雲系

雲系是指具有一定型式並持續一定時段的雲區。其伴隨著同一天氣系統而出現的各種雲組成的體系。例如，暖鋒到來時．往往先有捲雲、卷層雲出現，以後陸續出現高層雲、雨層雲等。這一系列的雲，組成了暖鋒雲系。注意雲系的變化，有助於天氣預報。

基本介紹

• 中文名：雲系
• 外文名：cloudsystem
• 特點：具有一定型式並持續一定時段
• 屬性：雲區。

定義

雲系是指具有一定型式並持續一定時段的雲區，也指伴隨著同一天氣系統而出現的各種雲組成的體系。

雲系伴隨天氣系統的移動與發展而先後出現的雲的系列。不同天氣系統有不同的雲系，如冷鋒雲系、暖鋒雲系、颱風雲系等。典型的暖鋒雲系，其先後順序為捲雲、卷層雲、高層雲、雨層雲等。某種雲系的先後出現，預示著某種天氣系統的來臨。

內容

從雲圖上識別各種雲是利用衛星雲圖分析預報天氣特別是暴雨的基礎。在暴雨雲系形成和發展過程中，常伴有其他類型的雲系出現。識別雲和雲系是氣象衛星圖像資料在天氣分析預報中不可缺少的一部分。在作具體的雲分析時，通常是根據云圖上雲或雲區的範圍大小、型式、邊界形狀、色調、暗影和紋理等基本特徵來識別的。從雲圖上識別各種雲的主要依據有以下幾個方面：

結構型式

是指由於光的強度不同，反射或發射輻射所造成的不同明暗程度的物體分散式樣，這些物象呈有組織分布或散亂分布，即其有一定的結構型式。比如，在衛星雲圖上，鋒面急流、赤道輻合帶的雲系從帶狀，氣旋（颱風）呈渦旋狀，冬季洋面冷鋒後的積狀雲呈細胞狀。雲的結構型式可以幫助我們了解大氣物理過程和識別雲的種類：如細胞狀雲是冷空氣從陸地到達暖洋面變性造成的，這種雲系主要由積狀雲組成。

範圍大小

不同種類的雲系表現的雲圖範圍不同。例如，與天氣尺度系統相聯繫的高雲、高積雲和捲雲，分布範圍廣，可達幾千公里以上；與中小尺度系統相聯繫的積狀雲，範圍從幾十公里至幾百公里；與地形有關的雲系分布與地形範圍一致。根據云的形式和尺度大小，可以推測雲形成的物理特徵。還可以根據云圖上捲雲線的走向判斷對流層上部的風向；根據急流雲帶的走向，到斷低空西南風的角度等等。

邊界形狀

要識別不同種類的雲，邊界形狀是重要依據。雲系的邊界有直線、彎曲、光滑和不整齊現象等。如果雲這邊界呈氣旋性彎曲，表示雲的邊界向有凹；若雲區邊界呈反氣旋彎曲，表示雲系邊界向北凸起。比如，冷鋒雲帶一般後邊界清楚，呈氣旋性彎曲；高空急流雲帶則呈反氣旋性彎曲。

亮度

指物體的明暗程度。在可見光雲圖上雲越厚，反照率越大，色調越明亮。在一定太陽高度角下，同種厚度的雲，水滴的雲比冰品組成的雲要亮些。在雲圖上，水面的色調與表面的光滑程度、含鹽量、水的混濁度和水層深淺有關。光滑的水面一般為黑色，水層愈淺，水愈混濁，其色調愈淺。

暗影

在一定的太陽高度角下，由於雲頂高度不一，高雲在低雲或色調淺些的表面上的投影區，使形成雲圖上的暗影。暗影可以出現在雲區里或雲區邊界上，表現為一些細的暗線或斑點。暗影的寬度和位置決定於雲頂高度和太陽光的來向。如果雲頂很高，太陽高度角又很低，則暗影較明顯；太陽光的來向決定於衛星觀測的時間，上午觀測的雲圖，暗影出現在雲區西邊界；下午的雲圖則出現在雲區東邊界。從暗影上，可以分析雲系的垂直結構，雲頂較高的暴雨雲系一般都會有暗影。但是，暗影只能在可見光雲圖上看到。

紋理

紋理表示雲頂表面粗糙程度。雲的種類、厚度不一，雲的紋理也不相同。如果雲的紋理光滑、均勻。表示雲頂高度和厚度相差很小；如果雲的紋理為皺紋或斑點，則表示雲的表面多起伏或厚度不一；如果雲的紋理呈纖維狀，則是捲雲的特徵。

