
氣象學上規(guī)定,云是懸浮在天空中的大量微小的水滴或冰晶微?;蛘呤莾烧呋旌系目梢娋酆象w。有時也包含一些較大的雨滴、冰或雪粒,底部不接觸地面,并有一定的厚度。想必大家對霧特別熟悉和有親臨其境的感受吧,其實云和霧沒有本質上的不同,區(qū)別僅僅在于霧就在我們身邊環(huán)繞,與地面接觸,其下界是地面,而云底則和地面有一定的距離而高高在上,在地面上的人看到的是云,而在云中的人則看到的就是霧。
形成云的基本條件有三個:水汽要充足、凝結核要足夠和水汽要有凝結的溫度。一般來講,大氣中水汽凝結核是下層多于上層,氣壓的垂直分布是下面高上面低,如果有適當?shù)臈l件使得含水汽的空氣團產(chǎn)生上升運動,使其產(chǎn)生膨脹溫度降低,導致水汽產(chǎn)生凝結現(xiàn)象就形成了云。也就是說上升運動加水汽凝結就生成了云,反之亦然。在大氣中鋒面爬升、氣旋輻合、地形抬升、熱力對流等都可以產(chǎn)生上升運動,形成千姿百態(tài)不同形狀的云。在我國北方,降水天氣大部分都是由冷鋒、氣旋和熱力對流形成的,所以有必要簡單介紹。
在大氣中,由于下墊面的受熱狀況不同,就形成了冷暖氣團,在冷暖氣團之間有一個傾斜狹窄的交界區(qū),就是所謂的鋒面,在鋒面上能夠產(chǎn)生爬升運動,如果是冷空氣勢力較強推動著暖氣團移動就是冷鋒,它往往產(chǎn)生大范圍的降水云層。氣旋是指中心氣壓比四周低的水平空氣渦旋,在北半球氣流呈逆時針方向旋轉,在氣旋中,由于有氣流輻合上升,常形成劇烈變化的天氣。熱力對流比較容易理解,就是在太陽的強輻射下,由于下墊面受熱不均,造成熱空氣的上升運動,這種情況一般在夏季出現(xiàn),常常產(chǎn)生系列積云,容易出現(xiàn)雷陣雨天氣。
根據(jù)云的外形特征、結構特點和云底高度,可以分為三族十屬二十九類。三族指的是高云族、中云族和低云族。其中,高云主要包括卷云、卷層云和卷積云,它們是由冰晶構成的,一般呈白色,有蠶絲般的光澤,比較透明。云底高度一般在5000米以上。中云族包括高層云和高積云,有水滴或水滴與冰晶混合構成,高度一般在2500米至5000米之間。低云族包括積云、積雨云、層積云、層云和雨層云,一般有水滴構成,如云體較厚,對流發(fā)展旺盛時,上部也有冰晶結構。至于各族云中包括的層狀云、波狀云和積狀云,它們的形成原理基本是相同的。層狀云的水平范圍很廣,云底比較均勻,成層狀,覆蓋范圍較大,云內氣層穩(wěn)定。波狀云水平范圍也較廣,云內亂流較強,云頂常有逆溫層。積狀云水平范圍較小,云內不穩(wěn)定,有對流上升運動。高云一般不產(chǎn)生降水,厚的中云可產(chǎn)生降水,如高層云就常常造成連續(xù)性降水,低云是產(chǎn)生降水的主要云體,如雨層云就可產(chǎn)生比較大的連續(xù)性降水,積雨云可產(chǎn)生雷電、暴雨、大風、冰雹等氣象災害天氣。
人們不會忘記,2021年10月2日至6日,山西大部分地區(qū)出現(xiàn)極端強降水天氣,形成了連續(xù)性暴雨天氣,多個國家氣象觀測站過程累計降水量超過同期歷史極值,造成了嚴重的氣象災害。此次降水過程中大氣環(huán)流形勢穩(wěn)定,使得降水時間偏長。副熱帶高壓西側的偏南氣流和低層西南急流,將南海和孟加拉灣的水汽源源不斷地輸送到山西中南部地區(qū),為山西持續(xù)降水提供了充沛的水汽來源。在穩(wěn)定的天氣形勢下,地形抬升也起到了作用。低層切變線輻合系統(tǒng)長時間維持和降水回波反復經(jīng)過山西中部,疊加山西呂梁山、太行山復雜地形對降水云層的增幅作用,導致山西中部及臨汾北部地區(qū)極端強降水的出現(xiàn)。