《航空氣象學(xué)》課件第六章 云和降水

1、云和降水中國民航大學(xué)空管學(xué)院2022/7/10云的觀測包括：云狀、云量、云高（一）云的分類WMO將云分為3族10屬，每屬又分為若干亞屬、種、類等在航空氣象學(xué)上，根據(jù)中國民航總局的規(guī)定，將云分為3族14類。一、 云的觀測（二）云狀的觀測1、低云云底高度小于2000米。低云對飛行的影響較大淡積云（Cu） 濃積云（TCu）積雨云（Cb） 碎積云（Fc） 碎層云（Fs） 碎雨云（Fn）層 云（St） 層積云（Sc） 雨層云（Ns）淡積云簡寫符號： Cu填圖符號： 孤立分散的小云塊；底部較平，頂部呈圓弧形凸起，象小土包；云體的垂直厚度小于水平寬度。淡積云淡積云對飛行的影響 云上飛行比較平穩(wěn)；若云量較多時(shí)

2、，在云下或云中飛行有輕微顛簸；云中飛行時(shí)，由于光線忽明忽暗，還容易引起疲勞。淡積云濃積云簡寫符號：TCu填圖符號：云塊底部平坦而灰暗，頂部凸起而明亮；云體高大，象大山或高塔；厚度通常在10002000米之間，厚的可達(dá)6000米。濃積云濃積云對飛行的影響在云下、云中和云體附近飛行常有中度到強(qiáng)烈顛簸；云中飛行有強(qiáng)積冰；由于云內(nèi)水滴濃密，能見度十分惡劣，通常不超過20米。濃積云積雨云簡寫符號：Cb填圖符號：云體十分高大，象大山或高峰；云頂有白色纖維結(jié)構(gòu)，有時(shí)擴(kuò)展成馬鬃狀或鐵砧狀；云底陰暗混亂，有時(shí)呈懸球狀、滾軸狀或弧狀；常伴有雷電、狂風(fēng)、暴雨等惡劣天氣。積雨云積雨云對飛行的影響： 云中能見度極為惡劣

3、飛機(jī)積冰強(qiáng)烈在云中或云外都會(huì)遇到強(qiáng)烈的顛簸在云中或云外會(huì)有雷電襲擊和干擾暴雨、冰雹、狂風(fēng)和強(qiáng)烈的下沖氣流都可能危及飛行安全。積雨云碎積云簡寫符號：Fc填圖符號： 云塊破碎，中部稍厚，邊緣較薄，隨風(fēng) 漂移，形狀多變。云塊厚度通常只有幾 十米。碎積云碎積云對飛行的影響 云量多時(shí)，能妨礙觀測地標(biāo)和影響著陸。碎積云層積云簡寫符號：Sc填圖符號：由大而松散的云塊、云片或云條等組成;呈灰色或灰白色，厚時(shí)呈暗灰色?？煞譃椋?透光層積云 蔽光層積云 堡狀層積云 積云性層積云透光層積云層積云蔽光層積云層積云對飛行的影響 云中飛行一般平穩(wěn)，有時(shí)有輕顛，可產(chǎn)生輕度到中度積冰。 層積云層 云簡寫符號：St填圖符號：云

4、底呈均勻幕狀，模糊不清，象霧；云底高度很低，通常僅50500米，?；\罩山頂或高大建筑。層云對飛行的影響 云中飛行平穩(wěn)，冬季可有積冰；由于云底高度低，云下能見度也很惡劣，嚴(yán)重影響起飛著陸。層云碎層云簡寫符號：Fs填圖符號：云體呈破碎片狀，很?。恍螤顦O不規(guī)則，變化明顯；云高通常為50500米。碎層云碎層云對飛行的影響：云中飛行平穩(wěn)，冬季可有積冰；由于云底高度低，云下能見度也很惡劣， 嚴(yán)重影響起飛著陸。碎層云雨層云簡寫符號：Ns填圖符號：幕狀降水云層，云底因降水而模糊不清；云層很厚，云底灰暗，完全遮蔽日月；出現(xiàn)時(shí)常布滿全天，能降連續(xù)性雨雪。雨層云雨層云雨層云對飛行的影響云中飛行平穩(wěn)，但能見度惡劣；長

5、時(shí)間云中飛行可產(chǎn)生中度到強(qiáng)度的積冰；暖季云中可能隱藏著積雨云，會(huì)給飛行安全帶來嚴(yán)重危險(xiǎn)。雨層云碎雨云簡寫符號：Fn填圖符號： 隨風(fēng)漂移形狀極不規(guī)則 云量極不穩(wěn)定 云高很低，通常幾十米到300米 碎雨云碎雨云對飛行的影響主要影響起飛著陸，特別是有時(shí)碎雨云迅速掩蓋機(jī)場，對安全威脅很大。碎雨云2、中云云底高度在20006000米之間 高層云：As 高積云：Ac（二）云狀的觀測高層云簡寫符號：As填圖符號：淺灰色的云幕；水平范圍很廣，常布滿全天。 透光高層云 蔽光高層云透光高層云高層云蔽光高層云高層云對飛行的影響 云中飛行平穩(wěn)，有可能產(chǎn)生輕度到中度積冰。高層云高積云簡寫符號： Ac填圖符號：由白色或灰

