第二章 云的观测（1）知识结构2.1 概述 2.2 云状一、低云族 二、中云族三、高云族 2.3 云的观测一、判定云状二、估计云量三、测定云高 2.4 气象应用 2.5 复习思考题§2.1 概述云：是悬浮在大气中的小水滴 或冰晶微粒或二者混合的可见聚合体 有时也包含一些较大的雨滴及冰、 雪粒底部不接触地面云的生成，外形特征，量的多少， 分布及其演变，不仅反映了当时大气的 运动、稳定程度和水汽状况，而且也是 预示未来天气变化的重要征兆之一云的观测：主要是判定云状，估计云量和测定 云高观测时的注意事项：由于云总是在不停地变化 着，不断地生成和消散因此，云的观测应 注意它的连续演变，尽量选择在能看到全部 天空及地平线的开阔地点或平台上进行§2.2云状云的外行特征千变万化，形成原因各不相同 ，但它们又有其共同的特点通常按云的外形特征、结构特点和云底高度 ，将云分为3族、10属、29类云云中云高云 低云低云积云（Cu)积雨云(Cb)层积云(Sc)层云(St)雨层云(Ns)淡积云（Cu hum) 碎积云(Fc) 浓积云(Cu cong)秃积雨云(Cb calv) 鬃积雨云(Cu cap)透光层积云(Sc tra) 敝光层积云(Sc op) 积云性积云(Sc cug) 堡状层积云(Sc cast) 荚状层积云(Sc lent)层云(St) 碎层云(Fs)雨层云(Ns) 碎雨云(Fn)2.2.3 形成云的基本过程• 云的形成过程是空气中的水汽由各种原因达到过饱和而发 生凝结或凝华的过程。
• 水汽要凝结成水滴或凝华成冰晶而形成云，必须具备两 个基本条件： 一是要有水汽凝结核，二是要有水汽过饱和， 二者缺一不可大气中一般不缺乏凝结核，因此，形成云的 最关键问题，还在于应有水汽的过饱和• 一般来说，空气中水汽达到过饱和的方式主要有两种：• （1）在空气中水汽含量不变的情况下，空气降温冷却• （2）在空气温度不变的情况下，增加水汽含量2.2.3 形成云的基本过程• 对云的形成来说，降温冷却过程是主要过程，靠增加空气 中的水汽含量来形成云，机会极少那么降温冷却过程有哪 几种呢？ • １、绝热上升冷却：空气上升时会产生绝热膨胀冷却，所以，在一定 的水汽条件下，只要具有充分的上升运动，就可以发生凝结 • 产生上升运动的原因，可以是热力的（对流运动）原因，也可以是动 力的（动力抬升）原因引起有三种上升运动，一是局地对流上升，二是 大范围斜升，三是波动上升 • ２、混合冷却：由于乱流交换，空气产生混合，结果使一定层次内的 空气温度和水汽重新分布，暖空气与冷空气混合后，其温度必然较原来的 温度降低，称为混合冷却 • ３、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了它吸收的辐射能量时， 本身的温度就下降，这个过程称为辐射冷却。
• 在任何一次因冷却而形成云的过程中，有时不只是一种冷却过程在起 作用§2.3云的观测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1、判定云状 2、估计云量 3、测定云高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1、判定云状 2、估计云量 3、测定云高云量观测包括总云量和低云量总云量是指观测时天空被所有的 云遮蔽的成数，低云量指天空被低云所遮蔽的成数，均记整数１、总云量的观测全天无云，总云量记 0；天空完全为云所遮蔽，记10；天空完全 为云所遮蔽，但只要从云隙中可见青天，则记10ˉ ；云占全天十分之 一，记 1；云占全天十分之二，记 2；其余依次类推天空有少许云，其量不到天空的十分之零点五时，总云量也记 0２、低云量的观测观测低云量的方法与总云量同。
