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1、第五章 天气现象第五章 天气现象天气现象是指大气中或地面上所产生的除云以外的各种物理现象，它包括降水现象、视程障碍现象、雷电现象、地面凝结现象和其他现象等。各种天气现象都是在一定的天气条件下产生的。天气现象的出现，反映着大气的不同运动和物理变化过程，是天气变化的体现，也是天气预报的依据之一。对航空飞行有重要意义的天气现象会严重威胁航空飞行安全。因此，正确地观测天气现象，准确地判定它的强度，不但对保障飞行安全起到重要的作用，而且是分析、预报天气和了解气候情况的重要资料。值班观测员应当按照民用航空气象地面观测规范的要求观测天气现象，而且还应当和其他要素结合起来仔细分析，以便能正确的确定某一现象。第
2、一节 降水现象降水现象是指液态和/或固态的水汽凝结物或冻结物从云中或空中降落到地面的现象。一、降水种别的判定和降水现象的主要特征值班观测员应当根据降水物的形态和下降的情况以及当时的云层、降水形成的条件等进行分析、判定降水的种别。（一）雨（RA）是较大液体水滴（直径0.5毫米）所产生的降水。表现为由水滴构成的、强度变化缓慢的滴状液态降水。降落情形清晰可见，落在水面上可以激起圆形波纹和水花，落在干地上可留下湿斑。雨通常降自层积云、雨层云、高层云和高积云。（二）冻雨（FZRA） 过冷雨滴与地面或地物、飞机等相碰而即刻冻结的雨。冻雨通常降自层积云、雨层云、高层云和高积云。（三）阵雨（SHRA）起、止突
3、然，骤降骤止，强度变化大而快，雨滴比非阵性降雨中的大。阵雨主要降自对流云。（四）毛毛雨（DZ）大量的微小雨滴（直径小于05毫米）所产生的相当均匀的降水现象。毛毛雨表现为稠密、细小而均匀的液态降水，下降情况不易分辨，看上去似乎随空气微弱的运动飘浮在空中，徐徐下降，迎面有潮湿感。落在水面上无波纹和水花，落在地面上无湿斑。毛毛雨常降自层云、碎层云或雾中。（五）冻毛毛雨（FZDZ）过冷雨滴与地面或地物、飞机等相碰撞而即刻冻结的毛毛雨。冻毛毛雨常降自层云、碎层云或雾中。（六）雪（SN）大多是由六出分枝的星状、六角形片状的冰晶组成的，白色（如果空气中尘土较多、则可能带褐色）不透明，成团时很象柳絮。雪常降自
4、层积云、雨层云、高层云、高积云和卷云。（七）阵雪（SHSN）其特点是起、止突然，强度变化大而快，雪片比非阵雪中的大。阵雪降自对流云。（八）米雪（SG）白色不透明的细小颗粒状的固体降水。直径通常小于l毫米。着硬地不反跳。米雪降自层云、碎层云或浓雾。（九）雨夹雪（RASN或SNRA）半融化的雪或雨和雪同时下降的现象。雨夹雪通常降自雨层云、层积云、高层云和高积云。（十）阵性雨夹雪（SHRASN或SHSNRA）具有明显阵性特点的雨夹雪。阵性雨夹雪通常降自积雨云、淡积云和层积云。（十一）霰（GS）又称雪丸。白色不透明的圆形或圆锥形颗粒，在降雪之前（或和雪同时）下降，常呈阵性。直径约在毫米至小于毫米之间，
5、松脆易碎，着硬地常反跳。霰常降自积雨云、层积云。（十二）冰粒（PL）又称冰丸。透明的丸粒状的固体降水。质地坚硬，不易破碎，着硬地反跳，并发出清脆声，直径小于5毫米。冰粒降自高层云、雨层云和层积云。（十三）冰雹（GR）多呈坚硬的球状或块状的固体降水。中心不透明，外面包有透明的冰层，或由透明的冰层与不透明的冰层相间组成。直径通常在毫米50毫米之间。冰雹降自积雨云。（十四）小冰雹（GS）多呈球状，有时具有圆锥形。质地坚硬，不易破碎，落到硬地上会反跳并能听到碰击声，直径小于毫米。小冰雹降自积雨云。（十五）冰针（IC）又称冰晶或钻石尘。呈片状、柱状或针状。下降速度缓慢，象是飘浮在空中，在阳光下闪烁发光。
