本笔记记录《云彩收集者手册》中主要的云彩类型。

收集云彩不像收集硬币那样有可持续性, 也不像收集稀有邮票那样可以进行交换,但有一些非常切实的意义。云彩体现了我们周围这个世界的变幻无常。就像拉尔夫·沃尔多·爱默生写的那样,“自然是一朵多变的云,始终一样,却又从不一样”。
——《云彩收集者手册》
云族谱
云的定义
定义
云是一种水凝物,由液态水或冰或两者结合的微小颗粒组成,是悬浮在大气中并且通常不接触地面的可见聚合物。
它还可以包括较大的液态水或冰颗粒,以及非水性液体或固体颗粒,例如存在于烟雾、烟尘或灰尘中的颗粒。
云是地球上庞大的水循环的有形的结果。太阳照在地球的表面,水蒸发形成水蒸气,一旦水汽过饱和,水分子就会聚集在空气中的微尘(凝结核)周围,由此产生的水滴或冰晶将阳光散射到各个方向,这就产生了云的外观。
相关概念
高度、海拔高度和垂直范围
高度:从地球表面观测点到被测点的垂直距离。
海拔高度:从平均海平面到被测点的垂直距离。
云底的高度/海拔高度:对于地面观测,是云底高于地面的高度;对于飞机观测,则是云底高于平均海平面的海拔高度。
垂直范围:从云底到顶部的垂直距离。
层面
云通常存在于从海平面到对流层顶部(对流层顶)的不同海拔高度范围内。
对流层可以垂直分为三个层次,以前称为“层(étages)”:高、中、低。每个层面由最常出现的某些云属的高度范围定义。各个层面存在重叠,其限制随纬度而变化。

大多数云都仅存在于它们的层面内,但以下几个值得注意的例外:
(a) 高层云 通常存在于中间层,但它往往可延伸至更高的层面;
(b) 雨层云 几乎都存在于中间层,但它通常也可延伸至另外两个层面
(c) 积云 和 积雨云 的云底通常在低层,但其垂直范围通常很大,其顶部可达到中高层;
当已知特定云的高度时,层面的概念可能对观测人员识别云有一定的帮助。通过从对应于其高度的层面上通常存在的属中来选择确定云的属。
云的分类
根据云的云底高度和外形特征,国际上初步分为四族十属:四族为高云(4.5公里以上)、中云(2.5 - 4.5公里)、低云(0.1 - 2.5公里)、直展云族(跨层);十属为卷云、卷层云、卷积云、高层云、高积云、层云、层积云、雨层云、积云和积雨云。
中国分为三族十属(直展云族的积雨云、雨层云归入低云族)。在此基础上,根据外形特色、排列情况、透光程度、演变情况等又细分为二十九类。
中国的29个云类汇总于下表:
云属
对最典型的云形式的考虑可以识别出10个云属。
- 云属高度分布图:

- 云属判断流程:

- 云属样式

云种
影响云的视觉表现主要有形状,结构,灰度,透光程度这四个主要因素。
由于云的形状特征和内部结构的差异,大多数云属可细分为不同的云种。
分类大致如下:毛(fil)、钩(unc)、密(dens)、堡状(cast)、絮状(flo)、成层状(stra)、薄幕状(nebu)、荚状(lent)、碎状(fra)、淡状(hum)、中展(med)、浓(cong)、秃状(calv)、鬃状(cap)。
属于某一属的云可能只有一个云种的名称;这意味着各云种是相互排斥的。另一方面,某些云种可能是几个属共有的。当该云种的定义都不属于某一属时,则没有指出云种。
- 云种识别图

- 各个云属最常出现的云种

云类
云类是宏观要素的安排和属的透明度程度(灰度、透光程度)。以下几点适用:
一种给定的云可能有不同云种的名称,这意味着不同的云类不是相互排斥的
例外的情况包括透光云 和 蔽光云,这两者互相排斥
另一方面,某些云类可能存在于几个属中
已确定多个云类的事实并不意味着某一特定云必须获得一个或多个云类的名称
中国29个云类 汇总表
- 云类识别图

附加特征与附属云
云还有附加特征与附属云,前者是指附着在云上或者部分主体合并的特征;后者则侧重于伴随云主体出现在附近的小云团。
云是在不断变化的,母云会演化出不同的衍生云,随着主体逐渐变化,母云原本的特征可能完全消失不见,此时的云被称为“转化云”。
- 附加特征识别图

