楊海龍 錢繼成

摘要：通過衛(wèi)星云圖圖象的形態(tài)、結(jié)構(gòu)、亮度和紋理等特征，可以識別云的種、屬及降水狀況?？梢宰R別大范圍的云系，如螺旋狀、帶狀、逗點狀、波狀、細(xì)胞狀等，并用以推斷鋒面、溫帶氣旋、熱帶風(fēng)暴，高空急流等大尺度天氣系統(tǒng)的位置和特征。根據(jù)晴空無云的區(qū)域，推斷反氣旋和高空高壓脊的位置。從衛(wèi)星云圖上發(fā)現(xiàn)了一些新的云系；如細(xì)胞狀云系、云街、熱帶云團(tuán)等。利用云狀在衛(wèi)星云圖、多普勒雷達(dá)圖中的外形、結(jié)構(gòu)和圖像特征，歸納了若干利用衛(wèi)星云圖和多普勒雷達(dá)圖像在夜間云觀測中應(yīng)用的一些方法。如衛(wèi)星云圖上積雨云常呈球形或胡蘿卜形；高層云和高積云為層狀；卷云為纖維狀等特點。雷達(dá)圖上雨層云為分片成片、面積大和回波在20dBz左右，積雨云為結(jié)構(gòu)緊密、棱角分明、回波強度大等特點。

關(guān)鍵詞：大氣探測；夜間云觀測；衛(wèi)星云圖；雷達(dá)圖像

云狀最能從空間反映某處特定時問的天氣狀況，云狀觀測是地面氣象觀測中的重要組成部分，也是難度較大的目測項目。特別是在夜間，由于光照不足，觀測員難以像白天那樣清楚地看見天上云的外部和分布特征，容易出現(xiàn)一些失真和疑誤記錄。因此，除了熟練掌握夜間云的特征進(jìn)行觀測外，還可利用衛(wèi)星云圖、多普勒雷達(dá)圖像夜間云的特點，為提高觀測的準(zhǔn)確性提供更多保障。本文歸納了一些從地面觀測到的云在衛(wèi)星云圖和雷達(dá)圖像上的特點。

1衛(wèi)星云圖上云的特征

在衛(wèi)星云圖上，根據(jù)云的外形分成3個主要類別：積狀云（積云、濃積云、積雨云、層積云），層狀云（厚的霧、層云、高層云、高積云、雨層云）和卷狀云（毛卷云、密卷云、卷層云）。

1）積狀云：主要反映了大氣不穩(wěn)定度變化的程度，對它們的識別是通過帶狀、細(xì)胞狀或波狀云型以及由形狀不規(guī)則云素的大小變化來實現(xiàn)。積云較小，常以微小的斑跡出現(xiàn)，比無云的時候較亮。濃積云常呈現(xiàn)形狀不規(guī)則的云素或云素群。積雨云云體濃厚龐大，垂直發(fā)展旺盛，呈現(xiàn)球形或胡蘿卜形。云砧的邊緣不清晰。層積云由成群成片出現(xiàn)，云結(jié)構(gòu)松散，邊緣比較明亮，常呈現(xiàn)細(xì)胞狀云系，在可見光云圖中朝邊緣方向變灰。

其中積雨云是很容易辨認(rèn)的，它是單對流體，常是幾個雷暴單體的集合，而且云頂比較光滑；積雨云的尺度差別很大，小的幾十公里，大的幾百公里，在衛(wèi)星云圖上顯示出圓渾狀云塊；無論在可見光云圖上還是在紅外云圖上，積雨云的色調(diào)最白，在增強紅外云圖上，可以看到明顯的回波核，此處對流強度最大。

積云、濃積云：在衛(wèi)星云圖上的積云、濃積云實際上是積云群，常表現(xiàn)為云帶、云線和細(xì)胞狀結(jié)構(gòu)；紋理多為皺紋、多起伏和不均勻；層云和霧在可見光云圖上表現(xiàn)為一大片光滑均勻的云區(qū)，其色調(diào)為白色或灰色。

2）層狀云：一般與穩(wěn)定的大氣相聯(lián)系，都是成條、成片出現(xiàn)，遮蔽天空，在云圖上。頂部很光滑。厚的霧和層云，云形表現(xiàn)為邊界陡峭。在可見光中，厚的表現(xiàn)為均勻的中灰色調(diào)，薄的為花斑狀色調(diào)。高層云和高積云云形通常為層狀出現(xiàn)，邊界可能破碎，可能光滑，高積云的細(xì)胞狀結(jié)構(gòu)相對太小而無法分辯出來，它們在可見光中，呈現(xiàn)淺灰色調(diào)，根據(jù)云層高度或云的層狀結(jié)構(gòu)，出現(xiàn)花紋或條紋。

