[探云]带你看新云——拖更了30年,《国际云图》终于更新了!(长篇)
[多图]
1930年,第一版《国际云图(International Cloud Atlas,ICA)》正式出版。标志着大气中最忠实的指示者——云,终于有了自己的标准与规范,这为世界各地的气象工作者提供了一个较为统一的标准。
1939年,9年后,世界气象组织(WMO)对《国际云图》进行了一次修订,增加了序言。
1956年,又17年后,《国际云图》进行了第一次重大编辑(volume Ⅰ)。
1975年,《国际云图》又发布了新版。
1987年,进行了第二次重大编辑(volume Ⅱ)。
30年过去了,《国际云图》再未进行任何修订。
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一、新桃换旧符
进入二十一世纪,互联网的迅速发展,世界各地的气象工作者及爱好者有能力上传自己拍摄的更好,更清晰的云图。世界气象组织(WMO)认为,纸质版的《国际云图》的更新速度已经不再追的上潮流了,纸质版图片的可载有量远远不满足于现有的云图库,有必要将纸质版的云图全面更新为电子版。
于是,早在2015年,WMO通过官方通信渠道(网站、公告等)像世界各地征集修订新《国际云图》所需要的云图素材。
而2017年世界气象日的主题为——Understanding Clouds,WMO官译为观云识天。与这一主题相呼应,新版的《国际云图(电子版)》也一并发布了。与其说是电子版,不如说是在线的网页版比较贴切。
我更愿意相信,正是由于要发布新版《国际云图》,WMO才将今年的气象日定为与云相关的主题。
其中,WMO发布的新闻稿是这么描(cheng)述(zan)这一版的国际云图的:
New International Cloud Atlas: 19th century tradition, 21st century technology
新《国际云图》:融合了19世纪的传统和21世纪的技术(官译版本)
“新桃换旧符”:新版《国际云图》是传统与现代的融合。更何况,“旧桃符”已经贴了整整30年了。
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二、篙师识水痕
电子版的《国际云图》更新后,许多媒体都说此次更新增加了“十二种”云类。而事实上,在对比上一版《国际云图》与新版后,其实更新的内容远远不止这十二种。
暗潮已至,愿为篙师。
1、云的花式命名方式
云的命名方式可以分为云族、云属、云种。其中云种下可跟随许多的变种结构,而变种也可跟随很多的附属结构。于是,云的描述变为了 云种+A*变种+B*附属。A*B不为0。
例如,较为极端的一种情况就是
辐辏状漏光透光波状成层高积云(Altocumulus stratiformis undulatus perlucidus radiatus)
这里的高积云就是云种,辐辏状、漏光、透光、波状则为都变种结构,成层状则为云种,没有附属结构。
而
弧状降水性鬃积雨云(Cumulonimbus capillatus praecipitatio arcus)
这里的弧状、降水性(降水线迹or降水雨幡(与幡状相区别))就是附属结构,而鬃则是云种,没有变种。
以上图片及命名来源于1987年版《国际云图》
2、新版相关变化
对于最基层的云属来说,依旧维持着上个世纪及上上个世纪就归纳总结好的云属,这是云分类的根基,不会有太大的变化。而云种及变种的修订也较少,而变化最大的则是千变万化的附属结构了。
2.1 新的云种
Ⅰ、滚卷云 Volutus
Volutus的拉丁语原意为卷、翻滚(roll),由于卷云已经是一个云属,所以我觉得网译为滚卷是合适的。
卷滚云是一种长条状的管状云团,有一个水平的长轴,通常是沿着轴滚动前进。
要注意的是,滚卷云通常是独立的,这也是将其作为层级很高的云种的原因。它不是附属于其他云的结构。这要与上面提到的弧状云相区别。