- 各个云属可能的附加特征

- 附属云识别图

- 各个云属可能的附属云

云的四族十属
- 云的识别流程:
按云属以及尽可能按云种、云类、附加特征、附属云、母云以及任何其它与云相关的水凝物来识别在对流层生成的云。
低云族
积云(Cumulus, Cu)
特征:棉絮状,云底平坦。
天气影响:好天气的象征,除”浓积云”外不会带来降水。
高度范围:300-1500米。
云种:
淡积云(Cu hum):水平大于垂直,孤立分散的小云块,底部较平,顶部呈圆弧形凸起。
中积云(Cu med):水平等于垂直。
浓积云(Cu con):水平小于垂直。
碎积云(Cu fra):破碎状,边缘参差不齐。
成因:由气块上升、水汽凝结而成。在不稳定空气中,淡积云会发展成中积云、最大的有积云形式(浓积云),然后发展成积雨云。
图片:
淡积云:
中积云:

浓积云:

碎积云:

辐辏状积云:

层积云(Stratocumulus, Sc)
特征:低低的一层云,白色到深灰色,有着边界明晰的团块状底部。所有云彩中,分布最广泛的。
天气影响:偶尔带来小雨、雪或霰。
高度范围:300-1400米。
云种:
成层状层积云(Sc str):在天空中铺展出一大片。
荚状层积云(Sc lenticularis):比较平滑,形态像凸透镜。
堡状层积云(Sc castellanus):云层上部有炮塔状凸起。
成因:由低层空气对流运动形成。
图片:
透光层积云:

蔽光层积云:
荚状层积云:

堡状层积云:
波状层积云:

网状层积云:

辐辏状层积云:
层云(Stratus, St)
特征:云中高度最低的云,云层灰暗。有时候能遮挡高层建筑的楼顶。
天气影响:只是偶尔下毛毛雨、小雪或雪粒。
高度范围:0-450米。
云种:
薄幕层云(St nebulosus):云层呈灰色。
碎层云(St fractus):团块状或破片状。
成因:由低层空气冷却凝结形成。
图片:
薄幕层云:

碎层云:

波状层云:

中云族
高积云(Altocumulus, Ac)
特征:许多成团的小云块,形成块状或团状,呈白色或灰色。
天气影响:无降水,极个别情况下,堡状高积云会带来小雨。
高度范围:2000-6000米。
云种:
成层状高积云(Ac str):在天空中蔓延开来。
荚状高积云(Ac lenticularis):平滑、透镜形。
堡状高积云(Ac castellanus):云层上部有炮塔状凸起。即有从共同云底升起的积状云顶
絮状高积云(Ac floccus):小云块相之云,云底粗糙。
成因:由中层空气对流运动形成。
图片:
成层状高积云:

荚状高积云:


堡状高积云:
絮状高积云:
透光高积云:

波状高积云:

高层云(Altostratus, As)
特征:无特色,云层灰暗,透过它看见太阳如同隔着一层磨砂玻璃。
天气影响:降水能持续很久,但雨量很小。
高度范围:2000-5000米。
云种:无其他云种。
成因:由中层空气冷却凝结形成。
图片:
高层云

高云族
卷云(Cirrus, Ci)
特征:云中高度最高的云,外形优雅飘逸,像羽毛或是头发。白色细腻的细丝或白色或大部分白色斑点或窄带形式的碎云,具有纤维状(毛发状)外观,或丝质光泽,或两者兼而有之。
天气影响:降水不会到达地表。
高度范围:6000-12000米。
云种:
毛卷云(Ci fibratus):几乎笔直或者是或多或少不规则弯曲的白色细丝,总是很细小,不会形成钩子或簇绒的形式。在大多数情况下,这些细丝彼此不同。
钩状卷云(Ci uncus):云体呈钩状。没有灰色部分的卷云,其形状通常像逗号,最后会以钩子或簇绒的形式停在顶部,其上部不是突起的形式。
密卷云(Ci spissatus):云体很厚,有时是消散的云砧。块状卷云,非常密集,从朝向太阳的方向观测时呈灰色;它也可能遮住太阳,掩盖它的轮廓甚至挡住太阳。密卷云通常是由积雨云的上部形成的。
堡状卷云(Ci castellanus):带炮塔状顶部的云簇上挂着幡。密度较大的卷云,从共同云底升起的圆形和纤维状的堡状云或云团,有时具有圆孔状(城堡城垛)的外观。当从高于地平线30°以上的角度观测时,堡状突起的表观宽度可以小于或大于1°;与 堡状卷积云 不同,其宽度小于1°。
絮状卷云(Ci floccus):相互分离的圆形团簇上挂着幡。以或多或少孤立、小型、圆形簇状形式的卷云,通常带有尾部。当从高于地平线30°以上的角度观测时,簇状的表观宽度可以小于或大于1°;与堡状卷积云 不同,其宽度小于1°。
成因:由高层大气中的冰晶组成,通常在冷锋或高空扰动前出现。
图片:
毛卷云:

