雲與天氣活動有何關係？

科技 07-18

入汛以來，在超強厄爾尼諾事件的「餘威」下，我國南方地區迎來多輪強降雨，雷暴、大風、冰雹等強對流活動的發生頻次和影響範圍均超過常年，甚至出現龍捲風等極端天氣。

而在網路上，不少網友圍繞「如果忘記查看天氣預報，如何判斷是否會雷雨來臨」展開熱烈討論。看雲究竟能否「識天」？所謂可以通過查「怪雲」來預判龍捲風的說法有科學依據嗎？

雲與天氣活動有何關係？

不同形態的雲對天氣過程具有一定的指向。雷暴、冰雹多生於對流活動旺盛的積雨雲。龍捲風更容易發生於強烈發展的積雨雲中，這類積雨雲又被稱為「超級單體」。極為強烈的對流活動會使積雨雲內產生中心氣壓極低的渦旋，該渦旋一旦接地或觸碰水面，就形成人們口中的「漏斗雲」。

雲與天氣活動有何關係？

值得一提的是，理論上，人們可以通過發現「漏斗雲」覺察龍捲風的到來，但實際情況中，這些積雨雲往往與雨層雲同時出現，後者導致「白晝如夜」，前者同時帶來有強降雨、冰雹等惡劣天氣。這種環境下，肉眼觀察到漏斗雲的可能性很低。

另一種破壞性強的惡劣天氣——颱風，颱風及其周邊存在著的並不是同一種雲。從水平來看，颱風外圍螺旋雲帶中有淡積雲、濃積雲和積雨雲；颱風的內螺旋雲帶一般包含濃積雲和積雨雲；颱風本體也叫「雲牆區」，它由很多發展旺盛的積雨雲組成；颱風眼區通常是晴空，或存在少量淡積雲或層積雲。從垂直來看，颱風中低層主要是各類積雲，颱風頂層的輻散氣流中則是卷層雲。

中央氣象台高級工程師劉湊華指出，人們所說的短時強降雨，即小時雨強達20毫米以上的降雨，一般是由積雨雲造成；雨層雲帶來的降水強度適中但持續時間較長，長時間持續降雨也可能導致在12小時或24小時內達到暴雨級別。譬如，雨層雲常產生連續性的雨、雪過程；積雨雲內對流活動旺盛，多下雷陣雨，有時伴生狂風、冰雹。雨層云云底很低、雲層厚而均勻，覆蓋面積大，能完全遮蔽日月，常布滿全天，即通常「烏雲蔽日」所指。積雨雲垂直發展極盛，遠看像聳立的高山，並可發展為鐵砧狀或馬鬃狀，雲內對流活動極其旺盛，雲底陰暗混亂、起伏明顯，所謂「黑雲壓城」很可能指的便是鬃積雨雲給人帶來的「壓迫感」。

不過，這並不意味著「只有看到積雨雲或雨層雲才要帶傘」。事實上，人們俗話中的看看「哪塊雲彩會下雨」並不科學。雲的形態乃至性質，在很多情況下，會隨著對流活動而呈現動態變化。

雲與天氣活動有何關係？

譬如，天空中排列著有水平底邊、頂部凸起明顯、如城堡般的雲彩，人們稱之「堡狀高積雲」。堡狀高積雲本身通常不會產生降水，然而，它一般出現在低壓槽前，預示著空氣不穩定。如果在暖季的早晨出現堡狀雲，在中午時分，隨著低層對流發展，上下不穩定層次結合，便會產生強烈的對流活動，空中出現的就成了積雨雲。北方地區夏季午後的雷陣雨之前，大多能看到積雨雲。

雲層對陽光的光學作用也孕育了「彩虹雲」。能形成彩虹雲的通常是含有均勻冰晶的薄雲，如高積雲、卷積雲，雲層需明顯但不厚重，同時與陽光射入的角度要適宜，約保持在10°至40°左右，空氣能見度也要好。陽光在冰晶或水滴上發生多次反射和折射，不同角度的光將陽光的七彩色呈現。

