第二编  气象要素的观测

第 4 章       云

4.1    概述

云是悬浮在大气中的小水滴、过冷水滴、冰晶或它们的混合物组成的可见聚合体；有时也包含一些较大的雨滴、冰粒和雪晶。其底部不接触地面。

云的观测主要包括：判定云状、估计云量、测定云高和选定云码。云的观测应尽量选择在能看到全部天空及地平线的开阔地点或平台进行，云的观测应注意它的连续演变。观测时，如阳光较强，须戴黑色(或暗色)眼镜。

4.2    云状

4.2.1           云状分类

按云的外形特征、结构特点和云底高度，将云分为三族，十属，二十九类（见表4.1）。

表4.1  云状分类表

4.2.2           云状特征

⑴ 积云（Cu）——垂直向上发展的、顶部呈圆弧形或圆拱形重叠凸起，而底部几乎是水平的云块。云体边界分明。

如果积云和太阳处在相反的位置上，云的中部比隆起的边缘要明亮；反之，如果处在同一侧，云的中部显得黝黑但边缘带着鲜明的金黄色；如果光从旁边照映着积云，云体明暗就特别明显。

积云是由气块上升、水汽凝结而成。

① 淡积云（Cu hum）——扁平的积云，垂直发展不盛，水平宽度大于垂直厚度。在阳光下呈白色，厚的云块中部有淡影，晴天常见。

② 碎积云（Fc）——破碎的不规则的积云块（片），个体不大，形状多变。

③ 浓积云（Cu cong）——浓厚的积云，顶部呈重叠的圆弧形凸起，很象花椰菜；垂直发展旺盛时，个体臃肿、高耸，在阳光下边缘白而明亮。有时可产生阵性降水。

⑵ 积雨云（Cb）——云体浓厚庞大，垂直发展极盛，远看很象耸立的高山。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。云底阴暗混乱，起伏明显，有时呈悬球状结构。

积雨云常产生雷暴、阵雨（雪），或有雨（雪）旛下垂。有时产生飑或降冰雹。云底偶有龙卷产生。

① 秃积雨云（Cb calv）——浓积云发展到鬃积雨云的过渡阶段，花椰菜形的轮廓渐渐变得模糊，顶部开始冻结，形成白色毛丝般的冰晶结构。

秃积雨云存在的时间一般比较短。

② 鬃积雨云（Cb cap）——积雨云发展的成熟阶段，云顶有明显的白色毛丝般的冰晶结构，多呈马鬃状或砧状。

⑶ 层积云（Sc）——团块、薄片或条形云组成的云群或云层，常成行、成群或波状排列。云块个体都相当大，其视宽度角多数大于5°（相当于一臂距离处三指的视宽度）。云层有时满布全天，有时分布稀疏，常呈灰色、灰白色，常有若干部分比较阴暗。

