书城自然天气:喜怒无常的天气
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第3章 五大诡异云朵

荚状云

因其形状像一块凸透镜,在气象学上一般被称为凸透镜云,中文则为荚状云。这是一种高层小卷积云现象,是正常的大气现象,不过表现得较为极端。

在大陆副热带高压的控制下,虽然天空晴朗,但在高空,局部不均匀的冷热和水汽,常会发生小范围水汽冷凝成云现象,遇到相对较暖气流会马上消失。很多不明飞行物就是荚状云,即所谓飞碟云。

荚状高积云,云体中间厚边缘薄,云体中间呈暗灰色,边缘呈白色,轮廓分明,一般呈豆荚或椭圆形,孤立分散在天空。每当荚状云遮挡日、月光线时,即出现美丽的虹彩。

荚状云的成因多是由于空气流经山丘,受地形作用影响,空气被抬升至大气上方,气流在山丘后方以波浪状推进,在波峰上空气中的水分凝结成云,经过一段时间的积聚,便形成一层层像由大小不同的头盔堆叠而成的荚状云。

而另一种产生荚状云的原因是因为大气中局部上升气流和下降气流汇合而成所致。上升气流绝热冷却形成的云,遇到上方下降气流的阻挡时,云体不仅不能继续向上升展,而且其边缘部分因下降气流增温的结果,有蒸发变薄现象,故呈荚状,气流越山时,在山后引起空气的波动,也可形成荚状。

荚状云如果孤立出现,无其他云系相配合,多预示晴天,农谚有“天上豆荚云,地上晒煞人”。荚状高积云是山地影响气流形成的驻波作用下而生成,多出现在晴朗有风的天气。

乳房云

乳房云的出现通常预示着暴风雨天气的降临,世界各地经常出现这种奇异的气候现象。美国加州大学圣克鲁兹分校物理学家帕特里克称:“这种云彩的外形看起来很奇怪,如同一个个袋子挂在天空一样。”

科学家们对乳房云的形成也做过一定的研究。美国国家大气研究中心的云物理学家丹尼尔·布雷德指出,空气的浮力和对流是乳房云形成的关键。乳房云实际是一种颠倒的气流,在下降气流当中温度较冷的空气与上升气流中温度较暖的空气相遇,就会形成一个个像袋子形状的乳状形云。

乳房云之所以如此平坦均匀是因为其下方的热结构非常独特。在每一朵乳房云中,气温的下降和云朵的重量增加是成正比的,也就是所谓的“气温直减率”,最终两者将达到一个稳定的状态。换句话说,如果你将一个温度较温暖的气泡放在乳房云的某个地方,它根本不会上升或者下降,因为云彩中没有热量流动。这种独特的热结构通常是雷暴天气所特有的。

管道层积云

它还有一个优雅的名字叫“晨暮之光”。每年秋天,澳大利亚昆士兰州伯克顿镇上空都会出现这些长长的管状云,最长可以延伸至约966千米,移动的时速最快可达56千米,即使在无风的天气里也可能给飞机制造麻烦。

关于这种神秘云彩的形成原因,之前一直未能有人给出确切的答案。德国慕尼黑大学的气象学家罗杰·斯密斯在经过长期研究后揭开了管状云的神秘面纱。

晨暮之光现象是昆士兰州约克角半岛附近大海和陆地所形成的独特地理位置而产生的一种特殊的气候构造。

每到秋天,来自东部的信风在白天将海风吹过半岛,这股风向在深夜又会遇到来自西海岸的海风,两股海风碰撞之后会产生波状扰动,然后转向西南方运动进入内陆,这是晨暮之光形成的很重要的原因。

接下来,当潮湿的海洋空气在早晨升起后遇到进入内陆的海风,空气因此冷却凝结形成一条管状的云彩,这就是晨暮之光。因海风进入内陆的次数不同,形成管状云彩的个数也不同。

贝母云

在较高的纬度地区,在距地面20000米至30000米的平流层内,有时可见到一种很高的云,叫贝母云,也叫珍珠云。它出现的地方一般都在南北向山脉的背风方,外形呈明显的波状或荚状,可见多由空气波动而成,可维持数天。

在白天,它看上去像薄卷云,但在日出日落时,它有蚌壳内部那种光泽,非常明亮,并以光谱中所有的颜色接连转变。贝母云的色彩有时十分鲜艳,以致地面雪层也被照映成为彩色的。这种彩色是由云中粒子的衍射产生的,这些粒子十分均匀而微小,直径为2微米至3微米。但这些质点究竟是尘埃还是水汽凝结物,尚无定论。

珠母云

澳大利亚气象学家说,澳大利亚位于南极洲的莫森科考站上空最近形成了一块极为罕见的珠母云。这块云团形成于2011年7月25日,当时云层处的大气温度极低。

珠母云只在处于冬季的极地地区出现,其形成条件包括大气气温降到零下80摄氏度以下。根据一个天气探测气球获得的数据,这次珠母云现象出现时,当时的大气气温为零下87摄氏度。

珠母云通常形成于极地地区上空,位于距离地面超过10000米的平流层。日落时分,霞光穿过云层,折射出五彩斑斓的颜色,使这块云彩犹如产珍珠的贝壳一般,场面十分壮观。

“令人称奇的是,这一高度的风速接近每小时230千米。”贝克说。澳大利亚的南极气象专家安德鲁·克勒科茨克说,珠母云虽然罕见,但它可能会造成长远影响。

“这些云团并非只是奇观而已,”克勒科茨克说,“它们反映出大气层中的极端情形,并可能引起导致臭氧层破坏的化学改变。”

珠母云以前叫贝母云。多出现在高纬地区离地20000米至30000米的高空,厚约2000米至3000米,挪威和阿拉斯加常见。云体具有珍珠般光泽,透光如卷云。它又伴有较淡的紫、蓝、红、黄等近乎同心排列的光弧,犹如阳光下贝壳闪耀的色带,鲜艳夺目、十分养眼。

在高纬平流层底,大气温度约为零下53摄氏度,向上温度增加,因而在平流层下部自20000米至30000米向上,逆温有加强的趋势,有利于大气凝结核的聚集。若该处同时有充分的水汽,凝华成珠母云是可能的。但是,那里的水汽从何而来?尚待研究。

延伸读阅

人们有时会在天空中发现诡异的云团,被称作穿洞云,形状犹如科幻大片《独立日》中外星飞船入侵地球时的场景,这种现象数十年来令科学家们困惑不已。2010年美国科学家的一项研究终于揭开了这个谜团:飞机可以在云团中形成穿洞云,还令其产生降雨。