雲系的分類

根據云的外形可以將雲分成三個主要類別，即積狀雲、層狀雲和卷狀雲。積狀雲反映了大氣不穩定度變化的程度，對它們的識別是通過帶狀、細胞狀或波狀雲型以及通過形狀不規則雲素的大小變化來實現的。層狀雲包括厚的霧、層雲、高層雲和雨層雲，並且一般與穩定的大氣相聯繫，它們的雲型光滑但缺乏組織結構J卷狀雲是通過清楚的纖維狀紋理和有時候出現的條紋狀來識別的。

大尺度雲系的形態多種多樣，有帶狀、渦旋狀、逗點狀、葉狀、細胞狀、波紋狀等。這些特徵性雲塑與天氣系統相關。分析這些雲系便能識別各類天氣。

帶狀雲系

帶狀雲系的長寬比至少為4：1。當寬度大於一個緯距時稱作雲帶，小於一個緯距時稱作雲線。

鋒面雲系

鋒面是指冷暖氣團之間的一個朝冷側傾斜的交界面。鋒面所對應的雲系稱為鋒面雲系，通常表現為雲帶。鋒面雲系常見的有兩種：冷鋒雲系和暖鋒雲系。

冷鋒雲系

冷鋒在我國活動範圍甚廣，幾乎遍及全國，尤其在冬半年，北方地區更為常見，它是影響我國天氣的最重要的天氣系統之一。冬季我國大陸上空氣乾燥，冷鋒大多從蘇聯、蒙古進入我國西北地區，然後南下，從西伯利亞帶來的冷空氣與。

冷鋒雲系

當地較暖的空氣相遇，在鋒面上很少形成降水，所以，冬季寒潮冷鋒過境時，只形成大風降溫天氣。冬季時多二型冷鋒，影響範圍可達華南，但移到長江流域和華南地區後，常常轉變為一型冷鋒或準靜止鋒。夏季時多一型冷鋒，影響範圍較小，一般只達黃河流域，我國北方夏季雷陣雨天氣和冷鋒活動有很大的關係。

暖鋒雲系

層結穩定的暖空氣在鋒面上緩慢滑升，絕熱冷卻而形成捲雲，卷層雲，高層雲、雨層雲，排列規則，通常稱為暖鋒雲系，雲底大體與鋒面斜度符合，雲頂近於水平。離鋒線最遠的捲雲和卷層雲，厚度最薄，由冰晶組成；中部為高層雲，厚度逐漸增厚，頂部多為冰晶組成，主體部分為冰晶和過冷卻水滴共同組成；靠近鋒線的雨層雲的厚度最大，其頂部由冰晶組成，中部為過冷卻水和冰晶組成，下部由水滴組成。

暖鋒雲系

成因

當暖氣團前進，冷氣團後退，這時形成的鋒面為"暖鋒"。暖鋒的坡度很小，約為1/150。由於暖空氣一般都含有比較多的水汽，且又是起主導作用，主動上升前進，在冷氣團之上慢慢地向上滑升可以達到很高的高度，暖空氣在上升過程中絕熱冷卻，達到凝結高度後，在鋒面上便產生雲系。如果暖空氣滑升的高度足夠高，水汽又比較充沛時，暖鋒上常常出現廣闊的、系統的層狀雲系。雲系序列為：捲雲(Ci)，卷層雲(Cs)，高層雲(As)，雨層雲(Ns)。雲層的厚度視暖空氣上升的高度而異，一般情況下可達幾公里，厚者可達對流層頂，而且愈接近地面鋒線雲層愈厚。暖鋒降水主要發生在雨層雲內，是連續性降水，降水寬度隨鋒面坡度大小而有變化，一般約300-400公里。暖鋒雲系有時因為空氣濕度和垂直速度分布不均勻而造成不連續，可能出現幾十公里，甚至幾百公里的無雲空隙 　
在暖鋒鋒下的冷氣團中，由於空氣比較潮濕，在氣流輻合作用和湍流作用下，常產生層積雲和積雲。如果從鋒上暖空氣中降下的雨滴在冷氣團內發生蒸發，使冷氣團中水汽含量增多，達到飽和時，會產生碎積雲和碎層雲。如果這種飽和凝結現象出現在鋒線附近的地面層時，將形成鋒面霧。以上是暖鋒天氣的一般情況，但是在夏季暖空氣不穩定時，也可能出現積雨雲、雷雨等陣性降水。在春季暖氣團中水汽含量很少時，則僅僅出現一些高雲，很少有降水。
明顯的暖鋒在我國出現得較少，大多伴隨著氣旋出現。春秋季一般出現在江淮流域和東北地區，夏季多出現在黃河流域。