至於網友所說地震前後可能出現的「地震雲」，劉湊華認為，以現在有限的研究樣本來看，地震發生地出現的雲從形態特徵上看並無特別之處，很難說與地質活動本身有關。

觀測雲有何價值？

在氣象預測預報工作更多通過數值模式預報來實現的今天，對雲的觀測，更多只是為預報員提供一定參考依據。

劉湊華認為，雲的形態對於一些天氣現象具有指向意義，這也是古人「觀雲識天」的依據所在。目前，我國氣象觀測業務大多實現自動化，而對於雲的觀測仍是保留的人工觀測項目之一。氣象觀測員除了要觀察、判斷雲的形態，還要觀測雲量及雲高。

但是，雲對於天氣活動來說，並不是一一對應的關係。舉例來說，高積雲既有可能在低雲演變成高雲的過程中出現，也可能在高雲演變成低雲的過程出現，前者預示著天氣轉好，後者則預示對流活動即將旺盛。同時，雲對於天氣現象的指向性僅限於臨近時段，若想預判3天甚至一周後的天氣狀況，「觀雲」便無能為力。

雲與天氣活動有何關係？

不過，劉湊華表示，對於氣象愛好者來說，觀雲、識雲，仍是接觸大氣科學、了解天氣現象的一條重要途徑。應當說，雲不僅是地球上龐大水循環的表現形式及結果之一，也是大氣熱力循環的重要一環。大多數天氣現象，如雨、雪、雹、雷電都與雲關係密切。此外，雲也具有極高的美學價值和人文價值，容易激起人們鑽研大氣科學的好奇心與求知慾。

而對公眾而言，特別是遭遇不方便查詢天氣預報時，掌握識別雲的基本常識，有助於其敏銳察覺天氣轉變，及時針對強降雨、雷暴等高影響天氣過程採取避險措施。

「觀雲識天」對於氣象科技工作的科學價值或許在降低，但其科普價值仍不容忽視。

鏈接：雲分幾種？

對於地球而言，雲是大氣中水汽凝結（凝華）成的水滴、過冷水滴、冰晶，或是它們混合組成並漂浮在空中的可見聚合物。人們通常以雲在天上的不同高度對其歸類，並因其觀測到的不同形狀進行具體劃分。

從大氣科學的角度，通過「雲高」和「雲狀」對雲進行分類，有利於對雲進行觀測、記錄。雲高、雲狀與雲的成因關係緊密，因而能夠反映當時、當地的天氣狀況，對天氣預報來說有一定參考價值。

人們通常按照雲底高度，將雲分為低、中、高3族；進一步的，按雲的外形特徵將雲分為10屬；再按雲的結構特徵和成因，將雲分為29類雲狀。

雲與天氣活動有何關係？

低雲多是由微小水滴組成，雲底距地面較低，一般低於2500米，並隨季節、天氣條件以及地理位置而變化。低雲包括積雲（淡積雲、碎積雲、濃積雲）、積雨雲（禿積雨雲、鬃積雨雲）、層積雲（透光層積雲、蔽光層積雲、積雲性層積雲、堡狀層積雲、莢狀層積雲）、層雲（層雲、碎層雲）、雨層雲（雨層雲、碎雨雲）5屬（14類）。多數低雲都有可能產生降水。

中雲多由微小水滴、過冷水滴或冰晶、雪晶混合組成，雲底一般為2500至3000米之間。中雲分高層雲（透光高層雲、蔽光高層雲）、高積雲（透光高積雲、蔽光高積雲、莢狀高積雲、積雲性高積雲、絮狀高積雲、堡狀高積雲）兩屬（8類）。高層雲在夏季多出現降雨，冬季則多有降雪發生。高積雲較薄時，則不會出現降水。

高雲則由微小冰晶組成，雲底高度一般在5000米以上，但在高原地區時較低。其分為捲雲（毛捲雲、密捲雲、偽捲雲、鉤捲雲）、卷層雲（毛卷層雲、薄幕卷層雲）、卷積雲3屬（7類）。高雲出現降水較少，但會產生「雪幡」，即冰晶在下降過程中不斷升華，最終在雲底形成白色的絲縷狀懸垂物。

來源：中國氣象報

『中國氣象科普』

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