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第1章 云的秘密(1)

云儿“诞生”记

把目光投向天空,你会看到什么?毋庸置疑,你会看到形形色色的云。天上的云千变万化,形状万千:有时天空乌云密布,势如奔马;有时晴空湛蓝,白云朵朵;有时碧空如洗,万里无云……云难道也像齐天大圣孙悟空一样,会七十二般变化?

没错,云确实会变化,下面咱们一起去揭开云形成的秘密吧!

云的传说

关于天上的云,民间有许许多多的传说,其中最经典的传说有两个。

第一个传说,讲的是盘古开天辟地的时候,火神祝融和水神共工打架。俗话说“水火不容”,这俩爷们儿谁都不肯认输,一打便没完没了。有时候是共工占了上风,有时候是祝融赢了几招。打到后来终于分出了胜负,火神祝融成了最后的胜利者。

水神共工败下阵后,气得几天不吃不喝,有一天他肚子里的火实在憋不住了,于是一头向不周山撞去。这一撞不要紧,撑天的柱子轰然倒塌下来,好好的天突然出现了一个大洞,倾盆暴雨从洞中倾泻下来,在大地上形成了可怕的山洪。洪水势不可挡,它冲毁村庄,淹没庄稼,卷走牲畜……人间的苦难很快引起了女娲娘娘的关注。因为人类是女娲娘娘亲手造出来的,为了拯救自己的后代,她决定锻造五彩石,把天上的窟窿补上。

每天,女娲娘娘把一块块五彩石锻造出来后,又不辞辛苦托举到天漏之处。漏洞一点一点地补上,而女娲娘娘也累得筋疲力尽,她口里呼出的白气飘浮在空中,变成了一朵朵云彩;她身上的汗水洒下来,变成了一阵阵小雨。当天空完全补上时,女娲娘娘已耗尽精力,吐血而亡,那些鲜血喷溅到天空,把云彩染成了血红一片,这就是我们早晚看到的云霞。

另一个传说,讲的也是神仙的故事。天上最大的神仙名叫玉帝,他和一帮大大小小的神仙住在天上,过着悠闲的日子。那时的天上没有云,地上的凡人只要一抬头,就能看到神仙们在天宫里饮酒作乐。这样的日子过久了,玉帝和神仙们都有些不太自在,一是让凡人看到自己整天吃吃喝喝,影响不太好,二是这样太没神秘感了,有损神仙形象。玉帝思前想后,于是决定让自己的女儿织些东西把天宫遮挡起来。玉帝有七个巧手女儿,她们就是有名的七仙女。七仙女织出了一匹匹彩锦,把天空遮蔽起来,装点得绚丽多姿,这就是我们看到的云彩。

云形成的秘密

那么,云是如何形成的呢?要弄清楚这个秘密,首先得知晓云的结构。天空中的云虽然看上去十分轻盈,但其实是由许多细小的水滴或冰晶构成的,有的则是小水滴或小冰晶混合在一起,而有时候,则包含了一些较大的雨滴及冰、雪粒等。气象专家告诉我们,一朵云从无形到有形,最终形成必须具备三个基本条件。

第一个条件:充足的水汽。我们赖以生存的地球,是一个名副其实的大水球,它的表面积约为5亿平方千米,其中海洋面积就占了十分之七还多。这么大的水面,在太阳的照射和风的吹拂下,无时无不刻不在蒸发。水蒸发就变成了水汽。据科学家估算,整个海洋表面每年约有100厘米厚的水层转化为水汽,全年由海洋蒸发到空中的水汽达500万亿吨之多。这么多的水汽,为云的形成奠定了基础。

第二个条件:足够多的凝结核。很多时候,我们看天空纯净湛蓝,似乎一尘不染,其实,空气中悬浮着许多人类肉眼看不到的微小尘粒。这些尘粒包括燃烧产生的烟粒、飞溅起的海水细沫蒸发后留在空中的盐粒,以及各种尘埃。你可能会问:

