策划/党委宣传部、大气科学学院 特别鸣谢/孙力、王子谦、陈诗诗 责任编辑/刘嘉、韩青诺 大气科学学院学生主创/周明灏、张春燕、王钰琦、徐家炜、蒋雪蕾、谢经纬、李晓清 党委宣传部学生主创/吴滔、王颜、钟昊伦、陈辉 设计/吴海婷、董柏宏、蓝娟 封面摄影/贺军
“有形不累物,无迹去随风”是唐代诗人皎然对“云”的描写。漂浮不定的云瞬息万变,逗露着各种气象信息,留给我们无限遐想。 在奥门银河99905大气科学学院,有一群“观云识天”的年轻人,正孜孜以求、学以致用。在学院的支持下,他们成立了学院首个学术性组织“风云学术中心”,尝试用自己的专业知识,向大众普及大气现象背后的科学知识,服务学校和社会。 他们举办天气预报分析大赛,立足专业实际,通过培训与竞赛相结合的形式,对本科生的理论知识、基础天气预报和天气案例分析能力进行全面考察,以丰富知识储备,提升专业实践能力。 他们举办“气象节”系列活动,通过观摩省气象台天气会商、邀请专业教师和实务工作者作主题报告、参加各类专业志愿活动以及各种寓教于乐的专业主题手工制作,充分感受气象工作的魅力和意义,以培养专业兴趣,树立专业自信,增强专业责任感。 也许,他们抓不住任何一片无迹之云,但却可以带领我们追逐风云,回忆那些或晴或雨的天空。
大气科学学院气象学专业2013级本科生周明灏是这群年轻人里的优秀代表。今年8月,他即将毕业赴美国纽约州立大学攻读博士。 他从小醉心于追逐、观测台风,立志要从事大气科学研究。大自然最温柔和最狂野的瞬间,让他有了“最真切的归属感”。夏天追拍雷暴飑线,冬天跟踪降雪寒潮,这些都是他近年来专业实践的最好写照。2014年9月,周明灏曾与资深气象爱好者一起赴台风“海鸥”登陆地雷州半岛,模拟台风影响外场试验,连续三天追击观测,在风暴中心获取了珍贵的台风眼壁影像资料。 他创办了“99905银河官方追风足迹”公众号,和同学们一同坚持每天总结、分析,为师生提供最准确贴心的天气消息。2016年1月中旬,他准确预判1月下旬的强寒潮,撰写《极地涡旋南下:“超级寒潮”下周扫荡全国》一文。文章轻预报、重科普、大信息的模式得到大气科学学院院长董文杰的肯定,引发现象级科普传播,获全国权威媒体广泛转载。自此,他被公众所熟知,被称为“99905银河官方追风少年”。 学习成绩优异、早期投身科研、积极社会实践、热心气象科普……他不仅享受逐梦之乐,还将科学之美与众人分享,做科学知识的传播使者。 本期图志,我们就跟随“追风少年”和他的小伙伴们一同抬头仰望,领略校园上空那变幻莫测的云,感知不断求索的永恒的热情。
从直观的形状来看,云可以分成三类:一大团的积云、一大片的层云和纤维状的卷云。而在科学上,云的分类方法最早是由法国博物学家让-巴普蒂斯特·拉马克(Jean Lamarck)于1801年提出的。他把云分成冰晶云、块状云、层状云和降水云四大类,并用四个拉丁名表示,分别称为卷云(Cirrus)、积云(Cumulus)、层云(Stratus)和雨云(Nimbus)。 1929年,国际气象组织以英国科学家路克·何华特(Luke Howard)于1803年制定的分类法为基础,按云的形状、组成、形成原因等把云分为十大云属。而我国学者则根据这十大云属的云底高度,把它们划入三个云族:高云族(high clouds)、中云族(middle clouds)、低云族(low clouds)。 高云族的云,在中纬度地区,云底高度通常大于6000米,因而得称“高云”。高云包括卷云、卷层云和卷积云,它们都形成于对流层较冷的部分。在这一高度的水会凝固结晶,所以高云族的云都是由冰晶体所组成的。高云一般呈薄薄的纤维状,且多数会显得透明。 中云族是云的另外一个族类,包括高层云和高积云。在中纬度地区,中云族的云底高度通常在2500-6000米之间,由微小水滴、过冷水滴或者冰晶、雪晶混合而组成。 最后一个云族是低云族。低云多由微小水滴组成,厚的或垂直发展旺盛的低云的下部由微小水滴组成而中、上部是由微小水滴、过冷水滴和冰晶混合组成。低云的云底距地面高度较低,在中纬度地区一般低于2500米,它是随季节、天气条件和不同经纬度而有变化。低云族当中包括个体特征突出的积云、积雨云,接连连片的层云、雨层云,以及介于两者之间的层积云。层云云底接地则称之为“雾”。 云族之下分有云属,云属之下还各自细分为不同的云类。通过“族-属-类”的分类法,云被归入到29种具体的形态中。