全天无低云或虽有少许低云但其 量不到十分之零点五时，低云量记 0；天空被低云遮住一半时，低云 量记 5；整个天空为低云遮蔽，低云量记 10；但如有云隙能见到青 天或看到上层云时，低云量记10ˉ 云底距测站地面的垂直距离称为云高 云高以米为单位，并在云高数值前加记云状 云状只记十个云属和Fc，Fs，Fn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 1、判定云状 2、估计云量 3、测定云高１、实测云高（1）气球测定云高：是用已知升速的氢气球或氦气球，观测其进入云 底（气球开始进入像雾一样的云层但未最终消失的点）的时间，乘以气球 升速求得 （2）云幕灯测定云高：云幕灯，是一种夜间实测云高的仪器，由光源 、反光装置和支撑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的观测点，用仰 角器瞄准光点，测得仰角值，根据直角三角形的原理，求算出云高3）激光测云仪测定云高：激光测云仪由发射望远镜、接收望远镜和 电子门组成当激光通过发射望远镜发射激光的同时由参考脉冲使电子门 打开，于是计数电路就对时标脉冲计数激光脉冲遇到云层被云滴散射， 其中后向散射部分被接收望远镜接收后，通过光电转换系统指令电子门关 闭，计数停止。
计数电路记下从电子门开放到关闭的时间间隔，即为激光 在测云仪和被测目标物之间往返一次所经过的时间，乘以光速，取一半， 由测云仪的仰角读数，即可求得云高 ２、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云属常见云底高度范围(m)说明积积云600-2000沿海及潮湿地区，或雨后初晴的潮湿地带带，云底较较低，有时时在600m以下 ；沙漠和干燥地区，有时时高达3000m左右积积雨云600-2000一般与积积云云底相同，有时时由于有降水，云底比积积云低层积层积云600-2500当低层层水汽充沛时时，云底高可在600m以下个别别地区有时时高达3500m左 右层层云50-800与低层层湿度密切关系，湿度大时时云底较较低；低层层湿度小时时，云底较较高雨层层云600-2000刚刚由高层层云变变来的雨层层云，云底一般较较高高层层云2500-4500刚刚由卷层层云变变来的高层层云，有时时可高达6000m左右高积积云2500-4500夏季，在我国南方，有时时可高达8000m左右卷云4500-10000夏季，在我国南方，有时时高达17000m；冬季在我国北方和西部高原地区可 低至2000m以下卷层层云4500-8000冬季在我国北方和西部高原地区，有时时可低至2000m以下卷积积云4500-8000有时时与卷云高度相同各云属常见云底高度范围表 天空状况不明时云状、云量的记录 • （1）因雪暴、雾使天空的云量、云状无法辨明时，总、低 云量记10，云状栏记该现象符号。
因吹雪、雾、轻雾使天空 的云量、云状不能完全辨明时，总、低云量记10，云状栏记 该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• （2）因烟幕、霾、浮尘、沙尘暴、扬沙等视程障碍现象使 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，则按正常情况记录 • （3）几种特殊情况下云量、云状的记法举例见下表观测时观测时 天空实实 况有雾雾，整个天 空可辨， 有4成Ac tra有雾雾，天 顶顶或部分 天空可辨 ，可见见 Ac tra有雪暴，天 空不明有沙尘尘暴 ，天空 不明有浮尘尘， 整个天 空可辨 ，无云总总云量为为 10，无 缝缝隙 下层层布 满满Sc cug从 云隙中 可见见上 层层有 Ac， 但类类 别别不能 确定总总云量为为 10，无 缝缝隙 下层层布 满满Sc tra， 从云隙 中可见见 上层层有 云，云 状无法 判定总总云量/ 低云 量4/010/1010/10-/-0/010/10-10/10-云状Ac tra≡ Ac traSc cug AcSc tra -高山站云的观测和记录• (1) 当云底高度高于测站时，按正常情况观测记录。