层积云有时可降雨、雪，通常量较小。

层积云除直接生成外，也可由高积云、层云、雨层云演变而来，或由积云、积雨云扩展或平衍而成。

① 透光层积云（Sc tra）——云层厚度变化很大，云块之间有明显的缝隙；即使无缝隙，大部分云块边缘也比较明亮。

② 蔽光层积云(Sc op)——阴暗的大条形云轴或团块组成的连续云层，无缝隙，云层底部有明显的起伏。有时不一定满布全天。

③ 积云性层积云(Sc cug)——由积云、积雨云因上面有稳定气层而扩展或云顶下塌平衍而成的层积云。多呈灰色条状，顶部常有积云特征。

在傍晚，积云性层积云有时也可以不经过积云阶段直接形成。

④ 堡状层积云(Sc cast)——垂直发展的积云形的云块，并列在一线上，有一个共同的底边，顶部凸起明显，远处看去好象城堡。

⑤ 荚状层积云（Sc lent）——中间厚、边缘薄，形似豆荚、梭子状的云条。个体分明，分离散处。

⑷ 层云（St）——低而均匀的云层，象雾，但不接地，呈灰色或灰白色。

层云除直接生成外，也可由雾层缓慢抬升或由层积云演变而来。可降毛毛雨或米雪。

碎层云（Fs）——不规则的松散碎片，形状多变，呈灰色或灰白色。由层云分裂或由雾抬升而成。山地的碎层云早晚也可直接生成。

⑸ 雨层云（Ns）——厚而均匀的降水云层，完全遮蔽日月，呈暗灰色，布满全天，常有连续性降水。如因降水不及地在云底形成雨（雪）旛时，云底显得混乱，没有明确的界限。

雨层云多数由高层云变成，有时也可由蔽光高积云、蔽光层积云演变而成。

碎雨云（Fn）——低而破碎的云，灰色或暗灰色。不断滋生，形状多变，移动快。最初是各自孤离的，后来可渐并合。常出现在降水时或降水前后的降水云层之下。

⑹ 高层云（As）——带有条纹或纤缕结构的云幕，有时较均匀，颜色灰白或灰色，有时微带蓝色。云层较薄部分，可以看到昏暗不清的日月轮廓，看去好象隔了一层毛玻璃。厚的高层云，则底部比较阴暗，看不到日月。由于云层厚度不一，各部分明暗程度也就不同，但是云底没有显著的起伏。

高层云可降连续或间歇性的雨、雪。若有少数雨（雪）旛下垂时，云底的条纹结构仍可分辨。

高层云常由卷层云变厚或雨层云变薄而成。有时也可由蔽光高积云演变而成。在我国南方有时积雨云上部或中部延展，也能形成高层云，但持续时间不长。

① 透光高层云（As tra）——较薄而均匀的云层，呈灰白色。透过云层，日月轮廓模糊，好象隔了一层毛玻璃，地面物体没有影子。

② 蔽光高层云（As op）——云层较厚，且厚度变化较大。厚的部分隔着云层看不见日月；薄的部分比较明亮一些，还可以看出纤缕结构。呈灰色，有时微带蓝色。

⑺ 高积云（Ac）——高积云的云块较小，轮廓分明，常呈扁圆形、瓦块状、鱼鳞片，或是水波状的密集云条。成群、成行、成波状排列。大多数云块的视宽度角在1～5°。有时可出现在两个或几个高度上。薄的云块呈白色，厚的云块呈暗灰色。在薄的高积云上，常有环绕日月的虹彩，或颜色为外红内蓝的华环。

高积云都可与高层云、层积云、卷积云相互演变。

① 透光高积云（Ac tra）——云块的颜色从洁白到深灰都有，厚度变化也大，就是同一云层，各部分也可能有些差别。云层中个体明显，一般排列相当规则，但是各部分透明度是不同的。云缝中可见青天，即使没有云缝，云层薄的部分，也比较明亮。

② 蔽光高积云（Ac op）——连续的高积云层，至少大部分云层都没有什么间隙，云块深暗而不规则。因为云层的厚度厚，个体密集，几乎完全不透光，但是云底云块个体依然可以分辨得出。

③ 荚状高积云（Ac lent）——高积云分散在天空，成椭圆形或豆荚状，轮廓分明，云块不断地变化着。

④ 积云性高积云（Ac cug）——这种高积云由积雨云、浓积云延展而成。在初生成的阶段，类似蔽光高积云。

⑤ 絮状高积云（Ac flo）——类似小块积云的团簇，没有底边，个体破碎如棉絮团，多呈白色。

⑥ 堡状高积云（Ac cast）——垂直发展的积云形的云块，远看并列在一线上，有一共同的水平底边，顶部凸起明显，好象城堡。云块比堡状层积云小。

⑻ 卷云（Ci）——具有丝缕状结构，柔丝般光泽，分离散乱的云。云体通常白色无暗影，呈丝条状、羽毛状、马尾状、钩状、团簇状、片状、砧状等。

卷云见晕的机会比较少，即使出现，晕也不完整。我国北方和西部高原地区，冬季卷云有时会下零星的雪。

日出之前，日落以后，在阳光反射下，卷云常呈鲜明的黄色或橙色。

我国北方和西部高原地区严寒季节，有时会遇见一种高度不高的云，外形似层积云，但却具有丝缕结构、柔丝般光泽的特征，有时还有晕，此应记为卷云。如无卷云特征，则应记为层积云。

