地面看云和卫星看云


传统上的云分类牵涉到云的高度、分布与形状。地面测站的云类观测受到视点的限制,当低云覆盖量高时,便无法进行中、高云的观测。而从卫星看云则只能看到云的顶部,也无法完整了解云下的状态。

基本上,低云族在红外线卫星云图中看起来温度比高云族温度较高,颜色比较偏向灰黑色,而高云族在红外线卫星云图中顶部看起来温度低且较亮。但是在可见光卫星云图中亮度的意义完全不同,低云族所伴随的云滴量多,在可见光频道的散射作用,使低云在云图中的亮度高,但是除非是深厚的对流云,卷云类的高云所含冰晶的散射作用有限,在可见光卫星云图并不明显。

以下分别针对低、高云族的观测进行说明:

低云族
层云(stratus clouds)和积云(cumulus clouds)是最常见的两种低云族,但它们分别是由非常不同的机制形成的云。

积云
当空气块由阳光加热以至于上升速度高过于周边大气时积云就常常发展起来,这个过程一般称为对流(convection),到达大气的某一定高度空气冷却水气开始凝结并发展成云。

地面看积云:对流积云形成后看起来像是蓬鬆的棉花团

地面看云和卫星看云卫星看积云:可见光卫星云图可以轻易由其崎岖不平的外形分辨出积云,在红外线云图中比较没有图样特徵可分辨,但每一对流形成的云朵之间有固定的空隙

地面看云和卫星看云

可见光云图的积云(蓝色方块)

地面看云和卫星看云

红外线云图的积云

层云
层云通常发生在两个不同的气团接触后,暖湿的空气被迫抬升到冷而重的空气上方,因而引起水气的凝结而形成大片地毯状的云层。

地面看层云:看起来偏灰色、平坦像是连续延展的地毯

地面看云和卫星看云卫星看层云:层云主要特徵还是呈现连续性地毯状的外型,在可见光卫星云图中由于反射阳光而呈现白色,在红外线卫星云图中因属于低层云云顶的温度不高而呈现灰色。

地面看云和卫星看云

可见光卫星云图下的层云

地面看云和卫星看云

红外线卫星云图下的层云

高云族
我们将专注于两种高云族的云顶:积雨云和卷云,这两种云主要的差异在于积雨云的云底高度比卷云低很多。

卷云
卷云的高度极高温度极低主要由冰晶而非水滴所组成,通常是较暖的空气被抬升到大片较冷的空气上方而形成,坏天气来临前也常常出现卷云。

地面看卷云:呈现丝状且常有相同方向的排列,经常无法遮蔽整个天空。

地面看云和卫星看云

地面看卷云

卫星看卷云:由于卷云极薄因此无法反射太多阳光,即使他们是在很高层的天空中,在可见光云图中还是呈现灰色,而在红外线云图中,则因云顶极高且温度甚低而呈现非常明亮的样子。

地面看云和卫星看云

可见光卫星云图中的卷云

地面看云和卫星看云

红外线卫星云图中的卷云

积雨云
积雨云是一种由低层发展到高空的直展云,常带来雷雨。

地面看积雨云:积雨云由侧面看像是一个打铁的铁砧,具有高耸而且相对较窄的云身和云底,顶部则发展像一个蕈状头部,其 云底的高度有时很低,只有3~4000英尺(900~1200公尺),而出现铁砧状顶部时便已达对流层顶的高度,大约50000英尺(约15000公尺) 的高度了,这时常常是一个大风暴。

地面看云和卫星看云地面看积雨云

卫星看积雨云:强大的积雨云常常形成过高的云顶(有时会穿越对流层顶),由可见光云图上看来,常常是亮白色的,而且有时会投射阴影在其周围的云上,而在红外线云图中,由于高度最高且浓密,他们是所有云中最亮的白色。

地面看云和卫星看云

可见光云图中的积雨云

地面看云和卫星看云

红外线云图中的积雨云

参考资料:
http://cimss.ssec.wisc.edu/sage/meteorology/lesson3/concepts.html

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