淺談云高觀測(cè)的方法論文

　　摘要：云是懸浮在大氣中的小水滴或冰晶微粒或兩者混合組成的可見聚合體，它的外形、數(shù)量、分布、移動(dòng)和變化都標(biāo)志著當(dāng)時(shí)大氣中的各種物理狀況。因此，借助于云的觀測(cè)，對(duì)于間接地了解空中氣象要素的變化和大氣運(yùn)動(dòng)的狀況，具有重要的作用。為此本文主要針對(duì)云高的相關(guān)觀測(cè)方法進(jìn)行簡(jiǎn)要分析，以期能為氣象觀測(cè)提供理論依據(jù)。

　　關(guān)鍵詞：云高;觀測(cè);方法

　　中圖分類號(hào)：S216.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1673 -0992 (2011) 06 -0000 -01

　　云的形成和演變，是大氣中錯(cuò)綜復(fù)雜的物理過程的具體表現(xiàn)之一，也是預(yù)示未來天氣變化的重要征兆，系統(tǒng)的高云出現(xiàn)，常與大范圍的天氣系統(tǒng)如氣旋，鋒面等活動(dòng)有密切關(guān)系.夏季出現(xiàn)積云狀高積云(堡狀、絮狀)，往往是雷雨天氣的前兆。云天觀測(cè)是臺(tái)站預(yù)報(bào)的重要依據(jù)。云對(duì)航空飛行也有著直接影響，飛機(jī)起飛著陸，飛行高度，航線選擇等，都需要充分考慮飛行區(qū)域內(nèi)云的水平分布、厚度、云底高度和云層的間隙。云狀，云高、云量的準(zhǔn)確測(cè)定為保障飛行安全起著不可低估的作用。在人工影響局部天氣方面，如人工降水，人工消雹時(shí)也要根據(jù)云的性質(zhì)、高度來決定所采取的方法。因此對(duì)于云高的觀測(cè)在氣象中也是一項(xiàng)重要的觀測(cè)項(xiàng)目，所謂云高，主要是指云底距測(cè)站地面的垂直距離。

　　一、目測(cè)云高

　　由于器測(cè)云高受到臺(tái)站條件的限制，至今臺(tái)站還廣泛采用目力估測(cè)云高。表l是我國各屬云常見云底高度范圍。由于我國幅員遼闊，地形復(fù)雜，各地云底高度相差很大，加上所用資料不夠充分，所以表中數(shù)據(jù)僅供估計(jì)云高時(shí)參考，有條件的臺(tái)站，應(yīng)經(jīng)常將目測(cè)云高與實(shí)測(cè)資料進(jìn)行對(duì)比，并統(tǒng)計(jì)出本站各云屬的實(shí)測(cè)高度范圍，作為估測(cè)云高時(shí)的主要參考數(shù)據(jù)。

　　表1 我國各屬云常見云底高度范圍表

　　云屬

　　常見云底

　　高度范圍（米）

　　說明

　　積云600 - 2000沿海及潮濕地區(qū)，或雨后初晴潮濕地帶，云底較低，有時(shí)在600米以下；沙漠和干燥地區(qū)，有時(shí)高達(dá)3000米左右積雨云600 - 2000一般與積云云底相同。有時(shí)由于有降水，云底比積云低層積云600 - 2500當(dāng)?shù)蛯铀�汽充沛時(shí)，云底高可在600米以下。個(gè)別地區(qū)有時(shí)高達(dá)3500米左右層云50 - 800與低層濕度有密切關(guān)系，濕度大時(shí)，云底較低；濕度小時(shí)，云底較高雨層云 600 - 2000剛由高層云變來的.雨層云，有時(shí)可高達(dá)6000米左右高層云 2500 - 4500剛由卷層云變來的高層云，有時(shí)可高達(dá)6000米左右高積云 2500 - 4500夏季南方地區(qū)有時(shí)可高達(dá)8000米左右卷云4500 -10000

