书城科普奇妙的天气(探索神秘的大自然)
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第17章 变幻的云

天空中的云彩绚丽多姿,千变万化,常被人们称为“大自然的图画”。

云是地球上庞大的水循环的有形的结果。太阳照在地球的表面,水蒸发形成水蒸气,一旦水汽过饱和,水分子就会聚集在空气中的微尘(凝结核)周围,由此产生的水滴或冰晶将阳光散射到各个方向,这就产生了云的外观。因为云反射和散射所有波段的电磁波,所以云的颜色成灰度色,云层比较薄时成白色,但是当它们变得太厚或浓密而使得阳光不能通过的话,它们可以看起来是灰色或黑色的。

千变万化的云

从地面向上十几千米这层大气中,越靠近地面,温度越高,空气也越稠密;越往高空,温度越低,空气也越稀薄。

另一方面,江河湖海的水面以及土壤和动植物的水分,随时蒸发到空中变成水汽。水汽进入大气后,成云致雨,或凝聚为霜露,然后又返回地面,渗入土壤或流入江河湖海。以后又再蒸发(汽化),再凝结(凝华)下降。周而复始,循环不已。

水汽从蒸发表面进入低层大气后,这里的温度高,所容纳的水汽较多。如果这些湿热的空气被抬升,温度就会逐渐降低,到了一定高度,空气中的水汽就会达到饱和。如果空气继续被抬升,就会有多余的水汽析出。如果那里的温度高于0℃,则多余的水汽就凝结成小水滴;如果温度低于0℃,则多余的水汽就凝化为小冰晶。在这些小水滴和小冰晶逐渐增多并达到人眼能辨认的程度时,就是云了。

民间早就认识到可以通过观云来预测天气变化。1802年,英国博物学家卢克·霍华德提出了著名的云的分类法,使观云测天气更加准确。霍华德将云分为3类:积云、层云和卷云。这三类云加上表示高度的词和表示降雨的词,产生了10种云的基本类型。根据这些云相,人们掌握了一些比较可靠的预测未来12个小时天气变化的经验。比如:绒毛状的积云如果分布非常分散,可表示为好天气;但是如果云块扩大或有新的发展,则意味着会突降暴雨。

美丽的卷云

最轻盈、站得最高的云,叫卷云。这种云很薄,阳光可以透过云层照到地面,房屋和树木的光与影依然很清晰。卷云丝丝缕缕地飘浮着,有时像一片白色的羽毛,有时像一缕洁白的绫纱。如果卷云成群成行地排列在空中,好像微风吹过水面引起的鳞波,这就成了卷积云。卷云和卷积云都很高,那里水分少,它们一般不会带来雨雪。还有一种像棉花团似的白云,叫积云。它们常在2000米左右的天空,一朵朵分散着,映着灿烂的阳光,云块四周散发出金黄的光辉。积云都在上午出现,午后最多,傍晚渐渐消散。在晴天,我们还会偶见一种高积云。高积云是成群的扁球状的云块,排列很匀称,云块间露出碧蓝的天幕,远远望去,就像草原上雪白的羊群。卷云、卷积云、积云和高积云,都是很美丽的。

当那连绵的雨雪将要来临的时候,卷云在聚集着,天空渐渐出现一层薄云,仿佛蒙上了白色的绸幕。这种云叫卷层云。卷层云慢慢地向前推进,天气就将转阴。接着,云层越来越低,越来越厚,隔了云看太阳或月亮,就像隔了一层毛玻璃,朦胧不清。这时卷层云已经改名换姓,该叫它高层云了。出现了高层云,往往在几个钟头内便要下雨或者下雪。最后,云压得更低,变得更厚,太阳和月亮都躲藏了起来,天空被暗灰色的云块密密层层地布满了,这种云叫雨层云。雨层云一形成,连绵不断的雨或雪也就降临了。

夏天,雷雨到来之前,在天空先会看到淡积云。淡积云如果迅速地向上凸起,形成高大的云山,群峰争奇,耸入天顶,就发展成浓积云。当云顶由冰晶组成,有白色毛丝般光泽的丝缕结构,常呈铁砧状或马鬃状,就变成了积雨云。积雨云越长越高,云底慢慢变黑,云峰渐渐模糊,不一会,整座云山崩塌了,乌云弥漫了天空,顷刻间,雷声隆隆,电光闪闪,马上就会哗啦哗啦地下起暴雨,有时竟会带来冰雹或者龙卷风。知识点水汽水汽,呈气态的水。水汽的密度约相当于同温、同压下干空气的0.622倍,即水汽密度永远小于干空气的密度。水汽是大气中惟一能发生相变的成分,故在天气变化中极为重要。水汽能强烈地吸收地面辐射,也能放射长波辐射,在水相变化中不断放出或吸收热量,故对地面和空气的温度影响很大。