① 毛卷云（Ci fil）——纤细分散的云，呈丝条、羽毛、马尾状。有时即使聚合成较长并具一定宽度的丝条，但整个丝缕结构和柔丝般的光泽仍十分明显。

② 密卷云（Ci dens）——较厚的、成片的卷云，中部有时有暗影，但边缘部分卷云的特征仍很明显。

③ 伪卷云（Ci not）——由鬃积雨云顶部脱离母体而成。云体较大而厚密，有时似砧状。

④ 钩卷云（Ci unc）——形状好象逗点符号，云丝向上的一头有小簇或小钩。

⑼ 卷层云（Cs）——白色透明的云幕，日、月透过云幕时轮廓分明，地物有影，常有晕环。有时云的组织薄得几乎看不出来，只使天空呈乳白色；有时丝缕结构隐约可辨，好象乱丝一般。我国北方和西部高原地区，冬季卷层云可以有少量降雪。

厚的卷层云易与薄的高层云相混。如日月轮廓分明，地物有影或有晕，或有丝缕结构为卷层云；如只辨日、月位置，地物无影，也无晕，为高层云。

① 毛卷层云（Cs fil）——白色丝缕结构明显，云体厚薄不很均匀的卷层云。

② 薄幕卷层云（Cs nebu）——均匀的云幕，有时薄得几乎看不见，只因有晕，才证明其存在；云幕较厚时，也看不出什么显明的结构，只是日月轮廓仍清楚可见，有晕，地物有影。

⑽ 卷积云（Cc）——似鳞片或球状细小云块组成的云片或云层，常排列成行或成群，很象轻风吹过水面所引起的小波纹。白色无暗影，有柔丝般光泽。

卷积云可由卷云、卷层云演变而成。有时高积云也可演变为卷积云。

整层高积云的边缘，有时有小的高积云块，形态和卷积云颇相似，但不要误认为卷积云。只有符合下列条件中的一个或以上的，才能算做卷积云。

① 和卷云或卷层云之间有明显的联系。

② 从卷云或卷层云演变而成。

③ 确有卷云的柔丝泽和丝缕状特点。

4.2.3           云状的判定与记录

云状的判定，主要根据天空中云的外形特征、结构、色泽、排列、高度以及伴见的天气现象，参照“云图”，经过认真细致的分析对比判定是那种云。判定云状要特别注意云的连续演变过程。

云状记录按“云状分类表”中二十九类云的简写字母记载。多种云状出现时，云量多的云状记在前面；云量相同时，记录先后次序自定；无云时，云状栏空白。

4.3    云量

云量是指云遮蔽天空视野的成数。估计云量的地点应尽可能见到全部天空，当天空部分为障碍物（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。

云量观测包括总云量、低云量。总云量是指观测时天空被所有的云遮蔽的总成数，低云量是指天空被低云族的云所遮蔽的成数，均记整数。

4.3.1           总云量的记录

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10^—；云占全天十分之一，总云量记1；云占全天十分之二，总云量记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，总云量记0。

4.3.2           低云量的记录

低云量的记录方法，与总云量同。

4.4    云高

云高指云底距测站的垂直距离，以米（m）为单位，记录取整数，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。有条件的测站云高应尽量实测；无条件实测时，只在发报观测时进行估测。实测云高在数值右上角记“S”，估测云高不记任何符号。

4.4.1           实测云高

⑴ 云幕球测云高

云幕球测定云高，是用已知升速的氢气球，观测其从施放到进入云底的时间，乘以气球升速(m/min)求得：

           云底高度=气球升速×(分钟数+       )                 (4.1)

