云海多姿

王奉安

如果你乘坐飞机的话，就能有机会看到波涛起伏的万里云海，它覆盖在大地之上，真的好像起伏的海浪一样。气象卫星拍摄的近千千米的台风云系图片中，云墙则像水流急速汇向中心的江河里的涡旋一般，那涡旋中心便是“台风眼”，四周云带沿逆时针方向汇向台风中心。这里的涡旋不是水流涡旋，而是巨大的气流涡旋，它们携带着大量水汽和凝结形成的云层汇向台风眼，形成上千千米的台风云系。

地球上的云可谓千姿百态。

风中有朵雨做的云

那么云是怎样形成的呢?其实，有一首歌名已经大体说清楚了，这首歌叫《风中有朵雨做的云》。但是，说云是雨做的，还不够确切，因为云的形成是个复杂的过程。

我们知道，地球上有许许多多的水，像地下水、地表水、雨水等，这些都属于液态水。还有固态水，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。液态水蒸发和固态水升华后成为气态水，也就是水汽。大气中的水汽数量是有一定限度的。在地面气压条件下，气温为30℃时，每立方米空气中能容下30.38克水汽；气温为0℃时，能容下4.86克水汽；气温为30℃时，仅能容下0.334克水汽。如果超过这些指标，就像人吃得太饱了一样，空气就“过饱和”了。空气过饱和时，多余的水汽很容易凝结成水滴或凝华成冰晶，成云致雨。

这里需要说明的是，在没有杂质的空气中，纯净的水汽要凝结成小水滴的话，需要过饱和的水汽量达到常规值的七八倍之多才行，这可不是个小数字l这样说来云的形成很困难了?实际上并不困难，我们一年四季常常可以看到云。这又是为什么呢?

因为大气并不是纯净的，其中悬浮着许多小粒子，水汽附在这些微粒上很容易形成云滴或冰晶，只要水汽饱和或过饱和就行。我们把这些小粒子叫做“核”。使水汽变成云滴的叫“凝结核”，使水汽变成冰晶的叫“冰核”。它们的大小通常不超过千分之几毫米。大批小水滴或小冰晶成团成片地聚集在空中。就是我们所看到的云了。

云滴的直径有大有小，从千分之几毫米到十分之一毫米不等。一般说来，“层状云”云滴小，“积状云”云滴大。当温度特别低时，水汽可以直接凝华在冰核上形成冰晶，或者云滴冻结后继续长成冰晶。这种完全由冰晶组成的云叫“冰云”。冰云的高度比较高，“卷云”就属于冰云。

通过上面的介绍，你不难知道，湿空气团必须有上升运动才能形成云。在自然界中，造成上升运动的原因很多，不同的上升运动形成的云的类型也不一样。当冷暖气团相遇时，由于冷气团重，暖气团轻，暖气团就会沿着冷气团的界面爬升，于是产生了上升运动。这种上升运动比较缓慢。持续时间也比较长，所以形成的是大范围的层状云。如果是由于局部地区受热造成的气团热力对流上升，或者由于地面气流“辐合”造成的动力抬升，这种过程非常快，也非常强烈，上升速度比气团快100倍以上。这种上升运动产生的是对流云，对流云的垂直高度可达10多千米。气团遇到山脉也会产生上升运动，形成对流云或波状云、荚状云。另外，许多不规则的扰动也会引起气团抬升，形成层状云或雾。

在不同条件下形成的不同云层，水平方向的大小差别很大。最大的水平距离可达1000～10000千米，被称为“全球云系”；“温带气旋”的水平距离为500～3000千米：“台风云系”的水平距离大约为500千米：比较小的积云的水平距离在100米以下。这些大大小小的云系和单体，组成了遍布全球的复杂多变的云雨系统，在大气的舞台上扮演着重要的角色，永不停歇地展示着它们的风姿。

