云海多姿

王奉安

如果你乘坐飛機(jī)的話，就能有機(jī)會看到波濤起伏的萬里云海，它覆蓋在大地之上，真的好像起伏的海浪一樣。氣象衛(wèi)星拍攝的近千千米的臺風(fēng)云系圖片中，云墻則像水流急速匯向中心的江河里的渦旋一般，那渦旋中心便是“臺風(fēng)眼”，四周云帶沿逆時針方向匯向臺風(fēng)中心。這里的渦旋不是水流渦旋，而是巨大的氣流渦旋，它們攜帶著大量水汽和凝結(jié)形成的云層匯向臺風(fēng)眼，形成上千千米的臺風(fēng)云系。

地球上的云可謂千姿百態(tài)。

風(fēng)中有朵雨做的云

那么云是怎樣形成的呢?其實(shí)，有一首歌名已經(jīng)大體說清楚了，這首歌叫《風(fēng)中有朵雨做的云》。但是，說云是雨做的，還不夠確切，因?yàn)樵频男纬墒莻€復(fù)雜的過程。

我們知道，地球上有許許多多的水，像地下水、地表水、雨水等，這些都屬于液態(tài)水。還有固態(tài)水，比如分布在冰原、冰川和冰山上的冰雪以及云中的冰晶、雪花、冰雹、米雪和霰等。液態(tài)水蒸發(fā)和固態(tài)水升華后成為氣態(tài)水，也就是水汽。大氣中的水汽數(shù)量是有一定限度的。在地面氣壓條件下，氣溫為30℃時，每立方米空氣中能容下30.38克水汽；氣溫為0℃時，能容下4.86克水汽；氣溫為30℃時，僅能容下0.334克水汽。如果超過這些指標(biāo)，就像人吃得太飽了一樣，空氣就“過飽和”了。空氣過飽和時，多余的水汽很容易凝結(jié)成水滴或凝華成冰晶，成云致雨。

這里需要說明的是，在沒有雜質(zhì)的空氣中，純凈的水汽要凝結(jié)成小水滴的話，需要過飽和的水汽量達(dá)到常規(guī)值的七八倍之多才行，這可不是個小數(shù)字l這樣說來云的形成很困難了?實(shí)際上并不困難，我們一年四季常?？梢钥吹皆?。這又是為什么呢?

因?yàn)榇髿獠⒉皇羌儍舻模渲袘腋≈S多小粒子，水汽附在這些微粒上很容易形成云滴或冰晶，只要水汽飽和或過飽和就行。我們把這些小粒子叫做“核”。使水汽變成云滴的叫“凝結(jié)核”，使水汽變成冰晶的叫“冰核”。它們的大小通常不超過千分之幾毫米。大批小水滴或小冰晶成團(tuán)成片地聚集在空中。就是我們所看到的云了。

云滴的直徑有大有小，從千分之幾毫米到十分之一毫米不等。一般說來，“層狀云”云滴小，“積狀云”云滴大。當(dāng)溫度特別低時，水汽可以直接凝華在冰核上形成冰晶，或者云滴凍結(jié)后繼續(xù)長成冰晶。這種完全由冰晶組成的云叫“冰云”。冰云的高度比較高，“卷云”就屬于冰云。

通過上面的介紹，你不難知道，濕空氣團(tuán)必須有上升運(yùn)動才能形成云。在自然界中，造成上升運(yùn)動的原因很多，不同的上升運(yùn)動形成的云的類型也不一樣。當(dāng)冷暖氣團(tuán)相遇時，由于冷氣團(tuán)重，暖氣團(tuán)輕，暖氣團(tuán)就會沿著冷氣團(tuán)的界面爬升，于是產(chǎn)生了上升運(yùn)動。這種上升運(yùn)動比較緩慢。持續(xù)時間也比較長，所以形成的是大范圍的層狀云。如果是由于局部地區(qū)受熱造成的氣團(tuán)熱力對流上升，或者由于地面氣流“輻合”造成的動力抬升，這種過程非?？?，也非常強(qiáng)烈，上升速度比氣團(tuán)快100倍以上。這種上升運(yùn)動產(chǎn)生的是對流云，對流云的垂直高度可達(dá)10多千米。氣團(tuán)遇到山脈也會產(chǎn)生上升運(yùn)動，形成對流云或波狀云、莢狀云。另外，許多不規(guī)則的擾動也會引起氣團(tuán)抬升，形成層狀云或霧。

在不同條件下形成的不同云層，水平方向的大小差別很大。最大的水平距離可達(dá)1000～10000千米，被稱為“全球云系”；“溫帶氣旋”的水平距離為500～3000千米：“臺風(fēng)云系”的水平距離大約為500千米：比較小的積云的水平距離在100米以下。這些大大小小的云系和單體，組成了遍布全球的復(fù)雜多變的云雨系統(tǒng)，在大氣的舞臺上扮演著重要的角色，永不停歇地展示著它們的風(fēng)姿。

