教科版四年级科学上册《6云的观测》

教科版四年级科学上册《6云的观测》

云的观测 1 、云 1.1 、什么是云？ 云是悬浮在大气中的小水滴 或 冰晶微粒 或 二者混合的可见聚合物。 有时也包含一些较大的雨滴及冰、雪粒。 底部不接触地面。 1 、云（续） 1.2 、为什么要观云？ 云的生成、外形特征、量的多少、分布及其演变，不仅反映了当时大气的运动、稳定程度和水汽状况等，而且也是预示未来天气变化的重要征兆之一。 正确观测、分析云的变化，是了解认识大气物理状况，掌握天气变化规律的一个重要因素。 1 、云（续） 云的形成与演变和天气变化有着密切的联系： 大量的高云出现，常常与大范围的天气系统，如气旋、锋面活动，有密切联系。 夏季积云状高积云（堡状、絮状）的出现，也常是雷雨天气的前兆。 与云有关的天气谚语： 天上鱼鳞斑（卷积云），地上晒谷不用翻 天上钩钩云（钩卷云），地上雨淋淋 云的观测对航空也很重要： 如飞机确定飞行高度时要考虑云量、云高和云状。 在人工影响天气中，也要根据云的性质来决定所采取的方法。 如人工降雨或人工消雹。 2 、云的观测内容及要求 云的观测主要是： 判定云状 估计云量 测定云高 要求： 云的观测应注意它的连续演变。 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上进行。 观测云时，如阳光较强，须戴黑色（或暗色）眼睛。 3 、云状 3.1 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。 3 、云状（续） 云族 云属 国际简写 国际名 ( 拉丁文学名 ) 云底平均高度 　低云　族 ① 积云 ② 积雨云 ③ 层积云 ④ 雨层云 ⑤ 层云 CuCbScNsSt Cumulus Cumulo-nimbus Stratus-cumulus Nimbo-stratus Stratus 2500 米以下 　中云　族 ① 高积云 ② 高层云 AcAs Alto-cumulus Alto-stratus 2500~5000 米 　高云　族 ① 卷云 ② 卷层云 ③ 卷积云 CiCsCc Cirrus Cirro-cumulus Cirro-stratus 5000 米以上 3.2 云状特征 — 积云（ Cu ） 垂直向上发展的、顶部呈圆弧形或圆弧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，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。 3.2 云状特征 — 积云（ Cu ） 淡 积 云 Cu hum 扁平的积云，垂直发展不盛，在阳光下呈白色，厚的云块中部有淡影，晴天常见。 3.2 云状特征 — 积云（ Cu ） 碎 积 云 Fc 破碎的不规则的积云块（片），个体不大，形状多变。 3.2 云状特征 — 积云（ Cu ） 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。 3.2 云状特征 — 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）幡下垂。有时产生飑或降冰雹。云底偶有龙卷产生。 3.2 云状特征 — 积雨云（ Cb ） 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 3.2 云状特征 — 积雨云（ Cb ） 鬃积雨云 Cb cap 积雨云发展到成熟阶段，云顶有明显的白色毛丝般的冰晶结构，多呈马鬃状或丰状。 3.2 云状特征 — 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 度（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，但微弱。 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。 3.2 云状特征 — 层积云（ Sc ） 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。 3.2 云状特征 — 层积云（ Sc ） 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。 3.2 云状特征 — 层积云（ Sc ） 积云性层积云 Sc cug 由积云、积雨云因上面有稳定气层向下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 3.2 云状特征 — 层积云（ Sc ） 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。 3.2 云状特征 — 层积云（ Sc ） 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。 3.2 云状特征 — 层云（ St ） 云底低而均匀的云层，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。 3.2 云状特征 — 层云（ St ） 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。 3.2 云状特征 — 雨层云（ Ns ） 云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）幡时，云底显得混乱，没有明确的界限。 雨层云多数由高层云变成，有时也可能直接由蔽光高积云、蔽光层积云演变而成。 3.2 云状特征 — 雨层云（ Ns ） 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。 3.2 云状特征 — 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。 云层较薄的部分，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）幡下垂时，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，不过持续时间不长。 3.2 云状特征 — 高层云（ As ） 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。 