浅谈云与天气现象的观测

　　摘 要：云与天气现象，到目前为止，一直是人工观测项目，未来也难以实现自动观测，二者也是地面气象观测中两项最有深度和难度的观测项目。浅谈云状的判定，常见天气现象的观测记录方法，以及云与天气现象，天气现象与有效能见度之间的关系。 　　关键词：云；天气现象；人工观测；注意事项 　　中图分类号： P412.15 文献标识码：A 　　沽源气象站属国家一般站，3次定时观测，夜间不守班。沽源气象站1958年建站，2004年气温、湿度、气压、风、地温、降水实现自动观测，2008年增加了草（雪）面温度的自动观测。目前，仍有部分观测项目实行人工观测，包括云、能见度、天气现象、定时降水量、冻土、小型蒸发、日照、雪深。在自动化观测为发展方向的今天，人工观测受到了忽视，气象要素的人工观测质量下降，许多年轻的观测员为非专业本科生，缺乏理论基础，更加缺少经验，在实际观测操作过程中，有些不正确甚至错误的地方。笔者从事测报工作约20a，在地面气象观测方面积累了不少经验，在此与大家共同探讨。 　　1 云的观测 　　云的观测包括判定云状，估计云量，目测云高。河北省业务管理部门有明文规定，要求下属各站每月至少1次云的集体观测，以提高云的观测质量。 　　1.1 云量的观测 　　1.1.1 Cb云量的观测 　　定时观测时次，Cb云的量是指云底至云顶所有部分的视云量，包括上部的卷云；而在危险报观测时，Cb云量则是指其母体的估计量，包括被下部云遮挡的量，不包括上部卷云；在航空报观测时，Cb云量则是指其母体的视云量。3种情况要区别对待，不得一概而论。 　　1.1.2 Sclent Sccast云量的观测 　　上述2种云，云状属于低云类，但其编码和云量均按中云处理。也就是说，上述2种低云单独出现时，有低云状而无低云量是合理的，但编报量必须是上述云的云量和其他中云的合量。如：Actra（4成），Sclent（1成），总/低云量分别记录为5/0，云状编码为030，编报量为5成。 　　1.2 云状的观测 　　云状分为3族、10属、29类。云状的判定是云的观测中的难点。近些年来，云的观测呈现复杂云天简单化，简单云天模式化的特征。造成这种现象的原因一是部分观测员不能准确识别云状，只能简单处理；缺乏责任心，虽然观测到多种云，但考虑到记录越复杂，出错的概率越大，怕出错的心理也导致简单处理。准确判定云状的基础是熟悉各种云的定义，外形特征，结构特点，演变规律及伴见的现象。另外，要多看云图，将各种云每一种形态熟记于心，还要在日常工作中，注意连续观测云的演变，多总结，这样才能在观测时准确地判定云状，再复杂的云况也不会发怵。 　　1.2.1 相似云观测 　　在云状观测中，相似云的判定是重点。 　　1.2.1.1 Sc、Ac、Cc的比较 　　3者主要以云块大小作为区分依据。在地平线30°以上，多数云块视宽度角大于5°，即为Sc，视宽度角小于1°且很明亮，为Cc，否则为Ac。另外，有内紫外红的“华”出现时，一般是Ac。Ac的透光与蔽光的区分，应当主要从云的个体中间及四周是否透光这一点出发，不能从有无云缝、能否见青天以及云量的多少去判定。很薄的一层Ac云，即使无缝隙，看不见青天，也应记录为透光。 　　1.2.1.2 Cs、Astra的比较 　　如果有晕，地物有影，日月轮廓分明，丝缕结构明显，则为Cs；透过Astra云层，日月轮廓模糊，好像隔了一层毛玻璃，地物也没有影子。另外，Csnebu出现时，一定是有晕、有日照的，Csfil有时无晕，厚的Csfil有时也可以没有日照，如果观测时出现日照，则一定不会是Astra。 　　1.2.1.3 Fs、 Fn、 Fc的区分 　　3者虽然外形相似，但根据当时的天气条件是容易区分的。Fc是晴天积云，Fn是附属云，一般出现在降水前后的降水云层之下，而Fs则是St破碎或雾、轻雾抬升的产物。 　　1.2.1.4 St、As、Ns的区分 　　Ns易与厚的As混淆，Ns比As更加阴暗而均匀，全部蔽光，降连续性雨雪；而As只在厚的地方蔽光，具有条纹结构，多为连续性降水。若在夜间观测，则主要以降水性质区分，连续性降水记Ns，间歇性降水记As。 　　1.2.2 指示性云的观测 　　29类云中，有些云在一个地区，尤其是在观测时间很少出现，属于稀有云类。笔者从事观测工作约20a，Cast、Flo云只观测记录到3～4次。这2种云对未来天气变化有重大指示意义，一般预示雷雨天气或是冷锋的来临。作为观测员，应该实事求是的观测记录，不要忽视它们的光临，在观测簿上留下它们的身影，为预报提供准确可靠的资料。 　　1.3 云高的观测 　　在基层台站，云高的观测一般是目测。估测云高时，应该熟悉本地的各类云的平均高度及常见范围。具体观测时，应结合其他气象要素及现象综合判定，切忌云高固定化。一般而言，冬季云高低于夏季；早晚云高低于中午前后；发展中的云低于消散中的云；近地层湿度大时，低云云底低；云体结构松散，云块大，不透光，颜色暗，移速快，说明云底较低，反之，云底较高。观测时如有Cu、Cb云时，云高还可以用经验公式H≈124（t-td）计算而得。 　　2 天气现象的观测 　　天气现象有34种，要求守班期间内随时观测记录。