他云片的反折光。

当阳光散开或分散形成各种光谱时,日冕光色就会形成每种颜色波长不同,并以不同的角度反折,最后形成的光谱在靠近太阳区域的为白色,向外依次为蓝、绿、黄、红。

当云层总体形状大小一致,如新形成的荚状云时,所形成的光环是层次分明并色彩斑斓。由于含有大小不同的水珠,光环会更加向外分射。在高积云中,最常见的光在中部从蓝到白,周围呈赭色。