在天空居高飘渺千姿百态的云

  

在蔚蓝的天空，不时会滋生各种各样的云层。它们是天空中的水汽通过凝结，达到饱和或过饱和状态的产物。它们千姿百态，有的浓厚庞大，垂直发展极盛，远看像耸立的高山；有的呈团块、薄片、条状或成行、成群或波状；有的灰暗成层，漫无边际；有的焕发洁白柔丝般光泽，分离散处，呈丝条状、羽毛状、马尾状、钩状、团蔟状、片状、砧状等。而且在人们的感官与想象中，有的仿若人的头像，温文尔雅；有的像恶魔猛兽，阴森可怕，有的奇形怪状，真是无奇不有，惟妙惟肖。那么它们是怎样形成的呢？

云的形成必须具备两个基本条件：一是要有足够的凝结核；二是水汽要达到过饱和。一般大气中不会缺少凝结核，但要使水汽过饱和，在温度不变的条件下，需要增加水汽含量，那就要有水汽来源，但往往比较困难，在空气中水汽不变的情况下，就只能通过降温冷却，使水汽达到饱和。一般降温冷却过程有三种：一是绝热上升冷却；二是混合冷却；三是辐射冷却。

所谓绝热上升冷却，是随着空气的上升，因大气压力减少而膨胀出现绝热冷却，其上升运动主要是热力对流，也可以是动力抬升。一是局地对流上升，是由大气层结不稳定而引起的，即因地表面部分受热不均，产生的暖空气升腾的现象；或较冷空气在移到暖地面后变热上升，局部上升又必然有局部下沉，就产生了局部（几公里到几十公里范围内）对流；二是大范围斜升。当暖气团向冷气团移动时，暖湿空气会沿着冷气垫或沿山坡斜升，通常会产生锋面云系，其水平范围很大，可达数百到数千公里，但垂直速度较小，持续时间长；三是波动上升。在上下两层气流速度不同或空气密度不同，下密上疏明显的界面上，会产生波状运动，波峰为空气上升，波谷为空气下沉，波峰的空气上升就属于波动上升。空气由于局部对流上升、大范围斜升、波动上升冷却使水汽达到过饱和，从而形成云层。

所谓混合冷却，是由于大气的许多微团做无规则的运动，称之为乱流运动。因乱流交换，空气混合，使暖空气与冷空气混合后降温，产生混合冷却，当温度降到露点温度以下时，水汽因过饱和而凝结成云。

所谓辐射冷却，是任何物体在吸收外界辐射时，又会不断向外辐射能量，当向外辐射的能量超过自身吸收的辐射能量时，温度就要下降，由于辐射冷却使空气中的水汽达到过饱和，由此形成云层。

实际上，上述冷却过程所产生的云，也不一定只是一种冷却过程作用的结果，因此，具体情况要具体对待，此乃是“看云识天气”的着眼点。

‌天空云层的形成主要依靠水汽的凝结‌，且通过下列几种主要方式去实现：

一是‌水汽含量不变，空气降温冷却‌：在空气中的水汽含量保持不变的状态下，但若温度降低，使水汽达到饱和，即可凝结成云。

二是‌温度不变，水汽含量增加‌：在温度保持不变的情况下，空气中的水量增加，也会使水汽达到饱和，进而形成云。

三是‌既增加水汽含量，又降低温度‌：在增加水汽含量的同时又降低温度是形成云的最主要过程，故空气的上升运动所引起的降温冷却，是形成云的最普遍过程。

一般而言，广袤地面上的水通过吸热变成水蒸汽，上升到天空蒸汽层上层。由于蒸汽层下面温度高，空气在上升过程中不断吸热，再度上升遇冷，再下降，如此反复，致使其气体的体积逐渐缩小，最后都集中在蒸汽层底层。在此形成低温区，水蒸汽向低温区的集中，便形成了云。人们便根据云底高度和云的组成，将云分成低、中、高三族十属。根据云形成过程、高度、外观和结构特点，分为三族：高云、中云和低云。其中又包括十属：‌高云族有卷云、卷积云和卷层云，其云底高度通常6000米以上，主由冰晶组成，常预示着天气晴朗。‌中云族‌包括高层云和高积云，其云底高度通常在2500米至6000米的之间，由冰水混合物组成，预示着天气可能变化。‌低云族‌包括层积云、层云、积云、雨层云、积雨云，其云底高度通常在2500米以下，主要由水滴组成，常与降水事件关联，今年最大量级的降水都多为积雨云所为。

当然，云的成因和成分也与大气中的温度和压力分布、地形（貌）作用、以及湿空气的上升运动等因素有关。其这些因素的共同作用，导致水汽从蒸发表面进入低层大气后，在一定的条件下凝结成云。

（来源 荆州市气象局 林春泽 编辑 王芳 审核 杨斌）