钩状卷云:

密卷云:

堡状卷云:

絮状卷云:

卷积云(Cirrocumulus, Cc)
特征:呈现为很高的成块或成层的小云块,几乎全部由冰晶组成,是一种罕见且短暂的云。
天气影响:降水不会到达地表。
高度范围:7500-10500米。
云种:
成层状卷积云(Cc str):延伸到大面积的天空,而不是呈小块状。
荚状卷积云(Cc lenticularis):很平滑,呈凸透镜形。
堡状卷积云(Cc castellanus):小云块顶部呈炮塔状。
絮状卷积云(Cc floccus):小云块很像积云,云底粗糙。
成因:由高层大气中的冰晶组成,通常在不稳定气流中形成。
图片:
成层状卷积云:

荚状卷积云:

堡状卷积云:

絮状卷积云:

卷层云(Cirrostratus, Cs)
特征:一种稀薄、朴素的云,是一层精致的冰晶,通常延伸开来,覆盖大面积的天空,有时呈现为条状或纤维状。
天气影响:无降水。
高度范围:5000-9000米。
云种:
毛卷层云(Cs fibratus):由精致、平行的纤维状结构组成。
薄幕卷层云(Cs nebulosus):很平滑,色调没有什么变化。
成因:由高层大气中的冰晶组成,通常在暖锋前出现。
图片:
毛卷层云:

薄暮卷层云:

