地面气象观测(云能天)

《地面气象观测(云能天)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《地面气象观测(云能天)（223页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、1,云的观测,2,1、概述,1.1、什么是云？ 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物。有时也包含一些较大的雨滴及冰、雪粒。底部不接触地面。（和雾的主要区别）,3,1.2、形成云的基本过程云的形成过程就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。 形成云的条件=凝结核+水汽过饱和 大气中一般不缺少凝结核，因此形成云的最关键问题：水汽过饱和 一般来说，空气中水汽达到过饱和的方式： （1）水汽含量不变，空气降温冷却 （2）空气温度不变，增加水汽含量,1、概述,4,对云的形成来说，降温冷却过程是其主要过程，靠增加水汽含量来形成云，机会极少。降温冷却过程的方式：

2、 （1）绝热上升冷却：上升运动 局地对流上升 大范围斜升 波动上升 （2）混合冷却 （3）辐射冷却,5,1、概述,1.3、为什么要观云？ 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等，而且也是预示未来天气变化的重要征兆之一。 正确观测、分析云的变化，是了解认识大气物理状况，掌握天气变化规律的一个重要因素。,6,1、概述,云的形成与演变和天气变化有着密切的联系： 大量的高云出现，常常与大范围的天气系统，如气旋、锋面活动，有密切联系。 夏季积云状高积云（堡状、絮状）的出现，也常是雷雨天气的前兆。 我国民间，很早就有许多有关云的天气谚语，作为观测云和预报

3、天气的依据：,7,诗经小雅信南山中有“上天同云，雨雪” 唐代李肇国史补中，有“暴风之候，有炮车云” 唐代黄子发相雨书中，有“云若鱼鳞，次日风最大” 鱼鳞天，不雨也风颠（卷积云） 天上钩钩云，地上雨淋淋（钩卷云） 满天乱飞云，雨雪下不停（恶劣天气下的碎雨云） 馒头云，天气晴（淡积云） 火烧乌云盖，大雨来得快（积雨云） 炮台云，雨淋淋（堡状高积云） 棉花云，雨快临（絮状高积云） 天上灰布云，下雨定连绵（雨层云） 黑云黄云土红云，翻来覆去乱搅云，多有雹子灾严重,8,云的观测对航空也很重要： 如飞机确定飞行高度时要考虑云量、云高和云状。 在人工影响天气中，也要根据云的性质来决定所采取的方法。 如人工降

4、雨或人工消雹。,9,1、概述,1.4、云的观测内容和要求 云的观测主要是： 判定云状 估计云量 测定云高 选定云码 要求： 云的观测应注意它的连续演变。 云的观测应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。 观测云时，如阳光较强，须戴黑色（或暗色）眼睛。,10,2、云状的判定,2.1 云状分类： 云状的分类方法：发生学分类、形态学分类 形态学分类：按云的外形特征、结构特点和云底高度将云分成四族十属，每属又分成若干亚属、种、类等（1957年以前国际通用）。我国现行地面气象观测规范参照此种分类，将云分为三族，十属，二十九类。 发生学分类：按云形成的物理过程以及相应具有的形态特征分为积

5、状云、层状云、波状云三类。 积状云：积云、积雨云、卷云 层状云：卷层云、高层云、雨层云、层云 波状云：卷积云、高积云、层积云,11,2、云状的判定,12,2.2 积状云,低空积状云：积云Cu、积雨云Cb 高空积状云：卷云Ci 生成条件：生于不稳定的大气层结中，在热力或动力的作用下，抬升到凝结高度成云。 低空积状云的特征：有垂直的发展，分离散处、个体明显，云底高度1500m ，由水滴构成，发展旺盛时顶部有冰晶。 高空积状云的特征：生于5000米以上，由冰晶组成，由于高空风大，水汽少，冰晶在高空风的作用下，被吹分散开，呈丝缕状或云片、团簇。,13,2.2 积状云,2.2.1低空积状云-积云（Cu）

6、 典型特征：水平的底边、圆弧形的顶端垂直的发展 个体分明，分离散处 聚集态： 由水滴组成，但有时可伴有冰晶 形成及外形特征原因：它主要是由空气对流上升冷却使水汽发生凝结而形成的。积云的外形特征与空气对流运动的特点紧密相联。一团空气上升，在开始时它的内部水汽含量和温度的水平分布基本上是均匀的，从而水汽产生凝结的高度是一致的，因此，一块积云具有水平的底部。由于在形成阶段，云内为上升气流且云顶中央上升气流最强，四周较弱，云外为下沉气流，造成积云具有圆拱形向上凸起的顶部以及明显的轮廓。,14,2.2.1低空积状云-积云（Cu）,积云主要出现在春末秋末，热的季节温度高，水汽充沛，大气层结不稳定，Cu一旦