3.2 云状特征 — 高层云（ As ） 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；薄的部分比较晚亮一些，还可以看出纤缕结构。 呈灰色，有时微带兰色。 3.2 云状特征 — 高积云（ Ac ） 高积云的云块较小，轮廓分明，常呈扁园形、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 度。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，或颜色为外红内兰的华环。 高层云、层积云、卷积云都可与高积云相互演变。 3.2 云状特征 — 高积云（ Ac ） 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。 3.2 云状特征 — 高积云（ Ac ） 蔽光高积云 Ac op 连续的高积云，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。 3.2 云状特征 — 高积云（ Ac ） 荚状高积云 Ac lent 高积云块分散成若干片，成椭圆形或豆荚状，轮廓分明，云块不断地变化着。 3.2 云状特征 — 高积云（ Ac ） 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。 3.2 云状特征 — 高积云（ Ac ） 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。 3.2 云状特征 — 高积云（ Ac ） 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，有一共同的水平的底边，顶部凸起明显，好城堡。 云块比堡状层积云小。 3.2 云状特征 — 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。我国北方地区和西部高原地区，冬季卷云有时会下微量零星的雪。 日出之前，日落以后，在阳光的发射下，卷云常呈鲜明的黄色或橙色。 卷云可从卷层云演变而来，有的是积雨云顶部残留下来的。 3.2 云状特征 — 卷云（ Ci ） 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，但整个丝条中的丝缕结构和柔丝般的光泽仍十分明显。 3.2 云状特征 — 卷云（ Ci ） 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。   3.2 云状特征 — 卷云（ Ci ） 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。 3.2 云状特征 — 卷云（ Ci ） 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。 3.2 云状特征 — 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积云相混。 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。 3.2 云状特征 — 卷层云（ Cs ） 毛卷层云 Cs fil 白色丝结构明显，云体厚薄不很均匀的卷层云 3.2 云状特征 — 卷层云（ Cs ） 匀卷层云 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，地物有影、有晕。 3.2 云状特征 — 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、卷层云蜕变而成。有时，高积云也可演变为卷积云。 真正的卷积云不常见。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。 3.2 云状特征 — 卷积云（ Cc ） 只有符合下列条件中的一个或一个以上的，才能算做卷积云： 和卷云或卷层云之间，有明显的联系。 从卷云或卷层云蜕变而成。 确有卷云的柔丝光泽和丝缕状特点。 3.3 观测和记录 云状观测要注意它的连续演变，并根据 “ 云状特点 ” 的规定，参照 “ 云图 ” 图像和附表 -2 “ 各属云常见云底高度范围表 ” ，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，判断云状。 3.3 观测和记录（续） 前面各种云状特征的描述，主要是从白天和天空当时无其它伴见云层的前提下叙述的。因此，夜晚或有两种以上云层并存时，云的颜色、明亮度，以及伴有的降水现象（可能是上层云所降）等会有所不同，观测判断时一定要结合当时的实际情况运用前述的特征描述，不能硬套。 3.3 观测和记录（续） 云状按 “ 云状分类表 ” 中二十九类云的简写字母记入观测薄。 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。 4 、云量 云量是指云遮蔽天空视野的成数。 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。 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。 4 、云量（续） 云量观测包括 总云量 低云量 总云量：指观测时天空被所有的云遮蔽的总成数。 低云量：指天空被低云所遮蔽的成数。 均记整数。 4.1 总云量的观测 通常将整个天空划分为 10 等份： 碧空无云或被云遮蔽不到 0.5 份时，云量为 “ 0 ” ； 云遮盖天空一半时，云量为 “ 5 ” 。 云量多时，应估计露出的青天，再推算出云量。 云量少时，则直接估计云所遮蔽天空的份数，如云块占全部天空的 1 ／ 10 时，云量为 “ 1 ” ；云块占天空 2 ／ 10 时，云量为 “ 2 ” ，余类推。 总云量记入观测薄相应栏内，并作日合计、日平均。 4.2 总云量的应用 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。 天空无云，或者虽有零星云层，但云量不到 2 成时称为 晴 ； 低云量在 8 成以上称为 阴 ； 中、低云的云量为 1-3 ，高云的云量为 4-5 时，称为 少云 ； 中、低云的云量为 4-7 ，高云的云量为 6-10 时，称为 多云 。 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。 