6、偶尔会出现晕现象。冰针可降自云中，也可降自晴空。主要的降水现象的特征和区别见表5-1。表51 主要的降水现象的特征和区别天气现象直径（毫米）外形特征及着地特征下降情况一般降自云层天气条件雨0.5干地面有湿斑，水面起波纹雨滴可辨，下降如线，强度变化较缓Ns,As,Sc,Ac气层较稳定阵雨0.5同上，但雨滴往往较大骤降骤停，强度变化大，有时伴有雷暴Cb,Cu,气层不稳定毛毛雨0.5干地面无湿斑，慢慢均匀湿润，水面无波纹稠密飘浮，雨滴难辨St，Fs，FG气层稳定雪大小不一白色不透明六角或片状结晶，固体降水飘落，强度变化较缓Ns,Sc,As,Ac,Ci气层稳定阵雪同上同上飘落，强度变化较大，开始和停止
7、都较突然Cb,Cu,Sc气层较不稳定雨夹雪同上半融化的雪（湿雪）或雨和雪同时下降同雨Ns,Sc,As,Ac气层稳定阵性雨夹雪同上同上强度变化大，开始和停止都较突然Cb,Cu,Sc气层较不稳定霰25白色不透明的圆锥或球形颗粒，固态降水，着硬地常反跳，松脆易碎常呈阵性Cb,Sc气层较不稳定米雪1白色不透明，扁长小颗粒,固态降水，着地不反跳均匀、缓慢、稀疏St，Fs，FG气层稳定冰粒1-5透明丸状或不规则固态降水，有时内部还有未冻结的水，着地常反跳，有时打碎只剩冰壳常呈间歇性，有时与雨伴见Ns,As,Sc气层较稳定冰雹50坚硬的球状、锥状或不规则的固态降水，内核常不透明，外包透明冰层或层层相间，大的
8、着地反跳，坚硬不易碎阵性明显，常伴随雷阵雨出现Cb气层不稳定（常出现在夏、春、秋季）二、降水现象强度的判定降水（除冰针外）的强度分为三级，即小、中、大，按表52进行判定。表52 降水现象强度判定表 强 度 降水 判定依据现象小（轻）中 常大（浓、强）雨/阵雨/冻雨 雨滴清晰可辨，雨声细弱，水洼形成慢或形成不了水洼；或降雨强度2.5毫米/小时。 雨落如线，雨滴不易分辨，水洼形成较快；或降雨强度为2.6至8.0毫米/小时。 雨落如倾盆，模糊成片，雨声如擂鼓，水潭形成极快；或降雨强度8.1毫米/小时。毛毛雨/冻毛毛雨/雪/阵雪/雨夹雪/阵性雨夹雪 主导能见度1000米。 主导能见度500米1000米
9、。 主导能见度500米。霰/冰粒/米雪/小冰雹/冰雹 下降量少，散落于地，无明显累积现象。 下降量一般，累积缓慢。 下降量大，累积迅速。三、降水特性的判定降水的特性分为连续性、间歇性和阵性三种。不同的降水特性反映着不同云层的内部气流运动的状况，因此，观测时应当根据降水强度变化的缓急、持续时间的长短和降自何种云层来判定。（一）连续性降水持续时间较长，强度变化很小，连续性降水常与暖锋或静止锋相联系，常降自雨层云和高层云。（二）间歇性降水时降时止，但强度变化很缓慢；在降水停止和强度变小的时间内，云和其他气象要素没有显著变化；常降自层积云和厚薄不均的高层云。（三）阵性降水强度变化很快，骤降骤止，天空时
10、而昏暗，时而明亮；气压、气温和风等气象要素有时变化明显。常降自积雨云或浓积云。四、降水前的征兆降水与云层、气温及湿度是互相联系和影响的。因此，当云层密布时，值班观测员应当经常注意云层的种类、厚度、高度以及低层大气的温度、湿度等相关气象要素的变化情况，以便能及时发现降水现象。通常：（一）天空出现雨层云、高层云，且云层不断增厚，云底不断降低，或有雨幡时，可能出现连续性降水。（二）天空布满层积云、高积云，且云层很厚和不断降低时，可能出现间歇性降水。（三）天空有强盛的积雨云，其前部有时有弧状云、滚轴状云，云底混乱有悬球状云且呈土黄色或黝黑色，云顶呈紫色时，可能出现阵雨、冰雹。（四）层云密布全天，云层较