7、发展，可以很旺盛。Cu一般是由热力作用形成，日变化大，上午兴起午后旺盛傍晚消散。 积云通常在湿润地区和热带地区出现，但有时也会在干燥地区出现。除非积云变成积雨云，否则不会出现阵雨，尤为正午后形成的云堆和积雨云表示阵雨很可能出现。 由于对流运动的强度不同，所以对流云垂直发展的厚度也不同，一般积云可分为淡积云、浓积云(以及碎积云)，取决于对流高度和凝结高度的配置。,15,2.2.1低空积状云-积云（Cu）,淡 积 云(Cu hum) 生成条件：不稳定的大气层结 外形： 具备积云的特征（水平底边、圆弧顶、垂直发展、个体分明）水平宽度垂直厚度 色泽： 呈白色，有时有淡影 日变化：日变化明显，上午兴起午

8、后旺盛傍晚消散 降水： 不降水 聚集态：水滴或过冷水滴,16,左图：天气晴朗，午后淡积云分散在低空，个体较小，底部平整有阴影，云顶凸起，由于天气干燥，淡积云的边界非常清淅。,右图：淡积云个体较小，底部平整有阴影，云顶凸起，水平宽度大于垂直高度。因受高空风的影响，云体顶部呈右高左低状态，边缘被风吹碎。由于透视原因靠天边的淡积云密集成行。,17,左图：蓝色的天空, 漂浮着一朵朵白色的淡积云，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。,右图：发展中的淡积云，云底平整，略有淡影。上部几块云云顶呈圆弧形凸起。远处几块较扁平。,18,2.2.1低空积状云-积云（Cu）,碎 积 云（Fc）

9、生成条件：可以是刚刚形成的积云的雏形，也可以是淡积云被风吹散或Cu消散。 外形：破碎的不规则的积云块（片），个体不大，形状多变。,19,左图：夏季天气晴朗，暖湿空气受八达岭山地抬升的作用，凝结成大小不匀的碎积云，不断的由南向北飘移。云块较大的碎积云将逐渐发展成淡积云。,右图：图中的碎积云边缘破碎，零散的分布在低空，云体变化较快，正逐渐发展成淡积云。右侧山顶上空的初生淡积云，受山地气流影响底部略微向上倾斜。,20,右图：海面上形成众多淡积云和碎积云，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。,左图：早晨在海面上产生了个体很小

10、、轮廓也不完整、边缘破碎、云形多样的碎积云和初生的淡积云。由于逆光云体呈暗灰色。,21,2.2.1低空积状云-积云（Cu）,浓 积 云（Cu cong） 生成：空气对流运动旺盛时(垂直速度强盛时可达15-20ms)形成的积云，常由CUHUM发展而来 外形：顶部呈重叠的圆弧形凸起，很象花椰菜；垂直发展旺盛时，个体臃肿、高耸，在阳光下边缘白而明亮。垂直高度水平宽度 降水：有时可产生阵性降水。,22,外形产生原因：由于云内的升速大而不一致，形成水平梯度，从而产生强烈的涡旋，使云呈团状云泡升起，又由于云泡的此起彼落，一个云泡向上发展时，由于卷挟、蒸发或下沉气流等多种原因，升至一定程度就不能再升，浮力减

11、弱了，甚至变为负值，于是产生云泡下塌等现象。这种下塌现象出现于云顶局部，并不影响下部的云泡继续上升，使能使新云泡在上升时偏向。在地面看云，就像花椰菜形状。,云幞：在浓积云迅速发展过程中，如其云顶上部有一层比较潮湿的空气层，受上升气流的影响，局部上抬，则若有水汽凝结，就可形成白色云纱般的云片，状如覆盖在浓积云顶的头巾或帽子，此种云称为云幞。,23,左图中的浓积云发展很旺盛，云体高大，云顶凸起，由于受气流影响顶部左侧倾斜伸展，云底平坦，呈暗灰色，云底中部有雨幡下垂。图中上部是分散的碎积云。,右图中的两块浓积云正在发展，云顶垂直向上伸展，云底平整，呈暗灰色。大块浓积云距测站较近，还有几块淡积云，左边