直展云族
雨层云(Nimbostratus, Ns)
特征:浓厚、灰暗,没什么纹理的雨云,必定导致降雨。
天气影响:必然降雨或降雪。
高度范围:0-3000米。
云种:无其他云种。
成因:由低层空气冷却凝结并抬升形成。
图片:雨层云图片
积雨云(Cumulonimbus, Cb)
特征:这种巨大的暴风云通常有着铁砧状形态,可以单独形成,或与周围邻居共同形成多单体风暴或者超级单体风暴。
天气影响:暴雨,通常有冰雹,还会带来打雷、闪电。
高度范围:云底高度约为600米,云顶可达13500米。
云种:
秃积雨云(Cb calvus):顶部是柔软的球装,而不是纤维状或条纹状。
鬃积雨云(Cb capillatus):顶部扩展开来形成砧状形态。
成因:由强烈的对流运动和水汽凝结形成。
图片:积雨云图片
云种和变种
云种是根据云的外形、尺度、内部结构和形成过程等特征,对云属进行的分类。分类大致如下:毛(fil)、钩(unc)、密(dens)、堡状(cast)、絮状(flo)、成层状(stra)、薄幕状(nebu)、荚状(lent)、碎状(fra)、淡状(hum)、中展(med)、浓(cong)、秃状(calv)、鬃状(cap)。
荚状云(Lenticular Cloud)
特征:因其非常独特的凸透镜状外形而得名,通常看起来像飞碟。
成因:由气流在山脉或其他地形阻挡后形成的波动气流中形成。
图片:荚状云图片
毛状云(Cirrus fibratus)
特征:当高空的冰晶云被高空持续不断的风拉成长长的细丝。
成因:由高空风切变作用形成。
图片:毛状云图片
堡状云(Castellanus)
特征:云层向上发展出显著的炮塔状凸起。
成因:由不稳定气流上升形成。
图片:堡状云图片
波状云(Undulatus)
特征:当云层的表面或小云块自身的排列发展出了波动起伏的外观。
成因:由气流波动或风切变形成。
图片:波状云图片
网状云(Reticular Cloud)
特征:这是一种很罕见且瞬转即逝的云彩,其定义是云体自身中间有缝隙,而不是云团之间有缝隙。当云层中或多或少包含一些规则的孔洞,孔洞的周围是云体构成的,边缘就像网子或粗糙的蜂窝一样。
成因:由强烈的垂直气流和水平气流的相互作用形成。
图片:网状云图片
天气影响:通常预示着强对流天气。
高度范围:中低空,约1000-6000米。
辐辏状云(Radiatus)
特征:在某个云层高度上平行的云条会顺着风向延伸出去,看上去像铁轨一样,形成辐辏状云(当它们垂直于风,就会形成波状云)。低云族中的辐辏状积云叫做“云街”。
成因:由稳定的水平流气和垂直上升气流共同作用形成。
图片:辐辏状云图片
天气影响:通常预示着天气变化,可能伴随降水。
高度范围:中低空,约1000-6000米。
复云(Duplicatus)
特征:不止一个云层处于同一个垂直面上,但在两个高度上。难以被确认。
成因:由不同高度的气流层结形成。
图片:复云图片
天气影响:通常不带来降水,但可能预示天气变化。
高度范围:中低空,约1000-6000米。
附属云
幞状云(Velum)
特征:看起来很像顶光滑的白色贝雷帽。
成因:由对流云上升遇到上层稳定气流时形成。
图片:幞状云图片
缟状云(Veil)
特征:薄薄的、水平的云片,通常看起来像白色或灰色的长条。
成因:由稳定气流中的水汽凝结形成。
图片:缟状云图片
破片云(Fragmentus)
特征:盘旋在雨云下方的饱和大气中,样子如黑色碎片。如果看到可怕的天空下挂着一些深色的破片云,却没有下雨或下雪,那么可以肯定的是,降水很快就会到来,说不定就是5分钟内。
成因:由下沉气流和蒸发作用形成。
图片:破片云图片
天气影响:通常预示着即将有降水。
高度范围:低空,约1000米以下。
悬球状云(Mammatus)
特征:也叫乳状云。这些附属特征从云层平滑或粗糙的底部悬吊下来,看上去就像是牛羊的乳房。容易形成于暴风雨之后,出现时间持续10分钟左右。
成因:由下沉气流和蒸发作用形成。
图片:悬球状云图片
天气影响:通常预示着雷暴或强对流天气。
高度范围:低空,约1000米以下。
幡状云(Virga)
特征:本质上,幡状云是正在降雨或降雪的云,但他们的降水并未到达地表。它的外观是带着拖尾的,就像触须一样悬在云块下方的水母。 -成 因:由降水在下降过程中蒸发形成。
图片:幡状云图片
天气影响:通常预示着即将有降水。
高度范围:低空,约1000米以下。
弧状云(Arcus)
特征:这种附属特征就像是暴风雨到来时云彩的前保险杠,又长又黑,沿着云彩前边的云底延伸出去,呈水平卷轴状或架状。只出现在浓积云、积雨云等凶猛的多单体风暴和超级单体风暴周围。
成因:由下沉气流和蒸发作用形成。
图片:弧状云图片
天气影响:通常预示着雷暴或强对流天气。
高度范围:低空,约1000米以下。
管状云(Tuba)
特征:管状云就像从风暴底部向下伸出的一根手指,它会将空气向上吸附到云彩中,保持云彩旺盛的纵向生长。如同一根水管。它预示的不是龙卷风,而是不那么凶猛的陆龙卷或水龙卷。
成因:由强烈的对流和旋转气流形成。
图片:管状云图片
天气影响:可能预示着龙卷风或强对流天气。
高度范围:低空,约1000米以下。
砧状云(Anvil)