滚卷云这一云种常常出现在层积云,少量出现在高积云中。
滚卷性层积云,Stratocumulus volutus(下图,后面如无说明,云图都是紧随名称的)
滚卷性高积云,Altocumulus volutus
注:上图除了是滚卷性高级云外,也是复高积云,滚卷性高积云上方层次存在有成层状的高积云。
一般滚卷云都出现在冷锋前部,上图滚卷性高积云就发生在冷锋前部、气压梯度力逐渐加大,大风逐渐靠近的空气压缩区内(高压后部),也就是箭头所指的方位,大约在澳大利亚南部、塔斯马尼亚北部海域。
2.2新的云变种
Ⅰ、乱云 intortus
这是卷云特有的变种,通常为毛卷云的变种。
乱云是比较常见的毛卷云变种,它的丝状结构非常不规则的弯曲,而且看起来以不可预测、反复无常的方式纠缠在一起。
乱卷云 Cirrus intortus
2.3新的附属云(附属结构)
附属结构是新版云图中更新最大的一部分,有的是以前就存在于国际云图,但直到最近才赋予其正式的拉丁名称。
Ⅰ、管状云/漏斗云 tuba
这是很久之前就存在于国际云图中,但云图没有赋予其正是的名称,而新版的国际云图终于将其作为正式的附属结构而承认。其实就是常见的龙卷风这一种天气现象,而造成龙卷的云是积雨云附属的管状云。
管状云或漏斗云是一云锥或倒云锥从云底突出,是强烈涡旋或湍流的象征。多见于积雨云,少部分见于积云。
管状积雨云 Cumulonimbu tuba
由于云图不全,并不能判别积雨云的其他结构。图中由管状积雨云造成的天气现象为龙卷风。
管状浓积云 Cumulus congestus tuba
箭头处即为管状浓积云,管状浓积云形成原因多为云下湍流强烈发展。
Ⅱ、糙面云 Asperitas
其实对观云稍有了解的小伙伴应该都知道糙面云这种云,这种云的确立需要感谢气象爱好者们的努力,正是由于他们提供的材料,这种云种才能被确立。糙面云由于其造型独特、持续时间短,而被认为是气象观测中的稀有品种,需要较好的运气才能观测到。
糙面云具有明显的、波浪状的云底结构。比波状云(变种云)更加混乱,波动通常也不在一个水平面上。糙面云在局部具有光滑的波状结构,有时波浪又被挤压到变成一个尖点。糙面云看上去就如同在浅海海底观察海面。通常见于层积云与高积云。
糙面层积云 Stratocumulus asperitas
这朵云形成于气旋的北部即将锢囚的冷锋前暖锋后,暖锋前部有一个较弱的高压脊存在,这种
条件利于空气抬升及挤压。
糙面蔽光成层层积云 Stratocumulus stratiformis opacus asperitas
糙面蔽光成层高积云 Altocumulus stratiformis opacus asperitas
上图中就有波浪被挤压形成的尖点结构。
糙面透光成层高积云 Altocumulus stratiformis translucidus asperitas
区别:
波状透光成层高积云 Altocumulus stratiformis translucidus undulatus
此云的波动还有组织性,暂时没有发生混乱和挤压的情况,但若继续发展,则可能形成糙面结构。
Ⅲ、波涛云/海浪云 Fluctus
波涛云的成因就是流体力学中著名的 开尔文-亥姆霍兹波,这是发生在两种密度不同流体上的不稳定现象。不仅会出现在云上,甚至在土星大气层中也有这种现象的发生。需要与波状云相区别。
以海浪状或卷曲状出现在云顶的一种短波浪云的形式,出现在卷云、高积云、层积云、层云,少量出现在积云中。
波涛状密卷云 Cirrus spissatus fluctus
由于卷云云高较高,波浪显得较小。
波涛状复蔽光成层高积云 Altocumulus stratiformis opacus duplicatus fluctus
高积云出现分层,分层中会出现逆温,所以复云是形成波涛云的极佳前提。
