入汛以來,在超強(qiáng)厄爾尼諾事件的“余威”下,我國南方地區(qū)迎來多輪強(qiáng)降雨,雷暴、大風(fēng)、冰雹等強(qiáng)對流活動的發(fā)生頻次和影響范圍均超過常年,甚至出現(xiàn)龍卷風(fēng)等極端天氣。 而在網(wǎng)絡(luò)上,不少網(wǎng)友圍繞“如果忘記查看天氣預(yù)報,如何判斷是否會雷雨來臨”展開熱烈討論。看云究竟能否“識天”?所謂可以通過查“怪云”來預(yù)判龍卷風(fēng)的說法有科學(xué)依據(jù)嗎? 云與天氣活動有何關(guān)系? 不同形態(tài)的云對天氣過程具有一定的指向。雷暴、冰雹多生于對流活動旺盛的積雨云。龍卷風(fēng)更容易發(fā)生于強(qiáng)烈發(fā)展的積雨云中,這類積雨云又被稱為“超級單體”。極為強(qiáng)烈的對流活動會使積雨云內(nèi)產(chǎn)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“漏斗云”。 值得一提的是,理論上,人們可以通過發(fā)現(xiàn)“漏斗云”覺察龍卷風(fēng)的到來,但實際情況中,這些積雨云往往與雨層云同時出現(xiàn),后者導(dǎo)致“白晝?nèi)缫埂?,前者同時帶來有強(qiáng)降雨、冰雹等惡劣天氣。這種環(huán)境下,肉眼觀察到漏斗云的可能性很低。 另一種破壞性強(qiáng)的惡劣天氣——臺風(fēng),臺風(fēng)及其周邊存在著的并不是同一種云。從水平來看,臺風(fēng)外圍螺旋云帶中有淡積云、濃積云和積雨云;臺風(fēng)的內(nèi)螺旋云帶一般包含濃積云和積雨云;臺風(fēng)本體也叫“云墻區(qū)”,它由很多發(fā)展旺盛的積雨云組成;臺風(fēng)眼區(qū)通常是晴空,或存在少量淡積云或?qū)臃e云。從垂直來看,臺風(fēng)中低層主要是各類積云,臺風(fēng)頂層的輻散氣流中則是卷層云。 中央氣象臺高級工程師劉湊華指出,人們所說的短時強(qiáng)降雨,即小時雨強(qiáng)達(dá)20毫米以上的降雨,一般是由積雨云造成;雨層云帶來的降水強(qiáng)度適中但持續(xù)時間較長,長時間持續(xù)降雨也可能導(dǎo)致在12小時或24小時內(nèi)達(dá)到暴雨級別。譬如,雨層云常產(chǎn)生連續(xù)性的雨、雪過程;積雨云內(nèi)對流活動旺盛,多下雷陣雨,有時伴生狂風(fēng)、冰雹。雨層云云底很低、云層厚而均勻,覆蓋面積大,能完全遮蔽日月,常布滿全天,即通?!盀踉票稳铡彼?。積雨云垂直發(fā)展極盛,遠(yuǎn)看像聳立的高山,并可發(fā)展為鐵砧狀或馬鬃狀,云內(nèi)對流活動極其旺盛,云底陰暗混亂、起伏明顯,所謂“黑云壓城”很可能指的便是鬃積雨云給人帶來的“壓迫感”。 不過,這并不意味著“只有看到積雨云或雨層云才要帶傘”。事實上,人們俗話中的看看“哪塊云彩會下雨”并不科學(xué)。云的形態(tài)乃至性質(zhì),在很多情況下,會隨著對流活動而呈現(xiàn)動態(tài)變化。 譬如,天空中排列著有水平底邊、頂部凸起明顯、如城堡般的云彩,人們稱之“堡狀高積云”。堡狀高積云本身通常不會產(chǎn)生降水,然而,它一般出現(xiàn)在低壓槽前,預(yù)示著空氣不穩(wěn)定。如果在暖季的早晨出現(xiàn)堡狀云,在中午時分,隨著低層對流發(fā)展,上下不穩(wěn)定層次結(jié)合,便會產(chǎn)生強(qiáng)烈的對流活動,空中出現(xiàn)的就成了積雨云。北方地區(qū)夏季午后的雷陣雨之前,大多能看到積雨云。 云層對陽光的光學(xué)作用也孕育了“彩虹云”。能形成彩虹云的通常是含有均勻冰晶的薄云,如高積云、卷積云,云層需明顯但不厚重,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(fā)生多次反射和折射,不同角度的光將陽光的七彩色呈現(xiàn)。 