这些尘埃是怎么飘上天的呢?告诉你吧,这其中有被风吹起的沙尘,有火山喷发、流星燃烧所产生的细小颗粒及其他宇宙灰尘,还有花粉、细菌等组成的有机灰尘。你可别轻看这些“小家伙”,它们就像海绵宝宝一样,有一个极易吸附水汽的特点。

大量尘粒飘浮在空中,不停地吸啊吸,很快便成为水汽凝结的核心。在气象学上,这些尘粒被称为凝结核。

第三个条件:足够冷却。空气中的水汽要凝结成小水滴或凝华成小冰晶,必须在一定的温度下才行。我们都知道,低层大气的温度都比较高,在这里水汽一般不会凝结或凝华(有时,低空的水汽也会凝结形成云,不过,这时的名称叫作雾)。随着高度升高,空气中的温度逐渐降低。当又湿又热的水汽上升到一定高度时,就会因温度低而发生凝结或凝华现象:若高空的温度高于0℃,则水汽就凝结成小水滴;若温度低于0℃,则水汽就会凝华为小冰晶;当温度正好是0℃,则可能会出现小水滴和小冰晶共存的现象。

小水滴和小冰晶像咱们人类一样是“群居动物”,它们形成后会“集结”在一起,当小水滴和小冰晶越来越多,并达到人的眼睛能辨认的程度时,云儿便“诞生”了。

专家告诉我们,平常我们看到的云之所以有颜色,是因为云反射和散射所有波段的电磁波,所以云的颜色常呈灰白色,云层比较薄时呈白色,当云层太厚时,它们看起来就是灰色或黑色的了。

云家族大揭秘

天上的云时刻都在变化,它们不但“长相”迥异,而且“身材”不同,体形有胖有瘦。可以说,这是一个人丁兴旺、热闹纷繁的大家族。

为了识别它们,人类为这个庞大的家族编排了“家谱”。

1929年,国际气象组织以英国科学家路克·何华特制定的分类法为基础,将它们分为十大云属。而这十大云属又按云底(即云的下边界)高度划为三大族系:高云族、中云族、低云族。下面,咱们就去一一认识这些云的家族吧!

脾气暴躁的低云族

低云族是指在2000米以下大气中形成的云。相对于中云族和高云族来说,低云族的脾气普遍比较火爆,打雷闪电,猛烈下雨(下雪)等坏事主要就是它们干的。低云族主要由“四大家族”构成,这些家族各自成家立业,有不同的家庭成员。

首先,让我们来认识低云家族的大哥大:积状云。积状云家族一共有三兄弟:淡积云、碎积云、浓积云。积状云一般在夏天的午后形成,首先出场“亮相”的是小兄弟淡积云,在它的身后,往往还跟着一个“小马仔”——碎积云。淡积云是一种扁平状的云,而碎积云则比较破碎、瘦小,它们的身体都呈白色,并且一般不会下雨。淡积云出场后,如果上升气流一直持续,浓积云便粉墨登场了。浓积云“身材”臃肿,“脑袋”很像花椰菜,有时会产生阵性降水。

低云族的“二当家”是积雨云。它身材高大魁梧,远看像耸立的高山。云底阴暗混乱,起伏明显,有时呈悬球状,看上去令人恐怖。

事实上,积雨云也确实是一种恐怖的云,它一出现,往往雷鸣电闪,大雨倾盆,有的时候还会下冰雹,偶尔,云底还会有龙卷产生。

低云族的“三当家”叫雨层云。一看名字就知道了,这是一种下雨的云。这种云的脾气虽然不及积状云火爆,但它的云层又厚又均匀,把天空遮蔽得严严实实,它一旦出现,一般会带来少则一天,多则数日的降水。

低云族的老四名叫层积云,这种云的特征是常成行、成群或波状排列,云块个体都相当大,看上去像大海里的波浪。层积云家族有五个弟兄,它们分别叫透光层积云、蔽光层积云、积云性层积云、堡状层积云和荚状层积云。