下图是较为明显的波涛性高积云 Altocumulus fluctus,在左侧无明显的波状结构且脱离云体的高积云的被称为(带)幡状(的)絮状高积云 Altocumulus floccus (with) virga。
波涛状层积云 Stratocumulus fluctus
层积云由于云高较低,且湍流发育较好,波涛结构较为明显,也最为壮观。下图也是波涛状层积云 Stratocumulus fluctus,有时这种云也被称为开尔文-亥姆霍兹波状云(Kelvin-Helmholz Wave Clouds)。
波涛状层云(海雾) Stratus fluctus
层云的雾状结构云顶性质与更高的大气明显不同,故也易形成波涛状结构,但通常由于层云面积广泛,地面通常难以观测到云顶。
波状碎积云 Cumulus fractus fluctus
积云由于云不稳定性较强,所以一般只在碎积云上出现波涛状结构(结构在箭头处,主体都是淡积云和中积云,远处还有高积云存在)
Ⅳ、云洞 Cavum
云洞作为气象十大未解之谜(十大是我乱说的),成因众说纷纭,认同度较高的合理解释为飞机穿过过冷水层,使过冷水成为冰晶并掉落形成空洞。
在过冷水云层中一个清晰的云孔或线,冰晶常从空洞处落下,随时间增加而增多。通常直接从下方观测为圆形,但稍远处观测通常为椭圆形。飞机穿越云层通常为线条状的空洞,大量的冰晶都从空洞中落下。常见于高积云、卷积云,少见于层积云。
飞机形成的云洞通常又被称为消散性尾迹。
云洞性透光漏光成层高积云 Altocumulus stratiformis perlucidus translucidus cavum
这种高积云云洞内外云的形状和性质完全不同:云洞外是液水云,云洞内是由冰晶组成类似卷云性质的云。
探空显示,形成中云的中层大气(红圈)温度稍低于0度(箭头线左侧),易处于过冷水状态。
云洞性波状成层状卷积云 Cirrocumulus stratiformis undulatus cavum
卷积云这种高云本身就由冰晶组成,且云洞不如高积云那么明显,经常会被忽略。圈内为云洞,箭头方向为冰晶下落的方向。
Ⅴ、墙云 Murus Ⅵ、尾云 Cauda
murus的拉丁原意为“墙”,而cauda的原意为“尾”。
至于为什么将这两种云放在一起讲呢,因为这两种云与大气中的强对流过程密切相关,大气对流性天气过程一般分为普通雷暴,多单体风暴,超级单体风暴。
而这两种云则与其中最为猛烈的,可以孕育大风、冰雹甚至龙卷的强风暴系统——超级单体风暴密切相关。而这两种云又是紧密相连但又有所区别的。
要了解这两种云的联系与区别,首先我们需要了解超级单体结构。
超级单体是一种结构复杂,持续时间较长的强风暴系统,简单来说:它的内部有一支最为强烈的斜向的旋转上升气流轴,还有一支与上升气流轴相对应的下沉气流,下沉气流冲向地面形成暴流,暴流一部分又重新进入上升气流轴,循环往复。正是如此,所以超级单体具有较长的生命周期。
这张图片上其实有很多东西可以去细说,篇幅问题,另开新篇说明~
(图片信息:Copyright 2013 Steven L . Horstmeyer)
在雷达图上观察超级单体的结构,可以发现呈现出明显的“钩状”,而其实紧贴钩状强回波(橙红白)四周回波较弱(黄绿蓝)的区域正是最强上升气流轴所在的区域,被称为“穹窿”结构,这片区域通常无降水现象的发生。
墙云 Murus 正是出现在穹窿结构的附近,且与钩状回波对应的龙卷密切相关。
是一个局地化,水平的,持久的云,经常从积雨云底部伸出,并孕育龙卷(管状云,tuba)。通常与超级单体风暴,偶见多单体风暴相关联,孕育在积雨云的无降水区,并揭示出强上升气流的位置。而有旋转和垂直发展的墙云通常会孕育出管状云(龙卷)。
尾云 cauda 则是从墙云中延伸而出,结构较不稳定,有活跃的上升运动发生。(区别于堡状云,尾云是一种依附于墙云的附属结构,墙云则是依附于积雨云的附属结构)