3）卷狀云：主要是通過云圖上清晰的纖維狀紋理和有時出現(xiàn)的條紋來識別。毛卷云纖維狀結(jié)構(gòu)，在可見光中呈深灰至灰色調(diào)。密卷云由云素組成，常呈現(xiàn)球狀或細(xì)長狀，在可見光中表現(xiàn)為淺灰至白色。卷層云頂部通常光滑、均勻，有時為纖維狀，也可能為長的帶狀或者一個寬闊的云罩，在可見光中，云層薄時為淺灰色，隨著云層厚度增加而變得較白。

4）個例分析：2012年9月3日19：30，由于地面光線反射，人眼看到的天空一片灰白，觀察不到星光，看不到云的外形，也就無法確定云類。根據(jù)當(dāng)時衛(wèi)星云圖進(jìn)行分析，由于本地高空為偏西氣流，衛(wèi)星云圖近幾小時動態(tài)也是云團(tuán)自西向東移動。9月3日19：30的衛(wèi)星云圖（圖略）觀測站上空云團(tuán)結(jié)構(gòu)松散、明亮，結(jié)合當(dāng)天13：30記錄（Cbcap、Cuhum、Fc）分析，當(dāng)時主要云類為積云性層積云，而觀測站西北角有球形云團(tuán)，可認(rèn)為Cb云系將移來。據(jù)觀測員證實在19：40～20：00左右，西北到東北角范圍內(nèi)不斷出現(xiàn)閃電，故9月3日20：00云類觀測記錄為Sccug、Cbcap。

2分析雷達(dá)圖像云的特征

根據(jù)雷達(dá)探測原理，雷達(dá)接收到云中的回波，即降水回波，就表示云內(nèi)含有降水粒子。根據(jù)特征可分為：片狀回波、塊狀回波和絮狀回波。云體在成熟期一直保持著一個孤立的橢圓形云團(tuán)向東南方向不斷移動，云體覆蓋面積很大，長度達(dá)300km以上，寬度達(dá)100km以上，云體局部最低亮溫達(dá)一75℃以下，為典型的超級單體強雹暴。在成熟期，雷達(dá)圖上出現(xiàn)了典型的“弓形”回波、“V”型缺口、有界弱回波區(qū)（穹窿）和強大回波懸垂、以及左側(cè)回波墻等超級單體特征。

1）片狀回波：一般是雨層云形成的回波，通常層狀云連續(xù)性降水回波特征是分片成片，面積較大，結(jié)構(gòu)較均勻，頂部較平整，不會出現(xiàn)明顯的對流活動而引起泡體現(xiàn)象?；夭◤姸纫话阍?0dBz左右，不會超過30dBz。

2）塊狀回波：即為對流云陣性降水回波，通常由許多分散的回波單體所組成，主要是由積雨云形成的回波，隨著不同的天氣過程排列成帶狀、條狀、離散狀或其它形狀，回波單體結(jié)構(gòu)緊密，邊界清晰，棱角分明，回波強度強，持續(xù)時間變化大，它與災(zāi)害性天氣有著密切的聯(lián)系。塊狀回波一般出現(xiàn)在快速移動鋒面上、冷鋒前暖區(qū)、氣團(tuán)內(nèi)部、副高邊緣和臺風(fēng)外圍等地方。

3注意事項

1）在衛(wèi)星云圖上顯示的云是地面觀測到的云的集合體，如果觀測站上空的云小于氣象衛(wèi)星探測分辨率，是無法在衛(wèi)星圖像中辨認(rèn)出來的。

2）卷云和卷積云在衛(wèi)星云圖中都是拉長線條，都是有纖細(xì)或纖維狀的邊緣，統(tǒng)稱為纖維狀卷云，但是無法從卷云中區(qū)分卷積云，因單個云無法從衛(wèi)星感應(yīng)器中獲得，同樣也無法在衛(wèi)星云圖中區(qū)分高層云和高積云。在應(yīng)用中必須結(jié)合夜間云的特征再進(jìn)行判斷分析。

3）雷達(dá)回波圖主要針對的有降水云系（積雨云、雨層云），無法探測到單純由云滴組成的云。

（作者單位：161435黑龍江省農(nóng)墾七星泡農(nóng)場氣象站、161441黑龍江省農(nóng)墾 九三管理局氣象臺）