低云族的最后一名成员叫层云。这种云呈灰色或灰白色,云层低而均匀,看上去有点像雾,别看它毫不起眼,有时云中也会降下毛毛雨或细雪呢。

性格温柔的中云族

中云族是指在2000米至6000米高空形成的云,这个云族性格相对比较温柔,一般不会下猛烈的雨。与低云族相比,中云族的成员也比较简单,只有高积云和高层云两大家族。

先来说说高积云吧。

说起来,高积云与低云族的层积云还有些沾亲带故呢,只不过,高积云的块头不如层积云大,站的位置也更高一些。高积云的“块头”一般较小,它们轮廓分明,常呈扁圆形、瓦块状、鱼鳞片,或是水波状,并且成群、成行、成波状排列。薄的高积云呈白色,厚的呈暗灰色。高积云家族的成员多达六个,即透光高积云、蔽光高积云、荚状高积云、积云性高积云、絮状高积云、堡状高积云。

再来看中云族的老二高层云。高层云与雨层云一样,也是一种降雨的云层,实际上它们之间也有亲密关系:有时候,雨层云变薄后高度抬升,便形成了高层云。由于云层不如雨层云厚,所以高层云降雨的强度也远不如雨层云。从地面看上去,高层云仿佛是一大片带有条纹或纤缕结构的幕布,云层较薄的部分,可以看到昏暗不清的日月轮廓,看去好像隔了一层毛玻璃。高层云家族有两兄弟:老大叫蔽光高层云,它的颜色呈灰色,有时微带蓝色;老二叫透光高层云,颜色呈灰白色。

美丽多姿的高云族

高云族一般形成于6000米以上的高空,这个族系的云层一般都很轻盈,呈纤维状,多数透明,而且多姿多彩,仿佛美丽的仙子翩翩起舞。很多时候,高云族还会与太阳、月亮一起,演绎精彩绝伦的光学游戏呢(这个内容在后面会专门介绍)。

现在来看高云族都有哪些成员吧。高云族的第一大家族叫卷云。顾名思义,卷云具有丝缕状结构,柔丝般光泽,它们有的像丝条,有的像羽毛,有的像马尾,有的像钩子,有的像团簇……卷云一般都呈白色,但在日出之前和日落以后,在阳光照射下,它们常呈鲜明的黄色或橙色。卷云家族有四个美丽的“姑娘”毛卷云、密卷云、钩卷云和伪卷云。

高云族的第二大家族叫卷层云。这是一种白色透明的云幕,阳光和月光穿过它们时能在地面上形成影子,有时还能形成美丽的晕环。在中国的北方和西部高原地区,冬季时,卷层云有时会降少量的雪。卷层云家里也有两个女孩,即薄幕卷层云和毛卷层云。

高云族中最后一个家族叫卷积云。它们是一种像鳞片或球状细小云块组成的云片或云层,常排列成行或成群,很像轻风吹过水面所引起的小波纹。卷积云是一个“单身女子”,它和卷云、卷层云都有亲戚关系,一般也是由这两种云演变而来。

罕见的马头云

前面介绍了云的诞生和云的家族,实际上,天空还有不少怪云,它们只在特定的地方出现,而且转瞬即逝,给人一种神秘和奇异之感。

下面,咱们先去看一种形似马头的罕见怪云。

怪云像马儿奔腾

2011年12月16日下午,美国亚拉巴马州的伯明翰市天空阴沉,布满了较低的层积云。它们像一根根长圆木排列在空中,给人一种压抑的感觉;云层较薄的地方,太阳探头探脑,把一小部分天空染成了黄橙色。

如同往日一样,大街上人来车往,热闹非凡。伯明翰市是美国亚拉巴马州最大的工业城市,也是美国东南部经济、贸易、金融和文化教育的中心,这座城市历来十分繁荣,不管天气如何,都无法阻挡人们为工作和生活奔忙的脚步,这其中,便包括了一名叫露易丝的中年妇女。

露易丝是一名公司文员,这天下午,她请了假,开车带五岁的小女儿去医院打预防针。在一个红灯路口,她停下车等待,并漫不经心地把目光投向远处天空——这一看,露易丝不由惊讶地张大了嘴巴。

