層狀云(stratiformcloud)是布滿全天或部分天穹的均勻(指厚度、灰度和透光程度均勻)幕狀云層。常具有較大的水平范圍,其中包括卷層云、卷云、高層云及雨層云。
定義
層狀云(stratiform cloud)
布滿全天或部分天穹的均勻(指厚度、灰度和透光程度均勻)幕狀云層。常具有較大的水平范圍,其中包括卷層云、卷云、高層云及雨層云。
層狀云是由于空氣大規模的系統性上升運動而產生的,主要是鋒面上的上升運動引起的。這種系統性的上升運動,通常水平范圍大,上升速度只有0.1—1m/s,因持續時間長,能使空氣上升好幾千米。例如當暖空氣向冷空氣一側移動時,由于二者密度不同,穩定的暖濕空氣沿冷空氣斜坡緩慢滑升,絕熱冷卻,形成層狀云。云的底部同冷暖空氣交織的傾斜面(又稱鋒面)大體吻合,云頂近似水平。在傾斜面的不同部位,云厚的差別很大。最前面的是卷云和卷層云,其厚度最薄,一般為幾百米至2000m,云體由冰晶組成。位于中部的是高層云,其厚度一般為1000—3000m,頂部多為冰晶組成,主體部分多為冰晶與過冷卻水滴共同組成。最后面是雨層云,其厚度一般為3000—6000m,其頂部為冰晶組成,中部為過冷卻水滴與冰晶共同組成,底部由于溫度高于0℃,故為水滴組成。
宏觀特征
層狀云似一種均勻的云幕鋪在天上。低的層狀云看起來模模糊糊的一片;高的層狀云像絹一樣鋪在天上有時根本看不清它的存在。
一般層狀云的水平尺度比垂直尺度大一兩個數量級;壽命遠長于對流云,與天氣系統相聯系的層狀云,生命史常在一周以上。
大范圍的層狀云,主要產生在大氣層結構比較穩定的條件下。層狀云的形成過程中:(1)大范圍有規律地上升氣流運動形成鋒面氣旋云系,包括卷云、卷層云、高層云、雨層云等;(2)大范圍不規則的擾動形成的云系包括高積云、積層云、層云等。
層狀云中湍流場的特點是:一般云下湍流最強,查理森數Ri最低,云上比云下的Ri大2040倍。
溫度場的特征:云的上部或下部有一逆溫阻滯層,云內溫度梯度接近濕絕熱減溫率,而積云的層結常常大于濕絕熱減溫率,二者是不同的。
層狀云中的含水量接近絕熱含水量,較冷的層狀云更是如此。
降水特點
與低值天氣系統相伴的大范圍降水性層狀云的宏觀結構是分層的,有時分兩層,有時分三層。兩層云之間是無云區,高層云產生冰晶粒子并向底層云降落,是催化云;進入低層云的冰晶粒子繼續增長,底層云冰晶增長所需的水分和環境,是供給云。這種“催化—供給”云的降水機制,在冰相層(催化云層)主要是冰晶的凝華增長,在冰相層下的液水層(供給云層),從冰相層落下的冰晶開始融化,在達到地面之前完全融化成雨滴,此外在這一層形成的雨滴碰并云水增長。
應用
從上述的系統性層狀云形成中可以看到,在降水來臨之前,有些云可以作為征兆。如卷層云,通常出現在層狀云系的前部,其出現還往往伴隨著日、月暈,因此如看到天空有暈,便知道有卷層云移來,則未來將有雨層云移來,天氣可能轉雨。農諺“日暈三更雨,月暈午時風”就是指此征兆。
參考資料 >