渦旋雲系

渦旋雲系：衛星雲圖上顯示的一條或幾條旋向同一中心的雲帶。在發展完整的溫帶氣旋和颱風中，雲系的螺旋狀結構很明顯。有時將衛星雲圖上顯示的螺旋狀結構不明顯只成一片近似圓形的密蔽雲區，也稱螺旋雲系。指旋向同一中心的雲帶的總稱。

渦旋雲系具有螺旋雲帶和中心，或表現為近乎圓形的密蔽雲區。大尺度渦旋雲系水平尺度從幾百至幾千千米不等。中小尺度渦旋雲系從幾十至幾百千米。典型大尺度渦旋雲系天氣系統有溫帶氣旋和熱帶氣旋。溫帶氣旋的初生階段常與葉狀雲系有關；發展階段表現為葉狀雲型向逗點狀雲型轉變；隨著氣旋的發展，冷鋒雲帶顯著增強，雲系出現典型的螺旋結構，表明溫帶氣旋已經發展到成熟階段；氣旋發展到消亡階段時，螺旋雲區與冷鋒雲帶斷裂，整個氣旋雲系是不連續的。

反氣旋雲系

海面上的反氣旋在雲圖上通常表現為細胞狀雲，毛要是由於冷空氣受到下墊面加熱而形成的。細胞狀雲系具兩種形態：開口細胞狀人系中間無雲，四周有雲，主要由積雲，濃積石組成；閉口細胞狀雲系中央有雲，四周無雲或少雲。主要由層積雲組成。

急流雲系

急流是水平尺度在2000km以上強而窄的氣流，且為溫度急劇變化帶。急流一般分為高空急流和低空急流。高空急流通常指200~300hPa之間。風速超過30m/s的強風速帶；低空急流則是指850~925hPa之間。水平風速超過12m/s的強風速帶。在衛星雲圖上，一般能看到高空急流，看不到低空急流。

按形態和結構特徵，急流又可分三種。管狀急流在200~300hPa的高度上，急流帶中內嵌多箇中小尺度的急流核，具有線狀的特徵，且雲系不隨時間變化產生旋轉；正渦度平流型急流的最大風速軸呈氣旋性彎曲；負渦度平流型急流的最大風速呈反氣旋性彎曲。觀察急流最有利工具是水汽圖像。

梅雨雲系

利用GOES-9紅外雲圖和NCEP/NCAR 1°×1°再分析資料,分析了2003年6月29日~7月12日長江中下游一次典型梅雨期間暴雨系統的雲系成員及其相互作用。結果表明:(1)梅雨暴雨系統的雲系成員主要有四個,它們是梅雨鋒雲系、西風帶短波槽雲系、青藏高原東移擾動雲系和季風雲涌。這些雲系成員都可以影響到梅雨鋒雲系的形狀和強度,對梅雨鋒雲系的建立或重建都起到重要的作用。(2)梅雨雲系成員是相應的天氣系統相互作用的產物,副熱帶高壓決定梅雨鋒雲系的位置,因此也決定了暴雨發生的區域。適當強度的高空槽可以誘生梅雨氣旋,產生鋒面氣旋暴雨。高原東移擾動雲系如果受高原槽的引導可以移出高原,同時也誘生西南低渦。

運用

雲系人工增雨潛力的大小是判斷是否作業的最為重要的科學依據。但是，目前中國還沒有一套比較完整的綜合判斷雲系人工增雨潛力的評估方法。自然降水形成過程是個複雜的科學問題，因此判斷人工增雨潛力也是一個非常複雜的科學問題。在分析雲體的垂直結構、降水機制、水汽厚度、冰面過飽和水汽量、雲水厚度、過冷水含量、冰晶濃度、降水效率(凝結水降水效率和凝華水降水效率)等潛力要素基礎上，獲得了新的潛力要素,例如“催化供給”雲結構、降水機制、冰面過飽和水汽量,並提出了定性綜合判斷雲系人工增雨潛力思路。