本文譯自WMO《國際云圖集》
第2.7節 地基觀云
2.7.1 引言
2.7.1.1 適于判別云況的觀測條件
除非特別指明,本云圖集所定義的云況,適用于下述條件下所開展的觀測:
- (1)觀測者需位于不是山地或海面的陸地地表;
- (2)空氣通透,觀測現場沒有如霧、霾、灰塵、煙霧等低能見度現象;
- (3)太陽高度足夠高,能夠提供通常的亮度和自然色彩;
- (4)云在地平線之上足夠高,以至于透視的影響可以忽略不計。
在其他情況下,相關定義應作適當的改變。在很多情況下這很容易做到:例如,在晚上當月亮處于很亮的月相時,對于云的照度來說,月亮的作用與白天太陽的作用是相似的。
2.7.1.2 開展云觀測的步驟
在云觀測活動中應當遵循下述步驟:
- 估測或測量總云量;
- 按照云屬以及可能的云類、云種、附加特征、副云、主云和與云相關的其他大氣現象,來判別整個天空的云況;
- 估計或測量各云屬和云層的云量;
- 估計或測量云高;
- 估計云的移動方向。
2.7.2 云的識別
產生于對流層的云,按照云屬以及可能的云類、云種、附加特征、副云、主云和與云相關的其他大氣現象,來加以識別。
識別云時,觀測員應當:
佩戴太陽鏡
- 1.理想情況下,在白天,應當佩戴(經醫學配光后的)偏光太陽鏡,尤其是在觀測高云時,最好太陽鏡還需有遮擋側面光線的兩翼。
偏光鏡片能最大程度地減小強烈太陽光造成的炫光影響和保護你的眼睛不受紫外線輻射的傷害。依靠偏光鏡片通過增強卷狀云和藍天背景的對比度,還可以發現非常稀薄的卷狀云——諸如卷層云屬的薄暮狀云,以及隱藏在煙霧薄暮中的云。
實施夜間觀測
- 2.在夜間,盡可能到一個黑暗的、有效排除光線干擾的地方實施觀測。讓你的眼睛先適應黑暗環境——這至少需要5分鐘的時間。使用周圍視覺細胞時夜間視力最佳;左右移動你的頭部進行掃視比始終凝視一個目標可以讓你發現更多的細節。
保持持續的觀測
- 3.精確的觀測依賴于記錄下云的持續演變過程。比如,高積云的形成是來自于十五分鐘前觀測到的濃積云云頂的延展么?在例行的觀測中不可見的遠距離的閃電可能由此會被發現。
特別是,在日出日落期間觀測天空。在這些過渡期間云的色彩的系統性變化可以讓你確認或注意多重云層的存在。
全天域觀測
- 4.將整個天空作為一個整體進行觀測,包括地平線在內。
- 向上游地平線方向看,侵入本地的鉤狀卷云是否正在變厚成為卷層云。
- 朝向太陽看,看到22°日暈,可以證明通過佩戴偏光太陽鏡觀測到的稀薄的卷層云屬薄暮狀云的存在。
- 環地平線看一圈,也許你期待雷暴雨總是來自于西邊,但是在今天,雷暴雨也許來自于東邊。
全天域整體觀測可以有助于確定天空的總的特征。在大范圍的透光高層云之下的孤立區域的幡狀云可以預示著向蔽光高層云的緩慢演變;相反大范圍的幡狀云可以預示著向蔽光高層云甚至是亂層云轉變。
關注外觀的變異
應當了解到同屬同類同種的云在不同的氣象條件下會呈現出不同的外觀。例如,在極地冷空氣爆發期間的積云與在不穩定的熱帶大氣侵入期間的積云看起來就不一樣。
在冷空氣爆發期間,云系呈現出邊緣清晰、輪廓分明、垂直伸展小的特征。在熱帶大氣中,云系呈輪廓不太分明、塔狀和垂直方向伸展大的特征。
其他一些因素,例如垂直風切變能影響云的外觀。如下是部分例子:
- 鬃狀積雨云頂部云砧常常是非對稱的(向下風向伸展),但是當在云頂處風切變極小時有時云砧是對稱的(向所有方向伸展)。
- 從鉤卷云的尾部到頭部的高度上,當風速隨高度有正的風切變時,鉤卷云通常會有一尾部(墜落的冰晶)落在鉤卷云的頭部之下及之后。當在本層高度上風速隨高度沒有風速切變時,鉤卷云的尾部呈直直落后于頭部的狀態。當在本層高度上風速隨高度減弱(負切變)時,鉤卷云尾部落在頭部之下并處于頭部之前。正切變和負切變的鉤卷云相互間呈鏡像,甚至經驗豐富的觀測員也會將它們看成完全不同。
2.7.2.1 確定云屬
依靠下列方式可以確定每朵云的云屬:
- 定義與描述;
- 云和延時攝影;
- 表12的指南;
- 圖9的流程圖。
2.7.2.1.1 指南表:云屬
表12 云屬的識別指南
2.7.2.1.2 云識別指南
cloud_identification_guide.png
圖9. 云屬識別