“白衣苍狗”细分辨

唐代大诗人杜甫在《可叹》一诗中写道：“天上浮云如白衣，斯须变幻如苍狗。”意思是天上的浮云变幻无常，本来像白衣裳，可是顷刻之间又变得像黑狗了。杜甫以此比喻世间万物的变化无常。

在自然界中，云的变化的确难以想象，用“白衣苍狗”来形容，一点也不过分。地球上同一时间不同地区会出现形状不同的云，有的像棉絮，有的像宝塔，有的像城墙，有的像逗点，有的像幕布，有的像某种物品或者像某种动物……同一地区的云也在不停地变化。但是，万变不离其宗，这个“宗”就是我们给云划分的类型。

云是气象观测的重要项目之一，为了使全世界能统一观测和使用云的资料，世界气象组织根据云的形态、组成和性质等，把云归纳成4族，4族又分为10属，lO属又分为29种。世界气象组织还出版了国际云图照片，给每一种云都配上了填图符号和简写拉丁文名字。

4族基本上是按云的高度来划分的。我们还可以从形状和云的性质上进行分类。

不过，云的变化是很复杂的，常常有好几种云同时出现。即使是一种云，也并不是固定不变的。要想识别它们，就要养成“出门看天”的习惯，还可以对照彩色云图来识别。

几种难见到的云

神秘的稻草绳云。有时候，天上会出现一种细长的像稻草绳一样的云，日本有人认为，这种云可以用来预报地震，所以称其为“地震云”。日本奈良市市长健田忠三郎对地震云很有研究，在一次记者招待会上，他指着北方天空的一缕稻草绳云说：“大家请看，这就是地震云。我预报，近日将有一次影响日本广大地区的强烈地震。”就在第二天，靠近日本的大海里果然发生了一次7.8级的地震。这使参加记者招待会的人无不感到惊讶。

天空出现了地震云，地震将发生在哪里呢?对地震云已连续观测30多年的健田市长认为：震源大体就在跟地震云相垂直的地方。中国科学院物理研究所的专家进一步研究认为：如果在一次较大的地震之前，各地普遍出现了地震云，两位相隔很远的观察者都看到这种云，他们用长途电话联系一下，各自报出观测到的地震云的方向，画在地图上，那么，这两条云的垂线的交点，就是将要发生地震的地方。经中日两国有关人员验证，这一结论大体是可靠的。

其实，我国对地震云早有记载。1663年《德隆县志》上有这样一段话：“天晴日暖，碧空晴净，忽见黑云如缕，宛如长蛇，久而不散，势必地震。”我国研究地震云者也不乏其人。

地震云的高度为6000～7000米。有时出现在其他云层之下，有时出现在碧空之中。至于地震云为什么能预报地震，二者的内在关系以及这种预报方法是否可以用到日常地震预报业务工作中去，还有赖于科学家进一步探究。

看不见的云——隐彤云。前苏联科学院西伯利亚分院大气光学研究所的学者们曾在前苏联中亚、西伯利亚和远东地区上空发现一种隐形云，他们又称其为透明云。这在人类大气观察和研究历史上是第一次。

一天，这个研究所的学者们在乘飞机对西伯利亚和远东地区上空的大气进行观测时发现，天空中阳光灿烂，万里无云，可飞机上的云层观测雷达屏幕上却出现了清晰无误的云层显示。

在几年的连续观察和测试中，学者们也在其他地区上空多次遇到这种隐形云。1982年，学者们在西伯利亚飞行时遇到了一块隐形云，经测定，它的面积达600千米²，云层厚度为0.5千米。隐形云是怎么回事?大气光学研究所所长祖耶夫指出：隐形云由极微小的分子构成，几乎不反射阳光，因此人眼看不见。这些微小的分子主要来自火山爆发的微粒尘埃。它们在高气压的影响下，一般在1200～3500米的空中形成。有意思的是，隐形云只在阳光明媚的晴朗天气才有，落日时刻最容易捕捉到它们。隐形云的长度一般在40千米以内，云层厚度在1千米以内。该研究所把这种隐形云定名为“中范围悬浮颗粒云”。这种云的有关生成机制以及对大气的影响等，还在进一步研究中。