天边云层明暗交织,和平女神像矗立于珠海校区海滨,静诉山海之间的动人传说。 卷云(Ci, Cirrus)属于高云族,它们具有丝缕状结构,柔丝般光泽,分离散乱。云体通常白色无暗影,呈丝条状、羽毛状、马尾状、钩状、团簇状、片状、砧状等。日出之前、日落之后,在阳光反射下,卷云常呈鲜明的黄色或橙色。云体厚密的部分会使得日月光显著减弱,甚至看不清日月轮廓。卷云见晕的机会比较少,即使出现,晕一般也不完整。在我国北方和西部高原地区,冬季卷云有时会下零星的雪。 密卷云(Ci dens, Cirrus densus)是卷云属下的一个云类,它是较厚的、成片的卷云,偶尔也呈絮状或者堡状。其云体中部由于较厚、常常有暗影,因而纤维结构不明显;但云体边缘部分的卷云特征即纤维状结构仍很明显。密卷云常常与落日余晖相呼应,共同构成一幅色彩艳丽的晚霞图景。最为奇妙的是,密卷云的纤维状结构能够很好地将阳光分层,从而形成朦胧、梦幻的视觉效果。
东校园行政楼上空钩卷云成列,轻盈舒展。 钩卷云(Ci unc, Cirrus uncinus)是卷云的另外一种云类。它形似逗点符号,云丝方向比较一致,云丝向上的一头有小簇或小钩。当天上出现钩卷云时,多数预示着阴雨天气即将到来,因而有“天上钩钩云,地上雨淋淋”一说。 (摄影/肖君兰)
广州的秋季,美丽异木棉盛放,高空的云淡而不疏,似絮、似鳞。 卷积云(Cc, Cirrocumulus)是高云族的另一个云属,其下只有一个同名的云类。它们是由鱼鳞状细小云块组成的云片或云层,有时部分云块也呈絮状、堡状或荚状,常排列成行或成群,犹如轻风拂过水面泛起的小波纹。其云体常呈白色无暗影,暗夜时为灰黑色,云块很薄,可透过日月光和较亮的星光。 卷积云可由卷云、卷层云演变而成。有时高积云也可演变为卷积云。谚语有云:“鱼鳞天,不雨也风颠”,其中“鱼鳞天”指的就是卷积云。卷积云的出现预示着高层大气层不稳定。如果卷积云持续地降低、增厚,则说明该地区很可能会出现大风大雨。 (摄影/刘嘉)
从日落的山后,一直延展到隐湖的上方,珠海校区这抹红云能令多少人为之陶醉驻足。 高积云(Ac, Altocumulus)属于中云族,其云块较小,轮廓分明,常呈球状或块状。云块有时孤立分散,有时成群成行,形似田垄或波浪。云块呈白色或灰色,中部较阴暗,云体透光程度差别很大,薄的部分可见日月轮廓,厚的部分往往令人无法辨清日月的位置。在薄的高积云上,常有环绕日月的彩虹,或颜色为外红内蓝的华环。此外,这种云还会偶尔导致降零星雨雪。 高积云都可与高层云、层积云、卷积云相互演变。它是中层大气不稳定的象征,高积云很有可能演变成积雨云,从而导致雷雨。在高积云中,荚状高积云(Ac lent, Altocumulus lenticularis)和堡状高积云(Ac cast, Altocumulus castellanus)造型奇特,较为罕见。 透光高积云(Ac tra, Altocumulus translucidus)是高积云属下的一个云类。其云块个体明显,排列较为整齐,云块之间有间隙,可见蓝天或上层云。即使无缝隙,大部分的云块也都比较明亮,还是能够辨别日月位置。透光高积云因形似鱼鳞,因而又被称为“鲤鱼斑”。透光高积云是短期晴天的象征,因而有“天上鲤鱼斑,明日晒谷不用翻”一说。 (摄影/杨艮)