至于網(wǎng)友所說地震前后可能出現(xiàn)的“地震云”,劉湊華認(rèn)為,以現(xiàn)在有限的研究樣本來看,地震發(fā)生地出現(xiàn)的云從形態(tài)特征上看并無特別之處,很難說與地質(zhì)活動本身有關(guān)。 觀測云有何價值? 在氣象預(yù)測預(yù)報工作更多通過數(shù)值模式預(yù)報來實現(xiàn)的今天,對云的觀測,更多只是為預(yù)報員提供一定參考依據(jù)。 劉湊華認(rèn)為,云的形態(tài)對于一些天氣現(xiàn)象具有指向意義,這也是古人“觀云識天”的依據(jù)所在。目前,我國氣象觀測業(yè)務(wù)大多實現(xiàn)自動化,而對于云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、判斷云的形態(tài),還要觀測云量及云高。 但是,云對于天氣活動來說,并不是一一對應(yīng)的關(guān)系。舉例來說,高積云既有可能在低云演變成高云的過程中出現(xiàn),也可能在高云演變成低云的過程出現(xiàn),前者預(yù)示著天氣轉(zhuǎn)好,后者則預(yù)示對流活動即將旺盛。同時,云對于天氣現(xiàn)象的指向性僅限于臨近時段,若想預(yù)判3天甚至一周后的天氣狀況,“觀云”便無能為力。 不過,劉湊華表示,對于氣象愛好者來說,觀云、識云,仍是接觸大氣科學(xué)、了解天氣現(xiàn)象的一條重要途徑。應(yīng)當(dāng)說,云不僅是地球上龐大水循環(huán)的表現(xiàn)形式及結(jié)果之一,也是大氣熱力循環(huán)的重要一環(huán)。大多數(shù)天氣現(xiàn)象,如雨、雪、雹、雷電都與云關(guān)系密切。此外,云也具有極高的美學(xué)價值和人文價值,容易激起人們鉆研大氣科學(xué)的好奇心與求知欲。 而對公眾而言,特別是遭遇不方便查詢天氣預(yù)報時,掌握識別云的基本常識,有助于其敏銳察覺天氣轉(zhuǎn)變,及時針對強(qiáng)降雨、雷暴等高影響天氣過程采取避險措施。 “觀云識天”對于氣象科技工作的科學(xué)價值或許在降低,但其科普價值仍不容忽視。 鏈接:云分幾種? 對于地球而言,云是大氣中水汽凝結(jié)(凝華)成的水滴、過冷水滴、冰晶,或是它們混合組成并漂浮在空中的可見聚合物。人們通常以云在天上的不同高度對其歸類,并因其觀測到的不同形狀進(jìn)行具體劃分。 從大氣科學(xué)的角度,通過“云高”和“云狀”對云進(jìn)行分類,有利于對云進(jìn)行觀測、記錄。云高、云狀與云的成因關(guān)系緊密,因而能夠反映當(dāng)時、當(dāng)?shù)氐奶鞖鉅顩r,對天氣預(yù)報來說有一定參考價值。 人們通常按照云底高度,將云分為低、中、高3族;進(jìn)一步的,按云的外形特征將云分為10屬;再按云的結(jié)構(gòu)特征和成因,將云分為29類云狀。 低云多是由微小水滴組成,云底距地面較低,一般低于2500米,并隨季節(jié)、天氣條件以及地理位置而變化。低云包括積云(淡積云、碎積云、濃積云)、積雨云(禿積雨云、鬃積雨云)、層積云(透光層積云、蔽光層積云、積云性層積云、堡狀層積云、莢狀層積云)、層云(層云、碎層云)、雨層云(雨層云、碎雨云)5屬(14類)。多數(shù)低云都有可能產(chǎn)生降水。 中云多由微小水滴、過冷水滴或冰晶、雪晶混合組成,云底一般為2500至3000米之間。中云分高層云(透光高層云、蔽光高層云)、高積云(透光高積云、蔽光高積云、莢狀高積云、積云性高積云、絮狀高積云、堡狀高積云)兩屬(8類)。高層云在夏季多出現(xiàn)降雨,冬季則多有降雪發(fā)生。高積云較薄時,則不會出現(xiàn)降水。 高云則由微小冰晶組成,云底高度一般在5000米以上,但在高原地區(qū)時較低。其分為卷云(毛卷云、密卷云、偽卷云、鉤卷云)、卷層云(毛卷層云、薄幕卷層云)、卷積云3屬(7類)。高云出現(xiàn)降水較少,但會產(chǎn)生“雪幡”,即冰晶在下降過程中不斷升華,最終在云底形成白色的絲縷狀懸垂物。(作者:段昊書) |
|