特征:它是积雨云的一部分,是暴风雨到来前云彩最典型的特征,冰晶在云的顶部形成巨大的顶篷,通常绵延数百平方英里。云体顶部似乎碰到了看不见的天花板,于是不得不向四周铺开。
成因:由强烈的对流和冰晶形成。
图片:砧状云图片
天气影响:通常预示着雷暴或强对流天气。
高度范围:高空,约6000米以上。
其他云
山帽云(Cap Cloud)和旗云(Banner Cloud)
特征:虽然两者的形成方式稍有不同,但他们的共同特点是都悬在山顶周围。山帽云看上去像一顶小瓜皮帽,而旗云看上去像旗。
成因:由气流在山脉或其他地形阻挡后形成的波动气流中形成。
天气影响:山帽云可带来降水,但很少见。
高度范围:在山顶周围和上方。
开尔文-亥姆霍兹波(Kelvin-Helmholtz Wave)
特征:看上去就像岸边破碎的巨大海浪。
成因:由风切变引起。
图片:开尔文-亥姆霍兹波图片
雾和霭(Fog and Haze)
航迹云(Contrail)
特征:当大气足够冷,也足够潮湿时,飞机尾气形成凝结尾迹,在天空中画出白色长斜线。耗散尾迹与航迹云相反,是飞机穿过云层时在云中切出的一道缝。
成因:由飞机尾气中的水汽凝结形成。
图片:航迹云图片
天气影响:无降雨。
高度范围:8500-12000米。
火积云(Pyrocumulus)
特征:当发生森林火灾时,上升的空气柱会形成深灰色云彩,它们被称为火积云,有时也叫”烟云”。
成因:由火灾产生的热量和上升气流形成。
图片:火积云图片
天气影响:如果云彩在火山或森林火灾上空生长得很大,可能会引起降雨。
高度范围:0-1500米。
滚轴云(Roll Cloud)
特征:呈现为又长又低的管子形,具有非常光滑的表面,有时会显得相当粗糙。
成因:由局部气流的强烈旋转和下沉气流形成,通常出现在暴风雨前。
图片:滚轴云图片
雨幡洞云(Fallstreak Hole)
特征:中云族和高云族云层中脆弱的裂口,其下方悬吊着冰晶拖尾。
成因:由云层中的冰晶在特定条件下快速融化和蒸发形成。
图片:雨幡洞云图片
马蹄涡(Horse-shoe Vortex)
特征:很稀有,很短暂,只持续大约一分钟就蒸发掉了,形成于旋转气流区域中,呈新月状。
成因:由局部气流的强烈旋转形成,通常出现在暴风雨附近。
英文简称:HV
图片:马蹄涡图片
钻石尘(Diamond Dust)
特征:由冰晶组成,通常在寒冷天气中出现,冰晶在空中闪烁。
成因:由空气中的水汽在低温下直接凝华成冰晶形成。
英文简称:DD
图片:钻石尘图片
夜光云(Noctilucent Cloud)
特征:比普通云更高,通常呈现为微妙的涟漪或波浪状,颜色为蓝白色。
成因:由高层大气中的冰晶反射太阳光形成,通常出现在夏季的高纬度地区。
英文简称:NC
图片:夜光云图片
贝母云(Nacreous Cloud)
特征:形成于平流层,当太阳刚刚落下地平线时,云层散射太阳光,呈现出彩虹般的色调。
成因:由平流层中的冰晶和硫酸盐颗粒散射阳光形成。
英文简称:NC
图片:贝母云图片
云的光学现象
虹彩云(Iridescent Cloud)
特征:当太阳光或月光穿过薄云时呈现出的柔和彩带般的美丽效果。
成因:由光线在云层中发生衍射形成。
图片:虹彩云图片
华(Corona)
特征:蓝白色的明亮光盘,外边缘红润,周围环绕着一圈一圈的虹彩色。
成因:由光线在云中颗粒周围发生衍射形成。
图片:华图片
曙暮光条(Crepuscular Rays, CR)
特征:微小的大气颗粒太少,不足以呈现为云,却足以散射太阳光,把光的路径显现出来,像用手指挡住手电筒光一样,云彩的影子会映衬出光线的边缘。
成因:由太阳光在大气中被散射和遮挡形成,通常出现在日出或日落时。
图片:曙暮光条图片
宝光(Brocken Spectre,BS)
特征:当太阳正位于你身后,将你的影子投射到云层上时,才能看见宝光,像是影子周围的一系列彩虹环,由云滴反射、折射和衍射太阳光形成。
成因:由阳光通过云滴的衍射和反射形成,通常出现在高山或云雾环境中。
图片:宝光图片
彩虹(Rainbow,RB)
特征:有太阳时的任意降雨会出现彩虹。除了主虹之外,还会出现一条更大但颜色更淡的虹,也叫做霓,两者之间较暗的天空被称为亚里山大暗带。
成因:由阳光通过雨滴的折射、反射和再折射形成。
图片:彩虹图片
云虹/雾虹(Cloudbow/Fogbow,CB/FB)
22度晕(22° Halo,22H)
特征:晕现象中最为常见,当太阳光折射高云组云彩中的冰晶时,会出现22度晕。它看起来像是围绕太阳或月亮的一个大圆环,内边缘通常有淡红色。
成因:由阳光或月光通过高云中的冰晶折射形成。
图片:22度晕图片
日柱(Sun Pillar,SP)
特征:当低空的太阳照射过冰晶云时,太阳的上方和下方会出现一道竖直的光条。
成因:由阳光通过大气中的冰晶反射形成,通常出现在日出或日落时。
图片:日柱图片
幻日(Sun Dog,SD)
特征:也被称为“假日”,是太阳的一侧或两侧出现的大光点,高度与太阳齐平,有着面朝太阳的红边和背离太阳的蓝白色拖尾。
成因:由阳光通过高云中的冰晶折射形成。
图片:幻日图片
环顶天弧(Circumhorizontal Arc,CHA)
特征:一种晕现象,看上去就像天空中的彩色笑脸,状如倒着的彩虹。
成因:由阳光通过高云中的冰晶折射形成,通常与幻日同时出现。
图片:环顶天弧图片