气球入云时间是指气球开始模糊时间，而不是气球消失时间。

⑵ 激光测云仪测云高

仪器由发射望远镜、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。因此仪器和被测目标之间的斜距S为

           S=   Ct                                              (4.2)

式中C为光速，t为时间。

由测云仪的仰角读数α，即可求得云底高度H

         H=S·sinα                                            （4.3)

通常从显示器中直接读出斜距S与云高H。

图4-1  激光测云高原理

⑶ 云幕灯测云高

夜间利用云幕灯强光源发出的灯光垂直照射云底；形成一个明显的光点，在云幕灯已知水平距离L的观测点；测出光点的仰角α即可求出云高H

               H=L•tgα                                   （4.4）

4.4.2           估测云高

⑴ 目测云高：根据云状来估测云高，首先必须正确判定云状，同时可根据云体结构，云块大小、亮度、颜色、移动速度等情况，结合本地常见的云高范围（见表4.2）进行估测。

根据观测经验，目力估测云高有较大误差。所以有条件的气象站，应经常对比目测云高与实测结果，总结和积累经验，提高目测水平。

表4.2 各云属常见云底高度范围表

⑵ 利用已知目标物高度估测云高：当测站附近有山、高的建筑物、塔架等高大目标物时，可以利用这些物体的高度估测云高。首先应了解或测定目标物顶部和其他明显部位的高度，当云底接触目标物或掩蔽其一部分时，可根据已知高度估测云高。

⑶ 积云、积雨云云高可利用下列经验公式估算：

          H=          ≈124(t - t_d)                               (4.5)

式中H为云高（m），t为气温(℃)，t_d 为露点温度(℃)，γ_d为干空气的绝热直减率，近似于0.98℃/100m，γ_z为露点温度在干绝热阶段的直减率，近似于0.17℃/100m。

4.5    夜间及特殊情况下云的观测和记录

4.5.1           夜间云的观测和记录

傍晚时，应注意云的状况和演变趋势，为夜间观测打下基础。

观测前应先到黑暗处停留一段时间，待眼睛适应环境后再进行观测。

观测时，可根据视觉，结合星光的疏密、清晰程度，云体的颜色、移动速度以及伴见的天气现象和实测云高，参照傍晚时云的状况判别云状，估计云量。

4.5.2           天空状况不明时云状、云量的记录

⑴ 因雪暴、雾使天空的云量、云状无法辨明时，总、低云量记10，云状栏记该现象符号。因吹雪、雾、轻雾使天空的云量、云状不能完全辨明时，总、低云量记10，云状栏记该现象符号和可见的云状。虽有吹雪、雾、轻雾现象，但天空的云量、云状可完全辨明时，则按正常情况记录。

⑵ 因烟幕、霾、浮尘、沙尘暴、扬沙等视程障碍现象使天空云量、云状全部或部分不明时，总、低云量记“—”，云状栏记该现象符号或同时记录可辨明部分的云状；若透过这些天气现象能完全辨明云量、云状时，则按正常情况记录。

几种特殊情况下云量、云状的记法举例，见表4.3。

4.5.3           高山站云的观测和记录

⑴ 当云底高度高于测站时，按正常情况观测记录。

⑵ 观测时遇有云顶低于测站的云，应在观测簿纪要栏尽可能记录其云状、云量及利用已知高度的物体确定其云顶距离测站水平线下高度。此时应对这些云的上部表面加以简单描述，如表面是平的还是波状的，有无耸立的积状云自云层上部表面凸起等。在估计云顶低于测站的云量时，成层的云层为山所刺穿的部分，也应当作为云所遮掩来考虑。在记录云顶低于测站的高度时，应在记录前加“-”号。

⑶ 观测时遇到云底低于测站，而云顶高于测站的云，应在观测簿纪要栏记录其云状、云量，云底高度记＜0。

云笼罩测站时，按雾记录，若云雾移出测站时，应按云记录。

表4.3  几种特殊情况下云量、云状的记法举例