闹市之中、珠水之畔,有一处静谧的所在。无论是康乐园的草坪,还是开阔的天空,总能引起人们无限的遐思。 积云性高积云(Ac cug, Altocumulus cumulogenitus)则是高积云的另一种云类,它由衰退的浓积云或者积雨云崩溃解体而成,云块大小不一致,顶部则具有积云块状的特征。它预示着天气趋于稳定,是好天气的象征。 (摄影/邱梓豪)
气象站在探测什么?已知的、未知的,今天的、明天的……天空里的云仿若一层薄纱,令日光也变得朦胧。 高层云(As, Altostratus)是中云族的一个云属,其云底呈均匀的幕状,常有条纹结构。其水平分布范围较广,常能够遮蔽全部天空,昼间呈浅灰色或者浅蓝色,夜间呈黑色。云层较薄部分,可以看到昏暗不清的日月轮廓,好像隔了一层毛玻璃。厚的高层云,则底部比较阴暗,看不到日月。由于云层厚度不一,各部分明暗程度也有所不同,但云底没有显著的起伏。 高层云可降连续或间歇性的雨、雪。即使有少数雨滴在下落时不断蒸发(或者冰晶在下降时不断升华),在云底形成丝缕状悬垂物,云底的条纹结构仍可分辨。高层云常由卷层云变厚或雨层云变薄而成,有时也可由蔽光高积云演变而成。在我国南方有时积雨云上部或中部延展,也能形成高层云。 透光高层云(As tra, Altostratus translucidus)是高层云的一种云类。它是较薄而均匀的云层,呈灰白色。透过云层可见模糊的日月轮廓。最为奇特的是,在有透光高层云的天气里,地面上的物体很难看到其影子。 (摄影/孙力)
雨声淅沥,珠海校区愈发显得空蒙。在这样的图景里,有较为厚重的雨层云,也有较为破碎的碎雨云。 雨层云(Ns, Nimbostratus)属于低云族,其云底呈均匀幕状,模糊不清,常伴随碎雨云,有时两者融为一体。水平分布范围很广,遮天蔽日,云层厚而呈现暗灰色,常有连续性雨雪。有时,云中雨滴在下落时不断蒸发(或者冰晶在下降时不断升华),从而在云底形成丝缕状悬垂物,即雨雪幡。雨层云多数由高层云变成,有时也可由蔽光高积云、蔽光层积云演变而成。 碎雨云(Fn, Fractonimbus)是雨层云属的一个云类。 碎雨云为低而破碎的云,呈灰色或暗灰色。它能不断滋生,形状多变,移动快。碎雨云最初是各自孤立分离的,后来可渐并合,常出现在降水时或降水前后的降水云层之下。随着上面云层降水的持续,云量增多,碎雨云也可以聚集成层。俗谚“江猪过河,大雨滂沱”中的“江猪”就是碎雨云。如果在夜晚看到像猪一样的小片小片云横跨过银河,明天或后天就很有可能会有一阵大雨。
校园弥漫在“雾气”之中,朦胧而迷幻——这是层云云底接地所形成的雾。换言之,层云与雾的区别仅在于云底接地与否,接地为雾,不接地则为层云。 层云(St, Stratus)为低而均匀的云层,像雾但不接地,常常笼罩山顶或较高的建筑物。昼间呈灰色或灰白色。夜间地面有灯光照映或者有积雪反光时,多呈白色或者淡红色;无灯光照映时呈黑色。层云除直接生成外,也可由雾层缓慢抬升或由层积云演变而来。可降毛毛雨,或者非常小的不透明白色冰粒,即米雪。 (摄影/周明灏)
云朵漂浮在珠海校区上空,白似雪,柔如絮。湖面竟能将此景隐约收入,仿佛藏着另一片天空——这便是隐湖之“隐”。画面中,大块的云朵即为淡积云,其间夹杂着的小朵破碎云絮则为碎积云。 淡积云和碎积云都属于积云属。积云(Cu, Cumulus)属于低云族,是由气块上升、水汽凝结而成。其云体像小山或土包,底部平坦而顶部凸起,凸起部分呈现弧形或者花椰菜形,云块之间互不相连,个体明显。云体被阳光照耀的部分洁白光亮,云底常呈灰色或深灰色。在我国高原和严寒地区,积云可由冰晶构成,云体有纤维结构,呈白色或者灰白色。 淡积云(Cu hum, Cumulus humilis)是一种扁平的积云,垂直发展不盛,水平宽度大于垂直厚度,从侧面看似小土包。其在阳光下呈白色,厚的云块中部有淡影,晴天常见,因而有“馒头云,天气晴”的说法。 而碎积云(Fc, fractocumulus)则是破碎的不规则的积云块(片),个体不大,中部稍有凸起,形状多变。