12、一块浓积云距测站较远，云体边界好似相连，高空还有毛卷云。,24,上图：一块发展旺盛的浓积云，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，云体周围有另外一块浓积云，上部有几块碎积云。,下图中前排是三块浓积云，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。,25,2.2.2低空积状云-积雨云（Cb）,当形成浓积云之后，若空气对流运动继续增强，云顶垂直向上发展更加旺盛， 达到冻结高度以上，原来浓积云的花椰菜状的云顶开始冰晶化，它的明显

13、而清晰的边缘轮廓开始在某些地方变得模糊，此时就进入积雨云阶段。 云体浓厚庞大，垂直发展极盛，远看很象耸立的高山。云底阴暗混乱，起伏明显，有时呈悬球状结构。 云顶由冰晶组成，有白色毛丝般光泽的丝缕结构，常呈铁砧状或马鬃状。 积雨云常产生雷暴、阵雨（雪），或有雨（雪）幡下垂。有时产生飑或降冰雹。云底偶有龙卷产生。 积雨云分两种：秃积雨云和鬃积雨云。,26,2.2.2低空积状云-积雨云（Cb）,秃积雨云（Cb calv） 浓积云发展到鬃积雨云的过渡阶段，花椰菜形的轮廓渐渐变得模糊，顶部开始冻结，形成白色毛丝般的冰晶结构。为积雨云的初始阶段，云状特征除了在云顶边缘的某些部位由于冰晶化而开始模糊，呈现丝

14、缕结构之外，其它特征与浓积云相似，无明显差别。 秃积雨云存在的时间一般比较短,27,左图：个体高大的秃积雨云，顶部刚刚开始冻结，圆弧形重叠模糊，但尚未扩展开来，三分钟后开始出现砧状，底部较灰暗。前下方有几块淡积云，右侧为密卷云。,右图：秃积雨云云顶已经冰晶化，云顶两侧尖端向两边伸展，逐渐演变成砧状，云底部呈黑灰色，将出现降雨。,28,2.2.2低空积状云-积雨云（Cb）,鬃积雨云（Cb cap） 积雨云发展到成熟阶段 顶部特征：云顶呈白色，毛丝结构明显，常呈铁砧状 ； 中下部特征：云底常呈滚轴状，悬球状 底部特征：常有雨幡、碎雨云 伴见的天气现象：雷电、大风、冰雹、龙卷等,29,积雨云的形成：

15、当形成浓积云之后，若空气对流运动继续增强，云顶垂直向上发展更加旺盛， 达到冻结高度以上，原来浓积云的花椰菜状的云顶开始冰晶化，它的明显而清晰的边缘轮廓开始在某些地方变得模糊，此时就进入积雨云阶段。 出现CBcap时对流发展极盛，云顶高度很高，有时可达到对流层顶。这时云顶受到高空稳定层的阻抑，不能继续向上发展，只能向四周扩展。扩展的冰晶云顶受到高空风的影响，使其在顺风方向 上扩展得很长，而在逆风方 向上扩展得很短，甚至扩展 不开（高空风特别大时）， 形成了铁砧状或马鬃状的 外形。,30,图中有两个浓积云发展很旺盛，云体随高空风从西北向东南方向移动，速度较慢，浓积云周围分散着淡积云。两个单体浓积云

16、相距很近，但垂直发展速度很不一致，左边一块浓积云云顶向上伸展较快，右边一块浓积云云顶已向两侧扩展。,12时，左边这块云发展成完整砧状积雨云。右侧一块云体也亦有发展成砧状积雨云，它的右侧还有一块初生的淡积云，远方还有一块砧状积雨云。,12时30分两个单体积雨云均已发展到成熟阶段，鬃积雨云云顶都已成鬃状毛丝般结构，远看两个鬃状积雨云云顶部已互相连接起来，天空中还有分散的淡积云和碎积云。,31,左图：从西北方向移来的积雨云云底出现悬球状，并继续演变，5分钟后，有的发展成大小不同圆球状，但上部仍与云砧底相连接，悬球状云砧被夕阳映射呈黄红色。,右图：积雨云前部，云底很低，阴暗混乱，宛如海涛滚滚而来，几分钟后测站即开始降雨。,32,左图中积雨云从西向东移动，云体已移至山区，受地形影响云中上升、下沉气流非常强烈，云底阴暗混乱，宛如海涛滚滚，并伴有闪电、雷雨和大风。,右图：积雨云移过山区时，在迎面的山坡上降下了大量冰雹。图中深蓝灰色是积雨云底，山坡上白色是降下的冰雹，积雹厚度约1厘米。,