从超级单体主要降水区延伸到墙云所在区域,并依附于墙云的较低的、水平的云体(不是管状云),它依附于墙云,两者的云底通常处于同一高度。
通常发生在远离降水去且朝向墙云的方向,强烈的上升运动过程常常会被观测到。
墙状降水性积雨云 Cumulonimbus praecipitatio murus (flumen)
红圈部分为墙云,绿圈部分为发展的尾云,而蓝圈部分则是强上升气流轴所在的区域,被称为流入带 (inflow band (flumen))。
管状尾状墙状降水性鬃积雨云 Cumulonimbus capillatus praecipitatio murus cauda (flume) tuba
这是一个强风暴系统的标准配置A:有墙云和龙卷(紫色圈),有流入带(绿圈),有尾云(红圈),标准配置B则是带 弧状 arcus 结构的超级单体。
2.4 更新的特殊的附属云体
出了以上的附属结构更新之外,还有其他特殊的云体也被承认并赋予名称。
Ⅰ、火成云 Flammagenitus
由森林火灾、野火、火山喷发形成以及天然热源形成的含有水滴的云。
火成性浓积云 Cumulus congestus flammagenitus
下部发灰发暗的是烟尘,而上部则是由于上升气流水汽凝结形成的白亮色的云。
火成性砧状鬃积雨云 Cumulonimbus capillatus incus flammagenitus
这个积雨云来源于野火(紫圈内为火灾烟尘,也为云的发展提供了大量凝结核)
Ⅱ、瀑布云 cataractagenitus
在大型瀑布附近,由于水迅速下落,将附近空气也拖曳向下沉(重力拖曳),空气被拖下去,则必然有空气要补充,这就形成了上升运动。加之瀑布溅水和水滴蒸发可以提供水汽的初始凝结核及饱和条件,较弱的上升运动就能成云。
瀑布性中积云 Cumulus mediocris cataractagenitus
瀑布性碎层云 Stratus fractus cataractagenitus
(类比火成云,瀑布云可以称为水成云,但云本身就是由水滴冰晶组成的。。所以等于没说。不过,火成云和水成云都有了,是不是该有变质云了..还真有,下一个小节介绍)
Ⅲ、森林云(林烟)Silvagenitus
是由于植物冠层的蒸腾作用形成的云,可在森林(山区)、田野(梯田)、山坡处发现。但是由于蒸腾的水汽较少,空气的饱和度较差,林烟要在非常苛刻气象的条件下才有可能形成,而山坡的存在使得上升运动可以发生,如果有降水的话也会容易发现。
森林性碎层云 Stratus fractus silvagenitus
动图(不动点开/手机端查看原图/其他途径 查看原文/新标签页打开图片/等一会儿)
森林性碎层云 Stratus fractus silvagenitus
Ⅳ、人为衍生云 Homogenitus Ⅴ、人为转化云 Homomutatus
从名称就可以看出来,这两种是由于人类活动而产生的云。其中
衍生云是由于人为因素而直接形成的云。
而转化云是由于人类活动成云后,经过例如大风、切变形成了自然云。通常特指航迹云形成的卷云。
而在翻译时候可以忽略衍生和转化。
人为(衍生)性中积云 Cumulus mediocris homogenitus
人为(衍生)性积云 Cumulus homogenitus
这个积云是由于两个人在地上点火而形成的,有的时候人类对大气的影响其实并没有你想象的那么弱,但绝大多情况又比你想象的弱得多。(总感觉这里需要修改病句。。。)
人为(衍生)性卷云 Cirrus homogenitus ,航迹云 Aircraft condensation trails (contrails)
通常人为转化性云变化太快,所以一般不添加种、变种、其他衍生。
人为衍生性卷云(航迹)和人为转化性卷云 Cirrus homogenitus (contrails) and Cirrus homomutatus