浓积云(Cu cong, Cumulus congestus)是一种浓厚的积云,顶部呈重叠的圆弧形凸起,很像花椰菜;垂直发展旺盛时,个体庞大臃肿,侧面看像小山和高塔。当浓积云位于天顶时,仅见巨大的块状底部,在阳光下边缘白而明亮。有时可产生阵性降水。谚语“黑云送日,不落今日落明日”中的“黑云”指的是早晨日将出时,在东边升起的形如山的云,即为浓积云。如果浓积云“托出”太阳,则很可能会有强对流性雷阵雨;如果即刻没有下雨,那么明天本地也很有可能会有雨。 (摄影/阮天明)
层积云(Sc, Stratocumulus)属于低云族,其云体呈块状、团状、片状或者条状,云块较大。有时孤立分散,有时漫布全天,能成行成群或波状排列。层积云常呈灰色、灰白色,常有若干部分比较灰暗。云层各部分透光程度差别很大,薄的部分能看出日月轮廓,厚的部分难辨日月位置。层积云有时可降雨、雪,通常量较小。 除直接生成外,层积云也可由高积云、层云、雨层云演变而来,或由积云、积雨云扩展或平衍而成。在层积云中,荚状层积云(Sc lent, Stratocumulus lenticularis)和堡状层积云(Sc cast, Stratocumulus castellanus)形成条件特殊,比较少见。 透光层积云(Sc tra, Stratocumulus translucidus)是层积云下的一个云类。其云层较薄,云块排列较为整齐,云块之间有明显的缝隙,可见蓝天或上层云。即使无缝隙,大部分云块也比较明亮,人能透过云层辨别日月位置。 (摄影/蒋雪蕾)
傍晚,下课铃响起,晚霞是对学生们苦读一天的美丽馈赠。定格画面中,夕阳在中,被照得最亮的是淡积云,淡积云左侧的絮状云是碎积云,大片淡灰色的云层则是积云性层积云。 积云性层积云(Sc cug, Stratocumulus cumulogenitus)是积层云属的另一类云。积云、积雨云因上面有稳定气层而扩展或云顶下塌平衍,从而形成积云性层积云。它多呈灰色条状,顶部常有积云特征。在傍晚,积云性层积云有时也可以不经过积云阶段直接形成。积云性层积云通常与降水有关。
暴雨如瀑奔流,势不可挡。其上盘亘着鬃积雨云,它属于积雨云属。 低云族还有一个云属是积雨云(Cb, Cumulonimbus)。其云体浓厚庞大,垂直发展极盛,远看很像耸立的高山。顶部具有纤维结构,有时平衍呈马鬃状或者铁砧状;云底混乱,常呈悬球状、滚轴状或弧状,多呈铅黑色;云下常伴随低而破碎的云。积雨云布满天空时,天空非常阴暗,并常伴有雷暴、降水或者冰雹。积雨云有时会产生具有强烈对流、且风向风速有剧烈变动的天气变化带,即飑线。同时,常伴有风和气压等气象要素的快速显著变化,甚至偶尔伴有龙卷风。 我国高原地区气温很低时,积雨云云体可全部由冰晶构成,呈纤维结构,颜色灰白。积雨云与雨层云同样常伴随降水,两者区别是:积雨云雨下的时间短,但是很猛;雨层云时间长,但下得没有积雨云那么猛烈。 鬃积雨云(Cb cap, Cumulonimbus capillatus)则是积雨云发展的成熟阶段,云顶有明显的纤维结构,且扩展成马鬃状或者铁砧状。鬃积雨云的云体水平分布范围较广,往往不见云顶,只见云底。其云底十分混乱,有时和雨层云十分相似。 (摄影/孙力)
校园的上方常有飞机飞过。不经意间抬头,也许就会看到一两条美丽的痕迹。这就是我们常见的“飞机云”,又被称作凝结尾迹(contrail)。它是指喷射飞机在高空划过时所形成的细长而稀薄的云,并不在29种云类之列。当炙热的引擎排出的气体在空气中冷却时,它们可能凝结形成一片由微小水滴构成的云。如果空气温度足够低的话,飞机云也可能由微小的冰晶构成。 【本期所采用部分照片作者信息遗失,请作者与编辑联系补充,邮箱news_sysu@qq.com】