所以积状云是分散的,云块间露出蓝天 。对于一定的地区,在同一时间里,空气温、湿度的水平分布近于一致,其凝结高度基本相同,因而积云底部平坦 。如果对流上限稍高于凝结高度,则一般只形成淡积云 。由于云顶一般在0℃等温线高度以下,所以云体由水滴组成,云内上升气流的速度不大,一般不超过5m/s,云中湍流也较弱 。
在淡积云出现的高度上,如果有强风和较强的湍流时,淡积云的云体会变得破碎,这种云叫碎积云 。当对流上限超过凝结高度许多时,云体高大,顶部呈花椰菜状,形成浓积云 。其云顶伸展至低于0℃的高度,顶部由过冷却水滴组成,云中上升气流强,可达15—20m/s,云中湍流也强 。
如果上升气流更强,浓积云云顶即可更向上伸展,云顶可伸展至-15℃以下的高空 。于是云顶冻结为冰晶,出现丝缕结构,形成积雨云 。积雨云顶部,在高空风的吹拂下,向水平方向展开成砧状,称为砧状云 。在顺高空风的方向上,云砧能伸展很远,因而它的伸展方向,可作为判定积雨云的移动方向 。
积雨云的厚度很大,在中纬度地区为5 000—8 000m,在低纬度地区可达10000m以上 。云中上升下沉气流的速度都很大,上升气流常可达20—30m/s,曾观测到60m/s的上升速度,下沉速度也有10—15m/s 。云中湍流十分强烈 。热力对流形成的积状云具有明显的日变化 。
通常,上午多为淡积云 。随着对流的增强,逐渐发展为浓积云 。下午对流最旺盛,往往可发展为积雨云 。傍晚对流减弱,积雨云逐渐消散,有时可以演变为伪卷云、积云性高积云和积云性层积云 。如果到了下午,天空还只是淡积云,这表明空气比较稳定,积云不能再发展长大,天气较好,所以淡积云又叫晴天积云,是连续晴天的预兆 。
夏天,如果早上很早就出现了浓积云,则表示空气已很不稳定,就可能发展为积雨云 。因此,早上有浓积云是有雷雨的预兆 。傍晚层积云是积状云消散后演变成的,说明空气层结稳定,一到夜间云就散去,这是连晴的预兆 。由此可知,利用热力对流形成的积云的日变化特点,有助于直接判断短期天气的变化 。
2 。层状云的形成 层状云是均匀幕状的云层,常具有较大的水平范围,其中包括卷层云、卷云、高层云及雨层云 。层状云是由于空气大规模的系统性上升运动而产生的,主要是锋面上的上升运动引起的 。这种系统性的上升运动,通常水平范围大,上升速度只有0 。
1—1m/s,因持续时间长,能使空气上升好几千米 。例如当暖空气向冷空气一侧移动时,由于二者密度不同,稳定的暖湿空气沿冷空气斜坡缓慢滑升,绝热冷却,形成层状云 。云的底部同冷暖空气交绥的倾斜面(又称锋面)大体吻合,云顶近似水平 。在倾斜面的不同部位,云厚的差别很大 。
最前面的是卷云和卷层云,其厚度最薄,一般为几百米至2000m,云体由冰晶组成 。位于中部的是高层云,其厚度一般为1000—3000m,顶部多为冰晶组成,主体部分多为冰晶与过冷却水滴共同组成 。最后面是雨层云,其厚度一般为3000—6000m,其顶部为冰晶组成,中部为过冷却水滴与冰晶共同组成,底部由于温度高于0℃,故为水滴组成 。
从上述的系统性层状云形成中可以看到,在降水来临之前,有些云可以作为征兆 。如卷层云,通常出现在层状云系的前部,其出现还往往伴随着日、月晕,因此如看到天空有晕,便知道有卷层云移来,则未来将有雨层云移来,天气可能转雨 。农谚“日晕三更雨,月晕午时风”就是指此征兆 。
3 。波状云的形成 波状云是波浪起伏的云层,包括卷积云、高积云、层积云 。云中的上升速度可达每秒几十厘米,仅次于积状云中的上升速度 。当空气存在波动时,波峰处空气上升,波谷处空气下沉 。空气上升处由于绝热冷却而形成云,空气下沉处则无云形成 。
如果在波动形成之前该处已有厚度均匀的层状云存在,则在波峰处云加厚,波谷处云减薄以至消失,从而形成厚度不大、保持一定间距的平行云条,呈一列列或一行行的波状云 。一般认为形成波动的原因主要有二:一是由于大气中存在着空气密度和气流速度不同的界面,在此界面上引起波动 。
二是由于气流越山而形成的波动(称地形波或背风波) 。在上层风速大、密度小,下层风速小、密度大的界面上产生波动时,由于各高度上的风向、风速常随时间变化,波动的方向也随之改变,新产生的波动叠加在原来的波动之上,从而形成棋盘格子般的云块 。波动气层甚高时形成卷积云,较高时形成高积云,低时形成层积云 。
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