大气探测学_第二章 云的观测（3）.ppt

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1、大气探测学课程教学参考书电子版（第四版）专业基础课第二章云的观测（3）知识结构2.1概述2.2云状一、低云族二、中云族三、高云族2.3云的观测一、判定云状二、估计云量三、测定云高2.4气象应用高云卷云(Ci)卷层云(Cs)卷积云(Cc)毛卷云(Cifil)密卷云(Cidens)伪卷云(Cinot)钩卷云(Ciunc)毛卷层云(Csfil)匀卷层云(Csnebu)卷积云(Cc)2.2.3形成云的基本过程云的形成过程是空气中的水汽由各种原因达到过饱和而发生凝结或凝华的过程。水汽要凝结成水滴或凝华成冰晶而形

2、成云，必须具备两个基本条件：一是要有水汽凝结核，二是要有水汽过饱和，二者缺一不可。大气中一般不缺乏凝结核，因此，形成云的最关键问题，还在于应有水汽的过饱和。一般来说，空气中水汽达到过饱和的方式主要有两种：（1）在空气中水汽含量不变的情况下，空气降温冷却。（2）在空气温度不变的情况下，增加水汽含量。2.2.3形成云的基本过程对云的形成来说，降温冷却过程是主要过程，靠增加空气中的水汽含量来形成云，机会极少。那么降温冷却过程有哪几种呢？１、绝热上升冷却：空气上升时会产生绝热膨胀冷却，所以，在一定的水汽条件下，只

3、要具有充分的上升运动，就可以发生凝结。产生上升运动的原因，可以是热力的（对流运动）原因，也可以是动力的（动力抬升）原因引起。有三种上升运动，一是局地对流上升，二是大范围斜升，三是波动上升。２、混合冷却：由于乱流交换，空气产生混合，结果使一定层次内的空气温度和水汽重新分布，暖空气与冷空气混合后，其温度必然较原来的温度降低，称为混合冷却。３、辐射冷却：任何物体一方面不断吸收外界物体的辐射能量，同时又不断地向外辐射能量，当它向外辐射能量超过了它吸收的辐射能量时，本身的温度就下降，这个过程称为辐射冷却。在任何一次

4、因冷却而形成云的过程中，有时不只是一种冷却过程在起作用。§2.3云的观测云的观测主要是观测什么？云状观测要注意它的连续演变，从外形特征、结构、色泽、排列、高度以及伴见的天气现象着眼，通过认真细致的分析，判定云状。云状按“云状分类表”中29类云的简写字母记入观测簿。云量多的云状记在前面；量相同时，记录的先后次序自定。无云时，云状栏空白。1、判定云状2、估计云量3、测定云高云量是指云遮蔽天空视野的成数。估计云量的地点必须能见全部天空，当天空部分地为障碍物如山，房屋等所遮蔽时云量应从未被遮蔽的天空部分中估计；如

5、果一部分天空为降水所遮蔽，这部分天空应作为被产生降水的云所遮蔽来看待。1、判定云状2、估计云量3、测定云高云量观测包括总云量和低云量。总云量是指观测时天空被所有的云遮蔽的成数，低云量指天空被低云所遮蔽的成数，均记整数。１、总云量的观测全天无云，总云量记0；天空完全为云所遮蔽，记10；天空完全为云所遮蔽，但只要从云隙中可见青天，则记10ˉ；云占全天十分之一，记1；云占全天十分之二，记2；其余依次类推。天空有少许云，其量不到天空的十分之零点五时，总云量也记0２、低云量的观测观测低云量的方法与总云量同。全天无低

6、云或虽有少许低云但其量不到十分之零点五时，低云量记0；天空被低云遮住一半时，低云量记5；整个天空为低云遮蔽，低云量记10；但如有云隙能见到青天或看到上层云时，低云量记10ˉ。云底距测站地面的垂直距离称为云高。云高以米为单位，并在云高数值前加记云状。云状只记十个云属和Fc，Fs，Fn三个云类。实测云高在数值右上角记“ｓ”，估测云高不记任何符号。1、判定云状2、估计云量3、测定云高１、实测云高（1）气球测定云高：是用已知升速的氢气球或氦气球，观测其进入云底（气球开始进入像雾一样的云层但未最终消失的点）的时间，

7、乘以气球升速求得。（2）云幕灯测定云高：云幕灯，是一种夜间实测云高的仪器，由光源、反光装置和支撑保护装置三部分组成。观测时，利用云幕灯灯光垂直照射云底，形成一个明显的光点，在距云幕灯已知水平距离的观测点，用仰角器瞄准光点，测得仰角值，根据直角三角形的原理，求算出云高。（3）激光测云仪测定云高：激光测云仪由发射望远镜、接收望远镜和电子门组成。当激光通过发射望远镜发射激光的同时由参考脉冲使电子门打开，于是计数电路就对时标脉冲计数。激光脉冲遇到云层被云滴散射，其中后向散射部分被接收望远镜接收后，通过光电转换系统

8、指令电子门关闭，计数停止。计数电路记下从电子门开放到关闭的时间间隔，即为激光在测云仪和被测目标物之间往返一次所经过的时间，乘以光速，取一半，由测云仪的仰角读数，即可求得云高。２、估测云高用目力估计，经验公式计算或利用已知目标物高度估测等方法估测云高云属常见云底高度范围(m)说明积云600-2000沿海及潮湿地区，或雨后初晴的潮湿地带，云底较低，有时在600m以下；沙漠和干燥地区，有时高达3000m左右积雨云600-2000一般