“白衣蒼狗”細(xì)分辨

唐代大詩人杜甫在《可嘆》一詩中寫道：“天上浮云如白衣，斯須變幻如蒼狗。”意思是天上的浮云變幻無常，本來像白衣裳，可是頃刻之間又變得像黑狗了。杜甫以此比喻世間萬物的變化無常。

在自然界中，云的變化的確難以想象，用“白衣蒼狗”來形容，一點(diǎn)也不過分。地球上同一時間不同地區(qū)會出現(xiàn)形狀不同的云，有的像棉絮，有的像寶塔，有的像城墻，有的像逗點(diǎn)，有的像幕布，有的像某種物品或者像某種動物……同一地區(qū)的云也在不停地變化。但是，萬變不離其宗，這個“宗”就是我們給云劃分的類型。

云是氣象觀測的重要項(xiàng)目之一，為了使全世界能統(tǒng)一觀測和使用云的資料，世界氣象組織根據(jù)云的形態(tài)、組成和性質(zhì)等，把云歸納成4族，4族又分為10屬，lO屬又分為29種。世界氣象組織還出版了國際云圖照片，給每一種云都配上了填圖符號和簡寫拉丁文名字。

4族基本上是按云的高度來劃分的。我們還可以從形狀和云的性質(zhì)上進(jìn)行分類。

不過，云的變化是很復(fù)雜的，常常有好幾種云同時出現(xiàn)。即使是一種云，也并不是固定不變的。要想識別它們，就要養(yǎng)成“出門看天”的習(xí)慣，還可以對照彩色云圖來識別。

幾種難見到的云

神秘的稻草繩云。有時候，天上會出現(xiàn)一種細(xì)長的像稻草繩一樣的云，日本有人認(rèn)為，這種云可以用來預(yù)報地震，所以稱其為“地震云”。日本奈良市市長健田忠三郎對地震云很有研究，在一次記者招待會上，他指著北方天空的一縷稻草繩云說：“大家請看，這就是地震云。我預(yù)報，近日將有一次影響日本廣大地區(qū)的強(qiáng)烈地震?！本驮诘诙?，靠近日本的大海里果然發(fā)生了一次7.8級的地震。這使參加記者招待會的人無不感到驚訝。

天空出現(xiàn)了地震云，地震將發(fā)生在哪里呢?對地震云已連續(xù)觀測30多年的健田市長認(rèn)為：震源大體就在跟地震云相垂直的地方。中國科學(xué)院物理研究所的專家進(jìn)一步研究認(rèn)為：如果在一次較大的地震之前，各地普遍出現(xiàn)了地震云，兩位相隔很遠(yuǎn)的觀察者都看到這種云，他們用長途電話聯(lián)系一下，各自報出觀測到的地震云的方向，畫在地圖上，那么，這兩條云的垂線的交點(diǎn)，就是將要發(fā)生地震的地方。經(jīng)中日兩國有關(guān)人員驗(yàn)證，這一結(jié)論大體是可靠的。

其實(shí)，我國對地震云早有記載。1663年《德隆縣志》上有這樣一段話：“天晴日暖，碧空晴凈，忽見黑云如縷，宛如長蛇，久而不散，勢必地震?！蔽覈芯康卣鹪普咭膊环ζ淙?。

地震云的高度為6000～7000米。有時出現(xiàn)在其他云層之下，有時出現(xiàn)在碧空之中。至于地震云為什么能預(yù)報地震，二者的內(nèi)在關(guān)系以及這種預(yù)報方法是否可以用到日常地震預(yù)報業(yè)務(wù)工作中去，還有賴于科學(xué)家進(jìn)一步探究。

看不見的云——隱彤云。前蘇聯(lián)科學(xué)院西伯利亞分院大氣光學(xué)研究所的學(xué)者們曾在前蘇聯(lián)中亞、西伯利亞和遠(yuǎn)東地區(qū)上空發(fā)現(xiàn)一種隱形云，他們又稱其為透明云。這在人類大氣觀察和研究歷史上是第一次。

一天，這個研究所的學(xué)者們在乘飛機(jī)對西伯利亞和遠(yuǎn)東地區(qū)上空的大氣進(jìn)行觀測時發(fā)現(xiàn)，天空中陽光燦爛，萬里無云，可飛機(jī)上的云層觀測雷達(dá)屏幕上卻出現(xiàn)了清晰無誤的云層顯示。

在幾年的連續(xù)觀察和測試中，學(xué)者們也在其他地區(qū)上空多次遇到這種隱形云。1982年，學(xué)者們在西伯利亞飛行時遇到了一塊隱形云，經(jīng)測定，它的面積達(dá)600千米²，云層厚度為0.5千米。隱形云是怎么回事?大氣光學(xué)研究所所長祖耶夫指出：隱形云由極微小的分子構(gòu)成，幾乎不反射陽光，因此人眼看不見。這些微小的分子主要來自火山爆發(fā)的微粒塵埃。它們在高氣壓的影響下，一般在1200～3500米的空中形成。有意思的是，隱形云只在陽光明媚的晴朗天氣才有，落日時刻最容易捕捉到它們。隱形云的長度一般在40千米以內(nèi)，云層厚度在1千米以內(nèi)。該研究所把這種隱形云定名為“中范圍懸浮顆粒云”。這種云的有關(guān)生成機(jī)制以及對大氣的影響等，還在進(jìn)一步研究中。

