定义
云(Cloud):一种非常小的水滴、冰晶或两者混合的聚集体,其底部处于地面之上,限定的液体质粒的最大直径在200μm 左右,比这还要大的水滴形成毛毛雨或雨。 相关名词:
云量(Cloud amount):由一种特定类型的云(部分云量)或全部类型的云(总云量)覆盖天空的估计数量,在两者任何一种情况下,以最接近的八分量(八分之一)估算*,并按最接近的八分量的标度来报告,除了数字0和8在标度上分别为完全晴空和阴天外,其余依次按云量多少调整到最接近的数字。
云底(Cloud base):云的最低区,在其中对遮蔽类型察觉到从相应的晴空或霾转变成相应的水滴群或冰晶群。在云下的空气中,粒子引起的遮蔽显示出一些光谱的选择性,而在云中实际上无选择性,这种差别是由于其所包含不同的水滴尺度。云底高定义为在地平面以上的高度,对一个航空站来说,地面高度定义为正式的机场海拔高度。 云状(Cloud type)(分类):对云的分类有如下不同方法:
(a)在WMO(1975)中,根据云的基本外形特征分成10属,按需要可进一步细分为: (i)云类(云的形状和结构) (ii)云种(云的排列和透明度)
(iii)辅助特征和附属云(例如:砧状、乳房状、幡状、降水性、弧状、管状、蹼状、缟状和碎片)
(iv)从母云生长出的新云种,若母云在程度上只有一小部分起变化,可称其为附属的“衍生云”;若母云大部分或全部起变化则称“转化云”。例如:积云性层积云或层云性层积云。 (b)一种根据层次高度来分类的方法——高云,中云和低云三族,在这些层次上可出现好几种云层。在温带地区,大致的界限是高云5~13km(16500~45000ft),中云,
2~7km(6500~23000ft),低云,地面以上至2km 处(>0①~6500ft);高云是卷云、卷积云和卷层云。中云是高积云和高层云(后者常伸展得较高)和雨层云(通常延伸至较高和较低),低云包括层积云、层云、雨层云②、积云和积雨云(后两种常达到中、高云的高度层)。从天气学考虑,在这后三种云族中每族又区分出九种云天类,相应的电码分别为:CH、CM 和CL。目的在于报告天空的云况而并非单个云状。 (c)非正式的分类有:
(i)根据云形成的物理过程,明显地分成积状云和层状云(或“片状云”)
(ii)根据云的组成,分成冰晶云、水滴云和混合云。大部分这些云状都在 WMO(1987)中以照片举例说明。
单位和度量
云高的测量单位是米(m),云量的单位是八分量(okta)
气象要求
需要观测云量、云状和云底的高
观测和测量方法
大多数云量测量是通过目测进行的,器测方法正在发展。
云高
云底的高度借助于仪器来测量。
1.用探照灯测量云高:H=L tanE;探照灯和观测点之间的最佳距离为300米,通常可以接受的距离为250—550m。
2.气球测云高:在白天,通过测定一只充满氢气或氦气的橡胶气球,从地面升至云底所经历时间来测量云高。把气球开始进入像雾一样的云层但未最终消失的点当作云底。
3.旋转光束云幕仪:旋转光束云幕仪的测量原理,包括测量在垂直平面内扫描光束的仰角,当一定比例的光被云底散射的瞬间,由离光源一已知距离处的垂直向上指向的光电管接收(图15.3)。该设备由一个发射器、一个接收器以及一台记录设备组成。
旋转光束云幕仪对出现降水非常敏感。在中等或严重降水情况下,仪器可能指示错误的低云或根本不能探测云。在大雾状况下,光束有可能在低空即行消失,即使出现低云层时云幕仪也不能提供有用的云高信息。与旋转光束云幕仪相比,激光测云仪已在使用并广泛见于报告中(WMO,1988)。在云底高达500m时,两种仪器显示出较好的一致性,但在有降水的情况下监测效率明显变差。
4. 激光云幕仪:激光云幕仪是通过测量一束相干光脉冲从发射器到云底再反射到接收器所需时间来确定云底高度的。激光器垂直向上发射的脉冲光束,如果在发射器的上方有云,光束就被组成云的水凝物散射,大部分辐射向上散射,但有一部分向下散射并聚集在接收器的光电检测器上。这种云幕仪(见图15.4)由两部分组成:发射——接收组合器和记录设备。
云状
观测云状的唯一的方法是目测
云量:
云量的估测从空载可见光波段的辐射仪,辅以红外图像的测量方法,可用来估测大范围的云量,尽管经常出现困难,例如,不能区分云和雾。对位于云幕仪测量范围内的低云量可以估测。
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