云,冰雹,雪,
来源:学生作业帮助网 编辑:六六作业网 时间:2024/12/23 21:52:43
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云
漂浮在天空中的云彩是由许多细小的水滴或冰晶组成的,有的是由小水滴或小冰晶混合在一起组成的.有时也包含一些较大的雨滴及冰、雪粒,云的底部不接触地面,并有一定厚度.
水汽从蒸发表面进入低层大气后,这里的温度高,所容纳的水汽较多,如果这些湿热的空气被抬升,温度就会逐渐降低,到了一定高度,空气中的水汽就会达到饱和.如果空气继续被抬升,就会有多余的水汽析出.如果那里的温度高于0°C,则多余的水汽就凝结成小水滴;如果温度低于0°C,则多余的水汽就凝化为小冰晶.在这些小水滴和小冰晶逐渐增多并达到人眼能辨认的程度时,就是云了.
云的九族 水汽在凝结或凝华过程中有着不同的特点,因而形成了不同的云状,这是不同云形成的个性.
根据形成云的上升气流的特点,云可分为对流云、层状云和波状云三大类.对流云包括淡积云、浓积云、秃积雨云和鬃积雨云,卷云也属于对流云;层状云包括卷层云、高层云、雨层云和层云;波状云包括层积云、高积云、卷积云.
根据云底的高度,云可分成高云、中云、低云三大云族.然后再按云的外形特征、结构和成因可将其划分为十属二十九类(参看链接).它们主要是:
低云
包括层积云、层云、雨层云、积云、积雨云五属(类),其中层积云、层云、雨层云由水滴组成,云底高度通常在2,500米以下.大部分低云都可能下雨,雨层云还常有连续性雨、雪.而积云、积雨云由水滴、过冷水滴、冰晶混合组成,云底高度一般也常在2,500米以下,但云顶很高.积雨云多下雷阵雨,有时伴有狂风、冰雹.
中云
包括高层云、高积云两属(类),多由水滴、过冷水滴与冰晶混合组成,云底高度通常在2,500-5,000米之间.高层云常有雨、雪产生,但薄的高积云一般不会下雨.
高云
包括卷云、卷层云、卷积云三属(类),全部由小冰晶组成,云底高度通常在5,000米以上.高云一般不会下雨,但冬季北方的卷层云、密卷云偶尔会降雪.
云量 云量多少,全凭目测云块占据天空的面积来估计.因为是目测,当然并不十分准确,但也没有更好的办法,全世界的气象站至今还是用这种目测方法估计云量.天气预报广播中的晴、少云、多云和阴,就是根据云量的多少划分的.通常将整个天空划分为10等份.
晴 天空无云,或者虽有零星云层,云量不到2成;
阴 低云量在8成以上;
少云 中、低云的云量为1~3,高云的云量为4~5;
多云 中、低云的云量为4~7,高云的云量为6~10时.
一般说来,当天空被云掩蔽,颜色发白,地上东西显得明亮时,这种云较高.相反,云色呈灰或灰黑色,显得阴沉,这种云则较低.移动慢的云较高,移动快的云较低.
雨
云是由许多小水滴和小冰晶组成的,雨滴和雪花就是由它们增长变大而成的.那么,小水滴和小冰晶在云内是怎样增长变大的呢?
在水云中,云滴都是小水滴.在各种不同的云内,其云滴大小的分布是各不相同的,造成云滴大小不均的原因就是周围空气中水汽的转移以及云滴的蒸发.它们主要是靠继续凝结和互相碰撞并合而增大的.因此,在水云里,云滴要增大到雨滴的大小,首先需要云很厚,云滴浓密,含水量多,这样,它才能继续凝结增长;其次,在水云内还需要存在较强的垂直运动,这样才能增加多次碰撞并合的机会.而在比较薄的和比较稳定的水云中,云滴没有足够的凝结和并合增长的机会,只能引起多云、阴天,不大会下雨.
降水量 是指雨水(或融化后的固体降水)既不流走,也不渗透到地里,同时也不被蒸发掉而积聚起来的一层水的深度,通常以毫米为单位.降雨量可以用雨量器来测量,同时还可以用雨量计来自动记录雨势的变化和雨量的大小.