较宽的卷云已经失去了航迹的特征,但是由航迹演变过来,故归类为人为转化性卷云。
2.5 “变质云”
在说瀑布云的时候,我就提到火成云、水成云都有了,是不是该有变质云了?而其实上面的人为云就是变质云的一种,而“变质云”实际上被称为母云和特种云(mother-clouds and special clouds)。
而这一版的国际云图将云的变化都列入了,具体来说就是
某种云+衍生性=衍生云
某种云+转化性=转化云
例如
I have a Cirrocumulus(卷积云),I have a genitus(衍生云) =cirrocumulogenitus(卷积云衍生性云)
卷积云衍生性钩卷云 Cirrus uncinus cirrocumulogenitus
紫色圈内即为由卷积云衍生的勾卷云,红色箭头处即为“钩”,橙色圈内为 波状堡状卷积云Cirrocumulus castellanus undulatus,黄圈内为幡状絮状卷积云 Cirrocumulus floccus virga,左下角蓝框内为高积云。
其实云种的转化及衍生的多样性远远的比某种云要来的多和复杂,这也是气象及云的魅力所在。
三、最后总结
上面写了这么多,大家估计要问,《国际云图》为什么要更新?更新这些云有社么意义呢?
1、回归到了云最原本的定义:悬浮在大气中的水滴、冰晶,并将云与天气现象相区分。
例如雾,作为天气现象时是雾,但单从云的角度来说,是云高为0的层云(云底高虽为0但云体也是悬浮在空气中的)。
再例如龙卷,作为天气现象观测时,为龙卷。但作为云观测时为管状云。
其实这样早有先例,降水就是这样:作为天气现象观测时为雨,而作为云观测时为雨层云。
2、强调了人类对大气的改变
就如图上面所说的,两个人在地面生火就会在天空中造出一朵云。而国际云图上次修订还是在30年前,而第一次定下云图的总体大纲还是在88年前。
几十年的时间里,飞机几乎飞遍了地球的每个角落,工业的痕迹如同野草般在各地生根发芽。单以航迹来说,作为卷云的航迹对于全球的辐射平衡有着不可估量的深远影响。
根据以往的观测模式,航迹云、工厂烟囱的云都不在观测之列,有时有航线经过的观测站,满天的航迹,观测者却要记录下云量为0。
《国际云图》的这次更新比上次更加重视了人类对云的影响。
3、更加重视云与云之间的演变过程
云的连续演变通常标志着天气的变化,对于将来大气的改变有重要的指示作用,而将云的演变(衍生云、转化云)更加普遍的放入云的定名中,是要鼓励观测者重视云的动态过程(演变),而不是仅仅着眼于静态。
(完)
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题图来源于 世界气象组织(WMO) 2017年为世界气象日提供的公开可供下载的宣传图册。
文中图片如无特殊注释,均来源于《国际云图》
感谢小伙伴: @gou wu 上次的提醒我《国际云图》更新了,然而当时并没有找到新版的下载链接,直到最近才发现原来整个网站就是新版的云图。
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相关链接
国际云图(英文)
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以下废话--
本想赶在4月底写完的,奈何越写越多。。本应该分成两篇比较好,不过想想写都写了干嘛分呢。。虽然分两篇能获得多一点的赞就是了。。
各位小伙伴们想想,《ICA》拖更了30年,这么一对比,我才拖更(划掉)更新周期才30多天,而且一更新就来波大的,一次看个够,我是不是很好!快夸我!
!勘误!
第一版国际云图实际上发布于1896年,而1930年是1896版国际云图的最后一个编辑版本(下面就是1956版了)。感谢评论区小伙伴 @果汁de果的提醒~