11、厚且云底较低时，可能出现毛毛雨和米雪。（五）初冬或初春时节，当天空布满厚而低的云层，低层空气摄氏温度在零度左右时，可能出现霰和冰粒。（六）冬季，在高纬度地区，当空中湿度较大且温度很低时，可能出现冰针。五、降水的形成降水来自云中，但有云不一定产生降水。因为降水应当有云滴增大到能克服空气的阻力和上升气流的浮力，并在下降过程中不被蒸发掉，才能达到地面，从而形成降水。但由于各种云的温度、气流分布情况不同，因而所形成的降水也具有不同的形态和不同的性质。（一）雨雪的形成降水的形成过程，就是云滴增大为雨滴、雪花及其他降水物的过程。云滴增大的方式有两种：水汽在云滴上凝结（或凝华）和云滴的相互合并。在云的形成和
12、发展阶段，如果其内部空气不断上升和绝热冷却，或云外继续有水汽输入云中，云滴周围就会达到过饱和状态，云滴就会因水汽凝结（凝华）而逐渐增大。由于云滴的大小不同，云内气流又有不同的方向和速度，因而云滴就可能相互碰撞合并，使原来小的云滴变大，大的云滴变得更大。大的云滴在其下降的过程中有可能碰上小的云滴，并“吞并”它们而继续增大（图51）。云滴增大以后，它冲撞的范围加大，“吞并”的小云滴就更多，好像滚雪球一样，越滚越大，以致发生降水。图51 大水滴“吞并”小水滴从云中降下的究竟是雨还是雪，主要取决于云内和云下的温度；当云内温度在0以上时降下的是雨或毛毛雨；当云内、云下温度都低于0时，一般是下雪，但有时也
13、会下过冷水滴，如降落到地面或地物上即刻冻结，就形成了冻雨；如果云内温度低于0而云下温度高于0时，从云中降下的冰晶、雪花或小冰雹，可能完全融化成雨滴，也可能出现雨夹雪或半融化的雪（湿雪），有时航空器在飞行时遇到的是雪，而在地面见到的却是雨，就是这个道理。雪花形状是多种多样的，但基本形状多是六角形的，这是怎样形成的呢？下面以六角形片状冰晶为例（见图52），来说明雪花的形成。图52 雪花的形成对六角形冰晶来说，由于它的面上、边上和角上的曲率不同，相应地具有不同的饱和水汽压，其中尖角处的最大，边上的次之，平面上的最小。在实有水汽压相同的情况下，由于冰晶各部分的饱和水汽压不同，其凝华增长的情况也不同。当
14、实有水汽压大于平面的饱和水汽压时，水汽只在面上凝华，形成的是柱状或针状雪花；当实有水汽压大于边上的饱和水汽压而小于角上的饱和水汽压时，边上和面上都会发生凝华，但同面上相比，边缘部分能优先获得周围供应的水汽，凝华增长得比较快，所以多形成片状雪花；当实有水汽大于角上饱和水汽压时，虽然面上、边上、角上都有水汽凝华，但因尖角处位置特别突出，水汽供应最充分，凝华增长得最快，故多形成枝状和星状雪花。大气中，由于冰晶不停地运动，它们所处的湿度条件也不断变化，这样就使得冰晶时而沿这个方向增长，时而沿那个方向增长，形成了多种多样形状的雪花。雪花的体积一般较大，缓慢地飘浮下降，在途中碰上其他雪花时，还会粘在一起，
15、成为直径几厘米的雪团。（二）霰的形成霰生成在冰晶、雪花和过冷水滴混合的云中。当冰晶或雪花穿过温度为10的过冷水滴云层时，就与细小的过冷水滴相碰撞，过冷水滴很快冻结在冰晶或雪花上，由于这一过程进行得很快，所以冻结物中间还留有空隙，因此，形成的霰是一种白色不透明、松脆容易破裂的小雪粒。霰既然与碰撞合并有关，所以生成霰的云，多有乱流存在，使它下降时带有阵性。霰的圆锥形是迅速下降时的旋转运动所造成的。（三）米雪的形成米雪的成因和霰基本相同，但多降自层云或雾中，由于云层乱流较弱，云中过冷水滴很小，故形成直径很小的米雪。（四）冰雹的形成冰雹降自强盛的积雨云中，它的形状很多，有球状、圆锥状及其它不规则形状。当云中有时强时弱的升降气流时，云中的过冷水滴就会立即同冰晶、雪花冻结在一起，形成不透明的小雪球，这就是霰。也是冰雹的核心。它形成后，随着气流一起升降，当冰
