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�；騼烧呋旌辖M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(zhǎng)，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(zhǎng)(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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