观云识天

戴云伟　史学丽

云可以说是我们最熟悉的一个天气现象，但人类对云的认识与理解经历了漫长的过程。在远古时期，人们通过观察云的出现时间、方向、位置、动态、形状、颜色、明暗、晴与阴等，不断总结它与天气、气候现象之间的关系，逐渐形成了许多观云识天气的经验。

1896年，国际气象委员会基于英国的霍华德云分类方法，出版了第一本《国际云图》。至此，人类对云的观测开始走向标准化、科学化。

气象业务化观测需要专业观测员，在规定的时间统一记录所在站点的数据，其中云的观测包括云状、云量、云高。1960年后，随着气象卫星和雷达等高科技设备、技术的相继问世，实现了更大范围的云观测。进入21世纪，气象业务中的云观测逐渐由人工升级为气象卫星和雷达等仪器观测。

云的分类名称与联系（供图/戴云伟）

云可以分为高云、中云和低云3个云族，包含10个云属、29个云类。下图给出了各云属和云类的名称关联。可以发现除卷云（一种特殊的积状云）外，其他的名称中都至少有一个“积”或“层”字，这也归纳了云的两个最基本成因，即“堆积”或“成层”。我们日常见到的云，大多是由这两个过程共同参与的结果，也由此衍生了许多兼具两者特征的云类。

不同的云对应着不同的天气形势，可以说云是大气运动的“显影剂”，也是天气系统的“外衣”。

天气系统通常由温度、气压、湿度和风等变量在时间、空间的变化特征来体现，也决定着天气状况。高气压系统控制时，天气晴好；低气压系统控制时，会带来云雨。

我们以低气压为例，在低气压天气系统的不同部位通常会对应着不同的云型。一般卷云、卷层云会出现在低压系统的最高端、最前沿，堪称天气系统到来前的“消息树”，意味着天气系统的“触须”已经伸展到本地上空。天气系统影响本地时，可能会出现包含“雨”字的云。而天气系统移出本地后通常会出现高积云，特别是透光高积云，它的出现表示天气即将变为晴好。

古人通过观云，凝练出大量谚语并流传至今。从现代科学角度看，有些谚语是正确的。

例如：“鱼鳞天，不雨也风颠”，说的是天上的云细小如鱼鳞，整齐地排列在天上。这是卷积云，是降雨或刮风的前兆。

再例如，前文提到的“天上鱼鳞斑，晒谷不用翻”，鱼鳞斑状的云，云块更大，是高积云，它的出现表示天气即将变为晴好。

气象卫星的自动化观测，为我们提供了丰富的多维空间和高时间频率的数据。随着数值天气预报技术的发展与业務化，在高性能计算机上通过数值模式（根据理论和经验设计出来的数学、物理方程组，编写反映这些方程原理的复杂程序）可以计算出未来的天气、气候。

云的监测数据既是数值天气预报中的重要初始变量（例如云量），也是数值模式中描述云过程参数化方案的重要支撑。这里观云的意义已经从主观机理性的描述，转变为从大气运动物理层面参与大气状态的演变。

从最初的目测观云、靠经验形成谚语，到业务观云助力大气科学理论指导的天气预报方法，再到自动化观云的数据助力数值模式预测，云在不同阶段所起的作用也发生着变化。专业化、自动化观云，已经成为天气预报的重要支撑，但是气象工作者人工观测依然发挥着不可或缺的作用。而中国古人对云的总结，至今依然闪烁着不竭的智慧之光。

（责任编辑/张丽静 美术编辑/周游）