“上帝啊,那是什么云?”她的双眼紧紧盯着前方。只见在前方的地平线上,凭空涌起一长溜形状怪异的云,远远看去,仿佛鳄鱼尾巴上方的锴甲,又好似海浪在空中翻滚。但仔细观看,就会发现那一个个耸立的云块像一匹匹奔马,有的马头高扬,似乎正在快速奔跑;有的马低头下看,似乎正在用脚挠痒;还有的马回首眺望,似乎正在呼唤同伴……在天边黄橙色的层积云背景映衬下,这些“马儿”活灵活现,呼之欲出。

“这些云真是太奇怪了!”露易丝赶紧掏出手机,从车里伸出脑袋,对着前方天空拍起照来。几乎与此同时,街道上的行人也发现了怪云,大家一起把目光投向天空,用带有照相功能的手机拍下这些罕见的云儿。

然而,“马儿”很快便消失不见了:在高空风的吹拂下,一个个“马头”被不停拉长、变细,变成了长颈恐龙的模样;紧接着,长颈“恐龙”的脖子从中间折断,它们的身子也逐渐模糊,最后完全消失不见了。

前后仅仅一分多钟,怪云便消逝得无影无踪,令当地人感到十分惊奇。

怪云形成之谜

怪云的出现意味着什么?它会不会预兆某些灾难来临呢?

伯明翰市民对此议论纷纷,有人说可能暴风雨将要来临,有人说这是龙卷风出现的先兆,甚至有人说怪云和地震有关,说不定当地会发生大地震。

怀着忐忑不安的心情,当地居民将拍摄的怪云照片发给了当地气象站。气象站工作人员看了后,也不知道这是什么云,因为当地从没出现过这种怪云,工作人员在多年的观测实践中,也没碰到过这种云。最后,还是一个赏云协会识破了这种云的“庐山真面目”,因为赏云协会的成员们收集了世界各地出现的怪云。

经过一番对比,大家认为这种像马头一样的云浪其实是一种卷云。

卷云是高云族的一种,它也是对流层中最高的云,这种云很薄很纤细,能反射和诱捕热量,因此早晨太阳还没有升到地平线上或傍晚太阳下山后,太阳光都会照到这种孤悬高空而无云影的卷云上,经过散射后,呈现出漂亮的蚕丝般光泽。可是,外形美丽的卷云怎么会变成这种怪异的形状呢?

科学家对这种现象进行了解释,他们认为卷云之所以“变异”,是因为卷云内部出现了不同的气流:它的上方是较暖的气流,而下方是较冷的气流,暖气流移动的速度快,而冷气流则移动相对较慢,因此,“跑”得快的暖气流就会将上部的云往前“扯”,从而出现了怪异的马头云。

马头云是一种十分罕见的卷云,由于冷暖气流时刻都在变化,它持续的时间很短,一般1至2分钟后就会消失,所以,能亲眼目睹马头云的人可以说十分幸运。

恐怖的乳房云

暴风雨天气来临前,我们常常会看到满天乌云,它们黑压压地布满天空,仿佛随时都会压到头顶上来,让人心惊胆战。不过,最令人恐怖的云,是一种类似奶牛乳房的怪云。

这种怪云为啥叫“乳房云”?它为什么令人感到恐怖呢?

乳房云布满天空

2013年4月25日上午,中国吉林省延吉市笼罩在惊恐不安之中。

这天上午,延吉市的天空一直被厚厚的云层覆盖。10时许,市民王老太上街买菜。走出家门口,她习惯性地抬头望了望天空,这一望不要紧,她心里顿时“咯噔”一下:只见天空昏暗,仿佛黑夜提前来临;一大团一大团的黑云堆在空中,有些黑云团的底部直垂下来,形成了类似奶牛乳房的形状。黑云团与楼顶的距离看上去是那么近,它们似乎随时都会砸到楼顶上来。

这是什么云?难道今天会发生大事情?王老太心里有些犯怵。与王老太一样,看到怪云的居民们心里也同样感到不安。因为就在几天前的4月20日,四川雅安市发生了7级大地震,据说地震前一天,当地出现了怪异大风,所以大家看到天上出现怪云时,心里都不禁有些担忧。很快,怪云引起了气象专家的注意,通过仔细辨认,专家确定这就是赫赫有名的乳房云。

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