飞机尾迹云。蔚蓝色的天空，有时会出现白绸一样的云带在空中飞舞。这云带原来是由一架飞机“画”出来的，叫做飞机尾迹云，这种现象俗称“飞机拉烟”。飞机尾迹云存在的时间不会太长，通常很快消失，但在条件有利时，可以存在1小时以上，并能扩展成比较大的云层。

不是所有的飞机都能制造出尾迹云，只有当喷气式飞机在20℃以下的气层中飞行、空气湿度接近或达到饱和，同时大气比较稳定时才能产生尾迹云。

尾迹云形成的原理是：当喷气式飞机在相当冷且水汽含量较大的高空飞行时，飞机尾部喷出的废气成为人工造云的“气溶胶催化剂”，从而使低温高湿的空气凝结成云带。飞机在进行航空表演时，会有意识地在空中绕出一个个圆圈，于是在尾部拉出一个个圆环形的尾迹云，非常好看。

通常飞机在执行军事任务时，为了不过早地暴露自己，就要根据天气预报，避免进入能形成尾迹云的云层。相反，有时人们也利用飞机尾迹云来迷惑对方，使自己迅速逃离。在北美和西欧等航空业高度发达的国家和地区，尾迹云对高云云量已经产生了直接影响，有的科学家认为，大量的尾迹云将会造成一种无意识人工影响天气的效果。

旗云。旗云，顾名思义，旗帜状的云，在山区可以见到。这种云紧贴山峰，它出现时，好像山顶上有一面旗帜在迎风飘扬。旗云的形成原理是：气流绕过孤立的山峰，往往在山的背风坡形成强大的涡旋，如果当时空中水汽充沛时，就会在涡旋上部靠近山峰的地方形成旗云。受风的影响，云便向远处移动，而且越往远处云带越窄，好像一个三角形旗帜。

火山云。这种云是在火山爆发时形成的。火山爆发时释放出巨大的能量，在火山口附近会激起强烈的对流活动，于是形成火山云。当火山云在黑夜出现时，虽然云的轮廓，人们看不十分清楚，但云中的闪电却如银蛇飞舞，蔚为壮观。

地彤云。地形作用也能形成云，这种云被称为地形云。地形云一般没有固定形状，可以归入各云族中去。但是，也有少数形态独特的云不适合归入各云族中去。比如，有一种出现在山巅的“波驻云”，云体洁白，形体独特，被称为“天然艺术珍品”。还有一种浪涛状的地形云，暗黑色的浪涛像大海里的浪花滚滚推进，有人在实验室里模拟了这种波涛形成过程的3叶阶段，这种波涛形成过程被称为“凯尔文一赫姆霍兹波涛形成过程”。

云是天气的表情

自古以来，我国劳动人民在生产实践中，就积累了“出门看天气”、“鸡鸣早看天”的丰富经验。所谓“看天”也可以说主要是看“云”，或称为“看云识天气”。关于云与天气变化的记载，可以追溯到殷商时期。在河南挖掘出的殷商甲骨文中就有“东云自南，雨”的h辞。到了明清时期，出现了我国最早的云图，共有132幅。每一幅云图上都有说明，解释当日、月或北斗附近有类似图中所绘云像时，未来将有何种天气出现。

只是，“看云识天气”不是一件容易的事，需要有一定的基本功。这是因为云变化万千：从时间方面看，一年四季天气不同，看云识天也就有区别。从一天来看，不同的时刻，空气里的水汽和冷却的条件也常有差别。从空间来说，南方与北方不同，下垫面不同，云也不同。而且，天空的云还经常要从一地移向他地，会在这个过程中或加强或减弱或变厚或变薄……(文章代码：2107)

(本文配图见中插)

责任编辑赵菲