飛機(jī)尾跡云。蔚藍(lán)色的天空，有時會出現(xiàn)白綢一樣的云帶在空中飛舞。這云帶原來是由一架飛機(jī)“畫”出來的，叫做飛機(jī)尾跡云，這種現(xiàn)象俗稱“飛機(jī)拉煙”。飛機(jī)尾跡云存在的時間不會太長，通常很快消失，但在條件有利時，可以存在1小時以上，并能擴(kuò)展成比較大的云層。

不是所有的飛機(jī)都能制造出尾跡云，只有當(dāng)噴氣式飛機(jī)在20℃以下的氣層中飛行、空氣濕度接近或達(dá)到飽和，同時大氣比較穩(wěn)定時才能產(chǎn)生尾跡云。

尾跡云形成的原理是：當(dāng)噴氣式飛機(jī)在相當(dāng)冷且水汽含量較大的高空飛行時，飛機(jī)尾部噴出的廢氣成為人工造云的“氣溶膠催化劑”，從而使低溫高濕的空氣凝結(jié)成云帶。飛機(jī)在進(jìn)行航空表演時，會有意識地在空中繞出一個個圓圈，于是在尾部拉出一個個圓環(huán)形的尾跡云，非常好看。

通常飛機(jī)在執(zhí)行軍事任務(wù)時，為了不過早地暴露自己，就要根據(jù)天氣預(yù)報，避免進(jìn)入能形成尾跡云的云層。相反，有時人們也利用飛機(jī)尾跡云來迷惑對方，使自己迅速逃離。在北美和西歐等航空業(yè)高度發(fā)達(dá)的國家和地區(qū)，尾跡云對高云云量已經(jīng)產(chǎn)生了直接影響，有的科學(xué)家認(rèn)為，大量的尾跡云將會造成一種無意識人工影響天氣的效果。

旗云。旗云，顧名思義，旗幟狀的云，在山區(qū)可以見到。這種云緊貼山峰，它出現(xiàn)時，好像山頂上有一面旗幟在迎風(fēng)飄揚(yáng)。旗云的形成原理是：氣流繞過孤立的山峰，往往在山的背風(fēng)坡形成強(qiáng)大的渦旋，如果當(dāng)時空中水汽充沛時，就會在渦旋上部靠近山峰的地方形成旗云。受風(fēng)的影響，云便向遠(yuǎn)處移動，而且越往遠(yuǎn)處云帶越窄，好像一個三角形旗幟。

火山云。這種云是在火山爆發(fā)時形成的?；鹕奖l(fā)時釋放出巨大的能量，在火山口附近會激起強(qiáng)烈的對流活動，于是形成火山云。當(dāng)火山云在黑夜出現(xiàn)時，雖然云的輪廓，人們看不十分清楚，但云中的閃電卻如銀蛇飛舞，蔚為壯觀。

地彤云。地形作用也能形成云，這種云被稱為地形云。地形云一般沒有固定形狀，可以歸入各云族中去。但是，也有少數(shù)形態(tài)獨(dú)特的云不適合歸入各云族中去。比如，有一種出現(xiàn)在山巔的“波駐云”，云體潔白，形體獨(dú)特，被稱為“天然藝術(shù)珍品”。還有一種浪濤狀的地形云，暗黑色的浪濤像大海里的浪花滾滾推進(jìn)，有人在實(shí)驗(yàn)室里模擬了這種波濤形成過程的3葉階段，這種波濤形成過程被稱為“凱爾文一赫姆霍茲波濤形成過程”。

云是天氣的表情

自古以來，我國勞動人民在生產(chǎn)實(shí)踐中，就積累了“出門看天氣”、“雞鳴早看天”的豐富經(jīng)驗(yàn)。所謂“看天”也可以說主要是看“云”，或稱為“看云識天氣”。關(guān)于云與天氣變化的記載，可以追溯到殷商時期。在河南挖掘出的殷商甲骨文中就有“東云自南，雨”的h辭。到了明清時期，出現(xiàn)了我國最早的云圖，共有132幅。每一幅云圖上都有說明，解釋當(dāng)日、月或北斗附近有類似圖中所繪云像時，未來將有何種天氣出現(xiàn)。

只是，“看云識天氣”不是一件容易的事，需要有一定的基本功。這是因?yàn)樵谱兓f千：從時間方面看，一年四季天氣不同，看云識天也就有區(qū)別。從一天來看，不同的時刻，空氣里的水汽和冷卻的條件也常有差別。從空間來說，南方與北方不同，下墊面不同，云也不同。而且，天空的云還經(jīng)常要從一地移向他地，會在這個過程中或加強(qiáng)或減弱或變厚或變薄……(文章代碼：2107)

(本文配圖見中插)

責(zé)任編輯趙菲