• (2) 观测时遇有云顶低于测站的云，应在观测簿纪要栏尽可 能记录其云状、云量及利用已知高度的物体确定其云顶距离 测站水平线下高度此时应对这些云的上部表面加以简单描 述，如表面是平的还是波状的，有无耸立的积状云自云层上 部表面凸起等在估计云顶低于测站的云量时，成层的云层 为山所刺穿的部分，也应当作为云所遮掩来考虑在记录云 顶低于测站的高度时，应在记录前加“ – ”号 • ⑶ 观测时遇到云底低于测站，而云顶高于测站的云，应在 观测簿纪要栏记录其云状、云量，云底高度记＜0云笼罩 测站时，按雾记录，若云雾移出测站时，应按云记录夜间云的观测•夜间云的观测，是比较困难的要比较正确构判定夜间云首先必须了解当天傍 晚云的发展与变化规律如果傍晚云的性质稳定，并且变化不大，则夜间可能继 续保持着如果白天是对流云，就可根据傍晚观测云是发展还是衰退，来决定夜 间可能演变为什么云状 •夜晚应在没有灯光或灯光很弱的地方进行观测根据星光的有无与模糊程度，来 确定有无云，以及什么云高云一般都可见星光只是模糊程度不同而已有CS 时星光模糊而均匀；有Ci时则星光有的地方模糊，有的地方明亮夜晚天空的银 河与Ci很容易混淆，应注意。
银河是白色呈带状（有时也有分枝），横过天空 短时间内，看不出移动而Ci呈黑色分布很不规则，有时可以察觉其移动 •层状云（Ns，As，St）一般都遮蔽全天，看不到星光，但天空明亮程度还可以分 辨出As天空较明亮；Ns天空较暗黑，云的形体结构及碎云隐约可辨；而St则均 匀低暗，使天空与地平线的交界线亦难分出Ac与Sc云块轮廓通常可以辨认 •若地面有灯光照射时，低云一般是灰白色，云愈低颜色愈浅中云是灰白色或黑 色高云为黑色，薄的Ci、Cs几乎与天空颜色很难分开 •根据云的降水性质与伴见的天气现象，也有助于夜间正确判定云状 •夜间估计云量时，视星光的能见与否及清晰程度来决定看不见星光的那部分天 空作为总云量有些薄云虽然能透过星光，但可按照星光的清晰程度加以判断 •夜间在云状、云量能完会确定的情况下，记录方法与白天相同通常情况下夜间 总云量都必须进行估计，由于某种原因，低云状、量不能判别时，记录以“ － ” 表示例如云布满全天，不能确定什么云时，云量记10／一，云状记“ － ”一般云的演变 对流云的演变 4、云状电码云的变化与天气变化有着密切的联系，为了迅速而简明报告观测的云 天状况就需要编制云天状况的电码。
云的编码分为ＣL、ＣM 、ＣH 三类， 每类包括从 0到 9以及 X共11个云码在编码时，如果同一类电码中同时有两个电码可以选择时，按以下原 则处理：（1）对未来天气变化具有指示性意义的云码，优先编报ＣL 云天的指示性云天电码为 3，9；ＣM 云天的指示性云天电码为 8；ＣH 云天的指示性云天电码为 5，6；（2）同一高度上出现几种云状时，一般选择量多的云编码；量相同时 ，一般选择电码大的云编码低 云 中 云 高 云 0 没有低云 没有中云 没有高云 1淡积积云和（或）碎积积云 透光高层层云 毛卷云 2浓积浓积云，可伴有淡积积云或层层 积积云，云底在同一高度上 蔽光高层层云 密卷云 3秃积秃积雨云，可伴有积积云或层层 积积云 透光高积积云，较稳较稳定，并在 同一高度上 伪伪卷云 4积积云性层积层积云时时常伴有积积 云 变变化不定的透光高积积云（常 呈荚荚状）并。