　　夏季南方地區(qū)有時(shí)高達(dá)17000米；冬季北方和西部高原地區(qū)可低至2000米以下卷層云 4500 - 8000冬季北方和西部高原地區(qū)，有時(shí)可低至2000米以下卷積云 4500 - 8000有時(shí)與卷云高度相同影響云高的因子很多，在實(shí)際估測(cè)時(shí)，還需結(jié)合以下情況加以綜合分析判斷：(一)拔海高度、季節(jié)，晝夜等對(duì)云高有明顯影響。一般來說，云的凝結(jié)高度足幢拔誨增加而降低的;一年中冬季低于夏季，一日中早晚低于中午前后。(二)云體結(jié)構(gòu)，云塊大小、亮度，顏色、移動(dòng)速度等與云高有關(guān)。一般來況，云底較低的云表現(xiàn)為結(jié)構(gòu)松散、云塊較大，透光程度差、顏色較暗，云層移動(dòng)快;反之，云底較高。參考云層明暗程度估計(jì)云高是白天觀測(cè)云高的一條經(jīng)驗(yàn)，但用于黎明或傍晚，卻往往發(fā)生錯(cuò)覺。黎明或傍晚，因陽光斜射，通過云層距離較長，而且光線經(jīng)過較厚的大氣層鼓減弱很多，使本來高度無顯著變化的云層，因太陽高度角降低，而被誤認(rèn)為云層在顯著增厚變低。(三)云在發(fā)生、發(fā)展、演變過程中，它的高度也在不斷變化(主要指系統(tǒng)侵入或移出天空的云層)。一般來說，發(fā)展中的云比消散中的低。此外，云底高度還受近地層濕度的影響，尤其是低云。當(dāng)測(cè)站附近有山。建筑物，塔架等高大目標(biāo)物時(shí)，則可根據(jù)目標(biāo)物的已知高度來估測(cè)云高。

　　二、氣球測(cè)云高

　　應(yīng)用上升速度V為已知的氣球，灌好氫氣后，施放上升，用肉眼或經(jīng)緯儀進(jìn)行觀測(cè)，用秒表測(cè)出從施放到氣球升達(dá)云底的時(shí)間，也就是氣球輪廓?jiǎng)偰：�的時(shí)間t，云高H用下列公式計(jì)算：H=V*t氣球測(cè)定云高適用于云層低而密集的情況。氣球升速，可按當(dāng)時(shí)的具體情況，分別選用100米/分，200米/分兩種不同升速。例：某次用升速200米/分的氣球測(cè)定云高，從開始施放至球影開始模糊，歷時(shí)15分27秒，則云高為：

　　H= 200米/分×15吾分=3090米

　　此外在選用氣球也要依當(dāng)時(shí)的情況而定。云底呈白色或云底較亮?xí)r，可用紅色氣球;云底呈灰色或天空較暗時(shí)，可用黑色氣球。

　　三、云幕燈測(cè)云高

　　云幕燈是夜間實(shí)測(cè)云高的儀器，有300型和420型兩種，其結(jié)構(gòu)原理基本相同，這里主要介紹300型云幕燈。

　　(一)云高測(cè)定原理。把云幕燈安置在離觀測(cè)點(diǎn)距離為L(通常為300米或500米)的點(diǎn)上。接通電源，射出垂直光柱，在云底形成一個(gè)明亮的光點(diǎn)，在測(cè)點(diǎn)鬧仰角器測(cè)出光點(diǎn)的仰角a.按下式計(jì)算得出云高H =L.tga。

　　(二)云幕燈結(jié)構(gòu)原理。300型云幕燈由發(fā)光裝置、反光裝置和支承保護(hù)裝置組成。1.發(fā)光裝置，.由光源氙燈和觸發(fā)器組成。氙燈是二個(gè)球形玻璃泡，內(nèi)充氙氣，還裝有兩個(gè)電極。氙氣在通常情況下是絕緣體，但在很高的電壓(例如幾萬伏)作用下，氙氣電離，就能導(dǎo)電，氙燈導(dǎo)電后，可在低壓(17伏- 20伏)下工作，同時(shí)發(fā)出強(qiáng)烈的白光。在相同電功率情況下，氙燈比白熾燈亮得多。觸發(fā)器用來產(chǎn)生三萬伏以上的高頻高壓，引起燈管內(nèi)氙氣強(qiáng)烈電離，點(diǎn)亮氙燈。2.反光裝置由大、小反光鏡組成。其作用是將點(diǎn)光源四散的光線集中變?yōu)槠叫泄庵�射出。大、小反光鏡均為凹凸鏡，燈泡安在大反光鏡的焦點(diǎn)與小反光鏡的球心上。這樣，氤燈發(fā)出的光，一部分直接射向大反光鏡，形成平行光射出，另一部分通過小反光鏡的反射也射至大反光鏡上，通過大反光鏡的再次反射，形成平行光射出。3.支承保護(hù)裝置由外殼、玻璃蓋和基座組成。在玻璃蓋上有四個(gè)拉攀，是用來壓緊玻璃蓋的。三個(gè)基座上各有一個(gè)可調(diào)手輪，用來調(diào)整儀器的水平。

　　(三)使用時(shí)，先打開電源開關(guān)(如3秒鐘后燈不亮，成立即切斷電源檢查)。然后用仰角器測(cè)量云底亮點(diǎn)的仰角值，連續(xù)測(cè)定三次，取平均仰角值，精確到度。再次關(guān)閉電源開關(guān)(一次開燈時(shí)間一般不超過2分鐘)。最后根據(jù)測(cè)得的仰角和觀測(cè)點(diǎn)到云幕燈之間的水平距離，求出云高。

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