6、白色的薄云片或扁平的云塊組成的；云塊或云片有時(shí)是孤立分散的，有時(shí)又聚合成層。成層的高積云中，云塊常沿一個(gè)或兩個(gè)方向有秩序地排列著。高積云高積云絮狀高積云蔽光高積云（二）云狀的觀測3、高云云底高度在6000米以上。卷云（Ci） 卷層云（Cs）卷積云（Cc） 卷云簡寫符號：Ci填圖符號：具有纖維狀結(jié)構(gòu)；常呈絲狀或片狀，分散地漂浮在空中；常為白色并帶有絲一般的光澤；日出之前或日落之后，常帶有黃色或紅色。可分為：毛卷云、密卷云、鉤卷云、和偽卷云。 卷云卷層云簡寫符號：Cs填圖符號：乳白色的云幕，常布滿全天；透過卷層云能很清楚地看出日月的輪廓，而且在日月的外圍，經(jīng)常出現(xiàn)一個(gè)內(nèi)紅外紫的彩色暈圈。卷層云卷積

7、云簡寫符號：Cc填圖符號：由白色鱗片狀的小云塊組成的；云塊常成群地出現(xiàn)在天空，看起來很象微風(fēng)拂過水面所引起的小波紋；卷積云常由卷云和卷層云蛻變而成，所以出現(xiàn)卷積云時(shí)，常伴有卷云或卷層云。卷積云（三）云量和云高的觀測1、云量的觀測 云量：云遮蔽整個(gè)天空的成數(shù)。1、云量的觀測WMO：十分位ICAO：八分位兩種記法可以統(tǒng)一：把十分位記錄乘以0.8，再四舍五入就得到相應(yīng)的八分位。在飛機(jī)上向下觀測云量在云下飛行向上觀測云量總云量是指天空被云遮蓋的總份數(shù)，分云量是指某一種云覆蓋天空的份數(shù)。 總云量和分云量 1、云量的觀測2、云高的觀測器測法： 激光測云儀：是自動(dòng)觀測設(shè)備，在跑道兩頭各有一套。不受觀測時(shí)間和

8、云塊所在方向的限制，使用方便，提供數(shù)據(jù)迅速，精度高。 云幕燈：只限于夜間使用，且云幕燈上空要有云，只能觀測云底高度較低，范圍較小的云，現(xiàn)在很少使用。飛機(jī)測云高：飛機(jī)上升到達(dá)云底，飛行員剛好看不清天地線時(shí)的無線電高度表指示值即為云底高度。注意:有時(shí)跑道兩端的云高經(jīng)常略有差別。目測法：要點(diǎn)：云體結(jié)構(gòu)松散，可見細(xì)微部分，邊緣不整齊，則云高較低。反之，云體結(jié)實(shí)，輪廓清晰，邊緣整齊，則云較高。同一種云（云厚等條件相同），云的顏色越深，地面光線越暗，則云越低?？雌饋碓茐K較大移動(dòng)較快的云，一般較低。發(fā)展中的云比消散中的云低。近地面濕度大或有降水時(shí)，低碎云云底高度較低。2、云高的觀測低空對流云云高：低空層狀云

9、云高：計(jì)算云高的經(jīng)驗(yàn)公式 (單位：米)2、云高的觀測二、 云的形成和結(jié)構(gòu)（一）云形成的條件（二）云的形成（三）特殊云狀的形成（一）云形成的條件空氣中有充足的水汽要有促使水汽發(fā)生凝結(jié)的空氣冷卻過程絕熱要有促使水汽產(chǎn)生凝結(jié)的凝結(jié)核上升運(yùn)動(dòng)的種類對流運(yùn)動(dòng)：大規(guī)模的有規(guī)律的空氣上升和下降運(yùn)動(dòng)積云積雨云湍流運(yùn)動(dòng)：層云地形的抬升和波動(dòng)：（水汽含量充足）地形云大氣層結(jié)穩(wěn)定層狀云氣層不穩(wěn)定積云大范圍的輻合上升和鋒面抬升：低壓高層云、雨層云 鋒面層狀云/積云或積雨云（二）云的形成1、積狀云的形成由空氣對流形成，又叫對流云。包括CU 、 TCU、CB、FC共同特征：孤立分散，個(gè)體分明，底部平坦，頂部呈圓弧形突起具