在气象上通常用某一段时间内降水量的多少来划分降水强度.根据国家气象部门规定的降水量标准,降雨可分为小雨、中雨、大雨、暴雨、大暴雨和特大暴雨六种(见表).
各类雨的降水量标准
种类
24小时降水量
12小时降水量
小雨
小于10.0
小于5.0
中雨
10.0-24.9
5.0-14.9
大雨
25.0-49.9
15.0-29.9
暴雨
50.0-99.9
30.0-69.9
大暴雨
100.0-249.0
70.0-139.9
特大暴雨
250.0以上
140.0以上
降雨成因是不同的,常见的有对流雨、地形雨、锋面雨、台风雨(参考链接)
人工降水也称人工增雨,是根据不同云层的物理特性,选择合适时机,用飞机、火箭弹向云中播散干冰、碘化银、盐粉等催化剂,促使云层降水或增加降水量.人工增雨常分为暧云催化剂增雨与冷云催化剂增雨.欲要暧云(温度高于0℃的云)降水,就得使云中半径大于0.04毫米的大云滴有足够的数密度,让它们迅速与小云滴碰并增长,成为半径超过 1.0毫米的雨滴形成降水,因此在那些大云滴数密度小而无法形成降雨的云中,用飞机、炮弹携带等方法,播撒盐粉、尿素等吸湿性粒子,使形成许多大云滴,便可导致形成或增加降水.欲要冷云降水,就得使冷云上部的冰晶数密度超过1个/升,对那些冰晶数密度不足的冷云,用飞机等播撒干冰、碘化银等催化剂,便可产生大量冰晶,促成或增加降水.
雪
我们都知道,云是由许多小水滴和小冰晶组成的,雨滴和雪花是由这些小水滴和小冰晶增长变大而成的.那么,雪是怎么形成的呢?
在水云中,云滴都是小水滴.它们主要是靠继续凝结和互相碰撞并合而增大成为雨滴的.
冰云是由微小的冰晶组成的.这些小冰晶在相互碰撞时,冰晶表面会增热而有些融化,并且会互相沾合又重新冻结起来.这样重复多次,冰晶便增大了.另外,在云内也有水汽,所以冰晶也能靠凝华继续增长.但是,冰云一般都很高,而且也不厚,在那里水汽不多,凝华增长很慢,相互碰撞的机会也不多,所以不能增长到很大而形成降水.即使引起了降水,也往往在下降途中被蒸发掉,很少能落到地面.
最有利于云滴增长的是混合云.混合云是由小冰晶和过冷却水滴共同组成的.当一团空气对于冰晶说来已经达到饱和的时候,对于水滴说来却还没有达到饱和.这时云中的水汽向冰晶表面上凝华,而过冷却水滴却在蒸发,这时就产生了冰晶从过冷却水滴上"吸附"水汽的现象.在这种情况下,冰晶增长得很快.
雪花 其形状极多,而且十分美丽.雪花大都是六角形的,这是因为雪花属于六方晶系. 云中雪花"胚胎"的小冰晶,主要有两种形状.一种呈六棱体状,长而细,叫柱晶,但有时它的两端是尖的,样子象一根针,叫针晶.别一种则呈六角形的薄片状,就象从六棱铅笔上切下来的薄片那样,叫片晶.
如果周围的空气过饱和的程度比较低,冰晶便增长得很慢,并且各边都在均匀地增长.它增大下降时,仍然保持着原来的样子,分别被叫做柱状、针状和片状的雪晶.
如果周围的空气呈高度过饱和状态,那么冰晶在增长过程中不仅体积会增大,而且形状也会变化.最常见的是由片状变为星状.
原来,在冰晶增长的同时,冰晶附近的水汽会被消耗.所以,越靠近冰晶的地方,水汽越稀薄,过饱和程度越低.在紧靠冰晶表面的地方,因为多余的水汽都已凝华在冰晶上了,所以刚刚达到饱和.这样,靠近冰晶处的水汽密度就要比离它远的地方小.水汽就从冰晶周围向冰晶所在处移动.水汽分子首先遇到冰晶的各个角棱和凸出部分,并在这里凝华而使冰晶增长.于是冰晶的各个角棱和凸出部分将首先迅速地增长,而逐渐成为枝叉状.以后,又因为同样的原因在各个枝叉和角棱处长出新的小枝叉来.与此同时,在各个角棱和枝叉之间的凹陷处.空气已经不再是饱和的了.有时,在这里甚至有升华过程,以致水汽被输送到其他地方去.这样就使得角棱和枝叉更为突出,而慢慢地形成了我们熟悉的星状雪花.