4.3 低云量的观测 观测低云量的方法与总云量相同。 5 、云高 云高：指云底距测站地面的垂直距离。 有条件的台站云高应尽量实测；无实测条件时，只在发报观测时间进行估测。 云高以米为单位记入观测薄相应栏中，并在云高数值前加记云状。 云状只记十个云属和 Fc （碎积云）、 Fs （碎层云）、 Fn （碎雨云）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。 5.1 实测云高 通常用目力估计，也可用气球、云幕灯，激光测云仪测定。 5.1 实测云高（续） 云幕球测定云高 用已知升速的氢气球，观测其进入云底的时间，乘以气球升速求得： 云底高度 = 气球升速 × 分钟数 + 秒数 /60 ） 5.1 实测云高（续） 420 型云幕灯测云高 是一种夜间实测云高的仪器。 由光源、反光装置和支架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 L 的观测点，用仰角器瞄准光点，测得仰角值为 α ，根据直角三角形的原理，用如下公式求算出云高 H 为： 5.1 实测云高（续） H = L tg α 安装 云幕灯应固定安装在距观测点 300 米或 500 米处。 大反光镜镜面边沿应当水平，其中心点与小反光镜中心点垂直，底部支柱垂直固定在地上，以使光柱垂直于地面。 电源开关安在观测点上，以便于观测。 5.1 实测云高（续） 观测 打开电源开关，在观测点用仰角器测定云底光点的仰角值（精确到 1 度），连续观测三次，求其平均值，只取整数，小数四舍五入。 如果在不同高度出现几个光点时，应视机分别测定各光点的仰角值，以求出各层云的高度。 当云滴密度较小，特别是云层很低时，灯光射入云内会形成光柱而不是光点，这时应以光柱底部为准，测定其仰角。 仰角测定后立即关闭电源开关。 5.1 实测云高（续） 根据平均仰角值和云幕灯距观测点的水平距离，用计算公式或从 《 气象常用表 》 （第二号）第五表中查得云高值。 维护 反光镜要保持洁净明亮。 反光镜、灯泡和玻璃盖每年应用酒精洗刷两、三次。 经常用洁净柔软的干布擦拭玻璃盖面。 每次观测应尽量缩短开灯时间。 一般不得超过两分钟，以延长灯泡使用期限，避免灯泡所发的热伤及反射镜。 5.2 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。 目测云高 根据云状来估测云高 正确判定云状，根据云体结构，云块大小、亮度、颜色、移动速度等情况，结合本地常见云高范围进行估计。 根据观测经验 经常对比目测云高与实测云高，总结和积累经验，提高目测水平。 5.2 估测云高（续） 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它明显部位的高度，当云底接触目标物或遮掩其某一部分时，可根据已知高度估测云高。 利用目标物高度估测云高时，必须注意目标物距观测点的远近，能见度的好坏。防止因视差而影响估测云高的结果。 5.2 估测云高（续） 用经验公式计算云高 积云、积雨云云高 H ，可以利用下列公式估算： t - t d H = ≈ 124 ( t - t d ) 米 γ d - γ s 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℃ /100 米 γ s 为露点温度在干绝热阶段的直减率，近似于 0.7℃ /100 米。 6 、夜间及特殊情况下云的观测和记录 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，待眼睛适应后环境后再进行观测。 观测时，可根据视觉，结合星光的疏密、清晰程度，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。 纪录方法与白天相同。 6 、夜间及特殊情况下云的观测和记录（续） 天空状态不明时云状、云量的纪录 因雪暴、雾使天空的云量、云状无法辨明时，总、低云量记 10 ，云状栏记现象符号。因吹雪、雾使天空的云量、云状不能完全辨明时，总、低云量记 10 ，云状栏记现象符号和可见的云状。虽有吹雪、雾的现象，但天空的云量、云状可完全辨明时，则按正常情况记录。 因烟、霾、浮尘、沙尘暴、扬沙等尘粒现象使天空云量、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，则按正常情况作记录。 6 、夜间及特殊情况下云的观测和记录（续） 山地台站的观测和记录 当云底高于测站时，观测记录方法与其他台站同 观测时遇有云顶低于测站的云，应在观测薄纪要栏中尽可能纪录其云状、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的高度。此时应对这些云的上部表面加以简单描述。 观测时遇有云底低于测站，而云顶高于测站的云，应在观测薄纪要栏纪录其云状、云量，云底高度记 〈 0 。 云笼罩测站时，按雾记，若云雾移出测站时，应按云纪录。 6 、夜间及特殊情况下云的观测和记录（续） 飞行云迹的观测和记录 在飞行高度上空气足够冷湿时，飞机后面所形成的一种云。 当视区内观测到这种云时，应在观测薄纪要栏纪录其符号和一日中第一次观测到的开始时间。 附表 — 2 各属云常见云底高度范围表 云属 云底高度范围 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 600 米以下；沙漠和干旱地区，有时高达 3000 米左右 积雨云 600 — 2000 一般与积云云底高度相同。有时由于有降水，云底比积云底。 层积云 600 — 2500 当低层水汽充沛时，云底可在 600 米以下。个别地区有时高达 3500 米左右 层云 50 — 800 与低层湿度有密切关系，湿度大时云底较低；低层湿度小时，云底较高。 雨层云 600 — 2000 刚由高层云变来的雨层云，云底一般较高 高层云 2500 — 4500 刚由卷层云变来的高层云，有时可高达 6000 米左右 高积云 2500 — 4500 夏季，在我国南方，有时高达 8000 米左右 卷云 4500 — 10000 夏季，在我国南方，有时高达 17000 米；冬季在我国北方和西部高原地区可低至 2000 米以下 卷层云 4500 — 8000 冬季在我国北方和西部高原地区，有时可低至 2000 米以下 卷积云 4500 — 8000 有时与卷云高度相同 浙大小学 周文强