10、有明顯的日變化。 CU、 TCU、CB的垂直發(fā)展高度不同。淡積云階段濃積云階段積雨云階段1、積狀云的形成淡積云階段對流運(yùn)動(dòng)的初期形成淡積云對流運(yùn)動(dòng)加強(qiáng)形成濃積云濃積云階段對流運(yùn)動(dòng)非常旺盛形成積雨云積雨云階段Ns、As、Cs、Ci主要產(chǎn)生于：低壓（或槽）中的水平氣流輻合區(qū)大范圍冷暖空氣的交鋒區(qū)大型山脈的迎風(fēng)坡共同特征：云體向水平方向發(fā)展云層均勻、范圍廣闊層狀云常連綿幾百千米，形成大面積的降水，維持時(shí)間較長。2、層狀云的形成冷暖空氣交鋒區(qū)的層狀云系 2、層狀云的形成最常見的一種云。是由于氣流的波動(dòng)而形成的。象水面上的波浪或者皺紋形狀的云層。共同特征：都是由云塊、云片、云條組成的云層，只是大小不同。

11、在波動(dòng)中形成的波狀云波動(dòng)出現(xiàn)在高空：卷積云 (Cc)波動(dòng)出現(xiàn)在中空：高積云 (Ac)波動(dòng)出現(xiàn)在低空：層積云 (Sc)3、波狀云的形成亂流中形成的波狀云層 云(St)：逆溫層下亂流發(fā)展碎層云(Fs)：空中風(fēng)大層云分裂碎雨云(Fn)：降水云下亂流發(fā)展3、波狀云的形成波狀云和天氣大多數(shù)波狀云出現(xiàn)時(shí)，氣層比較穩(wěn)定，天氣少變 如果波狀云不斷加厚，高度降低，向蔽光層積云演變，表示陰雨天氣將要來臨。3、波狀云的形成（三）特殊云狀的形成1.堡狀云2.絮狀云3.莢狀云堡狀云為水平云條，頂部是并列突起的小云塔，形狀象遠(yuǎn)方的城堡。它是在波狀云的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。1.堡狀云大氣不穩(wěn)定，可能出現(xiàn)雷陣雨天氣早上城堡云，下

12、午雷雨鳴1.堡狀云絮狀云是在潮濕氣層中出現(xiàn)強(qiáng)烈的湍流混合時(shí)形成的。當(dāng)中空有強(qiáng)烈的亂流時(shí)，會(huì)使高積云個(gè)體變得破碎，狀如棉絮團(tuán)，形成絮狀云。在絮狀云區(qū)飛行飛機(jī)顛簸較強(qiáng)烈。2.絮狀云朝有破絮云，下午雷雨鳴2.絮狀云天氣在局部升降氣流匯合處，上升氣流區(qū)形成云，上部下沉氣流使云的邊緣變薄而形成豆莢狀的云，稱莢狀云。 莢狀云通常是晴天的預(yù)兆，但如在它之后出現(xiàn)高層云，也可向陰雨天氣轉(zhuǎn)變 3.莢狀云天上豆莢云，地下曬煞人3.莢狀云 指Cb底部，常有一些云體從云內(nèi)向云下凸出，形狀象懸球。它是當(dāng)云底附近有強(qiáng)烈的上升氣流與云中夾雜著大量水滴的下降氣流相遇時(shí)形成的。懸球狀云的出現(xiàn)預(yù)示著降水很快就要來臨。 4.懸球狀云

13、三、 降水水汽凝結(jié)物從云中降落到地面的現(xiàn)象稱為降水。水汽凝結(jié)物從云中降落，但沒有降落到地面，而是在空中就蒸發(fā)掉了，這種現(xiàn)象稱為雨幡。（一）降水的觀測1、降水的種類雨（Rain）：液態(tài)降水毛毛雨（Drizzle）：液態(tài)降水，雨滴極小，常從層云或霧中降落。雪（Snow）：固態(tài)降水，白色不透明米雪（Granular Snow）：固態(tài)降水，白色不透明，著硬地不反跳，常降自含過冷水滴的層云或霧中。霰（Graupel）：固態(tài)降水，白色不透明，球狀或圓錐狀，著硬地反跳，松軟易壓縮，易碎，常為冰雹的核心，也稱軟雹（Soft Hail）。冰雹（Hail）：固態(tài)降水，多為球狀或塊狀，常由透明冰層和不透明冰層相間組