上面说的实际上是一个典型的星状雪花的形成过程.它的相当部位,不论形状或大小,都应当是相同的.这种典型的星状雪花只有在一个理想的、平静的环境中(譬如在实验室内)才能形成.在大气中,它不能象上面说的那样有步骤地增大,所形成的形状也就不能那样典型.这是因为冰晶逐渐在下降着,而且有时在旋转着,各个枝叉接触水汽的多少有所不同,而那些接触水汽较多的枝又便增长得较多.因此,我们平常所看到的雪花虽大体上一样但又互不相同.
另外,雪花在云内下降的过程中,也会从适宜于形成这种形状的环境降到适宜于形成另一种形状的环境,于是便出观了各种复杂的雪花形状.有的象袖扣,有的象刺猾.即使都是星状雪花,也有三个枝叉的、六个枝叉的,甚至有十二个枝叉、十八个枝又的.
冰雹
冰雹是一种从强烈发展的积雨云(这种云也叫冰雹云)中降落下来的冰块或冰疙瘩,人们通常称它为“雹子”.
如果把冰雹切成薄片,放到显微镜下观察,可以看到冰雹内部构造很不均匀,冰雹的中间有一个核,叫雹核,主要是由霰粒或软雹构成,也有由大水滴缓慢冻结而成透明冰核的.雹核的外面交替地包裹着几层透明和不透明的冰层,有人见过十多层甚至三十层的冰雹,在冰层中还夹杂着大小不同的气泡.
浓积云的顶部像椰菜,由许多轮廓清晰的凸起云泡构成,云厚可以达4-5公里.如果对 流运动很猛烈,就可以形成积雨云,云底黑沉沉,云顶发展很高,可达10公里左右,云顶边缘变得模糊起来,云顶还常扩展开来,形成砧状.一般积雨云可能产生雷阵雨,而只有发展特别强盛的积雨云,云体十分高大,云中有强烈的上升气体,云内有充沛的水分,才会产生冰雹,这种云通常也称为冰雹云.
冰雹云是由水滴、冰晶和雪花组成的.一般为三层:最下面一层温度在0℃以上,由水滴组成;中间温度为0℃至-20℃,由过冷却水滴、冰晶和雪花组成;最上面一层温度在-20℃以下,基本上由冰晶和雪花组成.
在冰雹云中气流是很强盛的,通常在云的前进方向,有一股十分强大的上升气流从云底进入又从云的上部流出.还 有一股下沉气流从云后方中层流入,从云底流出.这里也就是通常出现冰雹的降水区.这两股有组织上升与下沉气流与环境气流连通,所以一般强雹云中气流结构比较持续.强烈的上升气流不仅给雹云输送了充分的水汽,并且支撑冰雹粒子停留在云中,使它长到相当大才降落下来.在冰雹云中强烈的上升气流携带着许多大大小小的水滴和冰晶运动着,其中有一些水滴和冰晶并合冻结成较大的冰粒,这些粒子和过冷水滴被上升气流输送到含水量累积区,就可以成为冰雹核心, 雹核在水量多、温度不太低的区域与过冷水滴碰并,长成一层透明的冰层,再向上进入水量较少的低温区,这里主要由冰晶、雪花和少量过冷水滴组成,雹核与它们粘并冻结就形成一个不透明的冰层.这时冰雹已长大,而那里的上升气流较弱,当它支托不住增长大了的冰雹时,冰雹便在上升气流里下落,在下落中不断地并合冰晶、雪花和水滴而继续生长,当它落到较高温度区时,碰并上去的过冷水滴便形成一个透明的冰层.这时如果落到另一股更强的上升气流区,那么冰雹又将再次上升,重复上述的生长过程.这样冰雹就一层透明一层不透明地增长;最后,当上升气流支撑不住冰雹时,它就从云中落下来,成为我们所看到的冰雹了.