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[探云]夏季探云指南——积雨云篇

大气之象  · 知乎专栏  ·  · 2016-07-04 16:24

正文

Hi~各位小伙伴,探云指南又更新了,这次给大家介绍积雨云~

多图,请注意流量消耗。

这次吸取了上次经验并结合以小伙伴给的建议和意见,再一次优化了坐标式的标注法~

在前两篇的探云指南中,给大家介绍了 低云族 积云属 的成员(传送门: 上篇 | 下篇 ),而我在最后也说过,就像是毛虫结茧一样,结茧远远不是终点。同样的,浓积云也不是积状云蜕变的终点,当浓积云继续发展,形成强大到足够横贯几乎整个对流层的积雨云时, 积雨云属 似乎已经不太适合归类在低云族下了。此时,云被归类到了一个全新的族群中—— 直展云族 。今天的故事,就从积雨云属开始。

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一、鬃状积雨云

在前些日子(2016年6月10日),京城一场大雨过后,许多网友都拍到了金闪闪的云朵。就像下图的云朵一样,图片来源见水印。

这就是今天的主角—— 积雨云(Cumulonimbus) ,也就是许多气象人口中的 Cb云 。图中的积雨云出现了类似鬃毛一样的结构(A,1),这就是 鬃状积雨云(Cumulonimbus capillatus,Cb cap) 。而它的鬃毛结构是由于水滴在云内强大的上升气流托举下,抬升至冻结层以上形成细小的冰晶,出现了光滑柔顺的结构,这也被称为冰晶化,冰晶化也是积雨云发展旺盛的标志。

图中除了有积雨云母体存在外,周围还有 堡状层积云( Stratocumulus castellanus,St cast) 存在,它有类似于城墙或者城堡一样得到锯齿形结构(A,2),堡状层积云的出现意味着大气不稳,当它发展的时候通常标志着大气在失去稳定,有可能会有雷雨天气。


下图就是一个刚刚冰晶化的鬃积雨云(A,1),(B,2),由于拍摄时间太阳高度角较低,使得云体染上了一层晚霞色,显得十分壮观。

这是刊登在《国家地理杂志》上的一则鬃积雨云的摄影作品,冰晶化的鬃状部位呈现的丝绸样结构(B,1)十分明显。低层由于大风和水汽凝结的作用形成了 碎片状积雨云 (Cumulonimbus pannus/fractus),它带有残破像是被撕扯过的结构(A,3)。图中的闪电(A,2)为 云内闪电

下图中孤立的鬃积雨云,被称为 单体式雷暴 ,也可以看出鬃状结构(B,1),同时也可以看见 降水雨幡 (A,2),图中的闪电(B,2)为 云-地闪电 ,简称 地闪

与单体雷暴的升级版就被称为 传播式雷暴 ,例如下图中的3个雷暴单体(图片来源参见水印),在最开始的雷暴的鬃积雨云(C,2)进入衰亡期时,第二个雷暴的鬃积雨云(B,3)才刚刚成熟,第三个雷暴(A,4)却还处在浓积云的形态。这好像如同一个水波一样向前传播,这是一个 有组织的对流形式。 而有组织对流的另一种形式就是 多单体雷暴群 飑线 了。

而图中的鬃状结构(C,1)随着积雨云的消亡,会脱离母体,形成衍生云,它属于 高云族—卷云属。《 中国地面气象观测规范》将其称之为 伪卷云(Ci not) ,而国际分类则将卷云的修饰称之为 C umulonimbogenitus ,我自己将其翻译为 由积雨云衍生的 (欢迎小伙伴给我更好的翻译~),故为 积雨云衍生性卷云( Cirrus cumulonimbogenitus )。

随着积雨云体的进一步发展,可能会出现水平旋转的的气流,云体上也会有所表现(A,1),这是 垂直的涡管 存在的标志,而此时的雷暴系统也被称为 超级单体风暴 ,下图就是一个由鬃积雨云形成的超级单体风暴,它是强风暴系统的典型标志,旋转是它的重要特征,象征着中气旋的活动,而发展良好的中气旋则是龙卷之巢。所以超级单体一直是强风暴物理研究的重点之一。

在鬃积雨云发展的时候,如果云体上部存在逆温等现象,就会部分阻止气流的继续上升(在惯性的影响下,气块依旧会继续向上移动一段距离),大部分的云体则会水平扩展(摊大饼),如果存在环境风,大饼则会向着下风处延伸。这就形成了 砧状积雨云 (Cumulonimbus incus)。

下图就是两个砧状积雨云,第一个云体的砧状结构刚刚开始形成(A,1),第二个云体的砧状结构则比较明显(B,2)。


下图中巨大的砧状结构(A,1),与作为鬃积雨云的亚种,砧状积雨云的砧部同样也是冰晶化的,一旦脱离母体,就形成了伪卷云。(砧状积雨云的全称应为 砧状鬃积雨云[ Cumulonimbus capillatus incus ] ,命名法详见 如何描述一朵云





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