14、成，中心為不透明雹核。從積雨云中降落。冰粒（Ice Particle）：堅(jiān)硬透明的固態(tài)降水，著硬地反跳，由雨滴在空中凍結(jié)而成，常降自As或Ns，可作為冰雹的核心，也稱小雹（Small Hail）或冰丸（Ice Pellet）。冰針：漂浮于空氣中的微小針狀或片狀的固態(tài)降水。1、降水的種類2、降水的陣性連續(xù)性降水：持續(xù)時(shí)間長，強(qiáng)度變化小。常降自常降自As和Ns中。間歇性降水：時(shí)降時(shí)止，時(shí)大時(shí)小，降水強(qiáng)度有變化。常降自常降自St和厚度不均的As中。陣性降水：驟降驟止，強(qiáng)度變化很大，天空時(shí)而昏暗，時(shí)而部分明亮，溫、壓、風(fēng)等要素有時(shí)也隨之發(fā)生顯著變化。常降自常降自Cb和TCu中。3、降水量降水量：從天空

15、降落到地面上的液態(tài)或固態(tài)（經(jīng)融化后）的降水，未經(jīng)蒸發(fā)、滲透、流失而聚集在水平面上的水層厚度。（單位：mm）觀測器械：雨量器、雨量杯、雨量計(jì)。民航氣象觀測部門采用自動(dòng)雨量計(jì)進(jìn)行降水量的自動(dòng)采集。4、降水強(qiáng)度降水強(qiáng)度：單位時(shí)間內(nèi)的降水量。（單位：mm/h）一般分為：小雨、中雨、大雨、暴雨。毛毛雨和雪的強(qiáng)度根據(jù)其影響能見度的程度分為：大毛毛雨或雪：水平能見度500m中毛毛雨或雪：500m水平能見度1000m小毛毛雨或雪：水平能見度1000m（二）降水的形成降水是云的產(chǎn)物，但是有云不一定會(huì)形成降水，當(dāng)云滴尺度很小時(shí)，在空氣阻力和上升氣流的作用下，降落速度極慢，很容易被蒸發(fā)掉。只有當(dāng)云滴增大到能克服空氣

16、阻力和上升氣流的抬升，并在下降過程中不被蒸發(fā)掉，才能以雨、雪或其它形態(tài)降落到地面。1、暖云降水暖云中的降水主要是由于云滴的凝結(jié)增長和云滴的相互碰并造成的。云滴的凝結(jié)增長云滴的碰并增長云滴不斷增大，當(dāng)上升氣流托不住時(shí)，就下降為雨。（二）降水的形成2、冷云降水在溫度低于0oC的云中，通常是過冷水滴、冰晶、水汽三者共存，這類云產(chǎn)生降水的過程就是冰晶效應(yīng)。下雨還是下雪完全取決于云中和云下的溫度。（二）降水的形成（三）各類云的降水1、積狀云降水Cu一般無降水TCu有時(shí)會(huì)產(chǎn)生降水，特別是在低緯度地區(qū)，因?yàn)樵摰貐^(qū)Tcu的厚度和含水量都很大，可降大陣雨Cb云的厚度和含水量更大，常降傾盆大雨，有時(shí)會(huì)降冰雹和陣雪

17、積狀云的降水只落在它所經(jīng)過的不寬的“道路”上，降水區(qū)與不降水區(qū)界限明顯?！跋挠旮襞１场?、“雹打一條線”積狀云降水是陣性降水2、層狀云降水高云（包括哪幾種）都是冰云，云中含水量很小，一般不降水，Ns和As因?yàn)樵茖雍穸群秃慷己艽螅浦袣饬饕话惚容^穩(wěn)定，故常有連續(xù)性降水，降水強(qiáng)度變化很小，持續(xù)時(shí)間較長。3、波狀云降水由于波狀云厚度不均，含水量不大，所以降水量不大，屬于間歇性降水。St毛毛雨或米雪Sc、Ac小雨雪（三）各類云的降水四、云和降水對飛行的影響（一）云對飛行的影響低云妨礙飛機(jī)起降云中能見度很壞，影響目視飛行云中飛行可能發(fā)生飛機(jī)積冰云中飛行可能發(fā)生飛機(jī)顛簸云中飛行可能遭閃電擊云中飛行可能會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)覺（二）降水對飛行的影響降水是能見度減小過冷雨滴會(huì)造成飛機(jī)積冰降水產(chǎn)生的碎雨云影響飛機(jī)起降大雨下方容易出現(xiàn)較強(qiáng)的下降氣流大雨和暴雨能使發(fā)動(dòng)機(jī)熄火大雨惡化飛機(jī)的空氣動(dòng)力降水影響跑道的使用四、云和降水對飛行的影響練習(xí)1、如果天空出現(xiàn)堡狀云，則說明（ ）。A.氣層很不穩(wěn)定 B.對流很強(qiáng) C.氣層很穩(wěn)定 空中有逆溫層，下部有對流發(fā)展2、以下云狀中，主要產(chǎn)生連續(xù)性降水和間歇性降水的一組是。 ATcu，CiBNs，CsCAs，F(xiàn)nD