一个有责任心的观测员，一般是不会遗漏天气现象的。任何天气现象都是在一定的天气条件下产生的，观测记录时要结合云，能见度，温湿度、风、气压等要素综合考虑，力求正确，不得出现矛盾之处。 　　2.1 降水现象的观测 　　2.1.1 液态降水的观测 　　出现液态降水时，要确定是雨，毛毛雨还是阵雨，一定要和当时的云状配合。阵雨降自不稳定气层，大的降水多来自Cb云，Cucong可有短时少量降水，Sccug也可降阵雨。毛毛雨来自稳定气层，多为层云降水，有时浓雾中也可产生毛毛雨；降雨时气层较稳定，大的降水过程多来自Ns、Asop云中，普通Sc可降小雨，有时Acop也可降雨，但量很小。 　　2.1.2 混合或固态降水的观测 　　冰雹产生于不稳定气层，一般出现在夏季的Cb云中，一天里降雹多次，每次都应观测其直径和平均重量（直径大于10mm）；霰产生于较不稳定气层，一般出现在冷暖季节交替时节的Cb或是Sccug云中；冰粒出现在冷暖季节交替时节，气层较稳定的Ns、As、普通Sc云中；米雪则出现在气层稳定的层云或雾中，一般在冷季出现。出现雪和雨夹雪时，气层稳定，多降自Ns、As、普通Sc，有时降自Ac，另外CI在冬季可降水微量零星的小雪。阵雪和阵性雨夹雪降自较不稳定气层，均降自Cb、Cu、Sccug。 　　2.2 地面凝结现象的观测 　　露和霜形成的天气条件是晴朗微风湿度大的夜间，但露出现时气温及地温均在0℃以上，而霜则是地温在0℃以下，偶有地温在0℃以上观测到白霜，草面温度一定要在0℃以下。霜融化后不能记露；露冻结成冰后则要记霜。另外，雨后有露，雪后有霜，容易被遗漏，要正确判断记录。雾淞形成时的天气条件是在有雾或者湿度大时，气温低于-3℃；雨淞为冷暖季节交替时，有雨或毛毛雨下降时在物体上冻结而成，在沽源县气象局基本上没有出现过，但破坏性很大，是一项重要的观测项目。 　　2.3 视程障碍现象 　　视程障碍现象出现时，有效水平能见度必须小于10.0km，不能以某一方向（不足四周视野1/2以上）的能见度为依据。雾和轻雾以能见度区分，小于1.0km且湿度接近100%为雾，否则为轻雾；轻雾和霾主要以湿度区分，小于80记霾，大于95记轻雾，80～95之间时，由观测员根据其他条件判断记录。吹雪、雪暴出现的前提条件是有积雪和强风，区分条件主要是能见度，小于1.0km并且不能判断天空是否降雪为雪暴，雪暴和雪不能同时记录，若转换，则雪暴的开始时间即为雪的终止时间。特别注意的是，出现雪暴要观测其降水量；单独的吹雪出现时，其量也要量取，专供计算蒸发量用。沙尘现象中，扬沙和沙尘暴主要以能风度区分，小于1.0km为沙尘暴。浮尘出现时风较小或是无风。烟幕易出现在工矿区，在冬季的早晨，有时在冷高压控制下，下沉气流使得居民区取暖产生的煤烟不能及时扩散，导致能见度很低，若测站观测到的烟幕不到四周视野1/2以上范围这个条件时，是不能记录烟幕的。有时降水量很小，甚至为微量的情况下，能见度小于10.0km，一般应有轻雾现象配合，不要漏记。另外，能见度小1.0km的视程障碍现象一定要观测最小能见度。 　　2.4 其他现象的观测 　　雷暴的观测，应该从整体出发判别其系统，切忌零乱记载。夜间守班台站，当雷暴持续过日界时，因为二次闻雷时间相隔在15min或以内时按连续记载，所以应注意其方位记录。当日的终止时间及次日的开始时间均记为20：00，终止方位以接近20：00的方位为准。如：17 1850w-1958SW 2004E-2020，则气簿-1中，前一天记为17 1850w-20SW，次日记为17 20SW-2020；17 1850w-1950SW 2004E-2020，则气簿-1中，前一天记为17 1850w-20E，次日记为17 20E-2020。另外，雷暴期间的闪电是不能记录的。实际观测证明，闪电偶尔也会出现在Cucong中。飑最容易漏记，观测时肯定伴随Cb云，应根据气压、湿度突升，温度突降，风速突增，风向突变（最少转向90°以上）这些条件综合判断记录。飑和大风只要符合各自的标准，可以并记。 　　结冰现象，有时由于受到条件限制，观测员往往以蒸发皿中是否观测到结冰为依据。季节转换时，尽管8：00温度已经升到0℃以上，蒸发皿中仍有融化状态的结冰，这样白天段要记录结冰现象，不得遗漏。 　　2.5 夜间天气现象的记录 　　对于不守班的3次观测站，夜间出现的天气现象应尽量判断记录其符号。判断记载应有根据，不是推测。如睡觉前、起床后能观测到或听到雷声或下雹子等现象且能确定先后次序的，应按出现先后记载现象符号；夜间有降雪且形成积雪，则先记录雪后记录积雪。如果早晨有雾，除非观测到，否则不能只凭推测就在夜间段加记轻雾。现象持续过日界，应按照顺序转记到次日夜间栏，不考虑中间停歇与否。 　　3 结语 　　作为一名地面气象观测员，要按照实事求是的原则，准确、完整地观测记录云和天气现象，为天气预报和气象服务提供正确的重要依据。 　　参考文献 　　[1] 中国气象局.地面气象观测规范[M].北京：气象出版社，2003. 　　作者简介：韩桂娥（1970-），女，本科，工程师，从事地面气象观测。