卷積雲

這種在高空、冰晶狀的雲團好似落在沙地上的波浪,由於與高積雲有關,它們常似一排排或一片片排列,很似蜂房。然而,在高積雲形成和存在的地方,這些卷積雲顯得渾沌不堪。它們有時很小,是由於海拔高度所致,但從10,000英尺(3000米)的飛機上看卷雲,它們的大小如同在地麵上看到的高積雲一樣大小。

卷積雲是具有積雲特征的層狀雲,雲層形狀纖細,可以縱橫天際幾百英裏,它們出現在潮濕、固定的大氣中,因為那裏暖空氣浮在冷空氣上端,暖空氣限製積雲生成的多少。對比大氣溫度,使氣流形成各種波浪狀,隨著大氣上升變冷,就會出現凝固,雲層物質就形成了。當大氣下沉就會變暖,雲中物質就會蒸發,一部分卷積雲有小的波動是常見的,而在附近,一種波動會出現在一個全新的方向。

由於卷積雲大都已由冰晶構成,而且較薄,因而不會產生降水。但有時會產生幡狀雲

高度

約18,000英尺(5500米)。

範圍

全球。

季節

全年。在冬季節裏,同流動的氣旋有關。在暖季,會出現熱帶旋風和雷雨。

特色

在海拔較高地區表明潮濕地區,在寒冷季節,可預示流動氣旋和長期固定降水的到來,尤為在轉變成卷層雲和雨雲後。夏季,有時可與暴風雨或熱帶旋風有關。

多樣性

可以清晰顯示與波浪雲相似的波雲狀。

極光

眾所周知,北半球有極光,南半球也有極光。這種光譜現象是由於各種顏色固定不變或緩慢移動的光線造成的。它們常在高緯度晴朗的夜空裏出現。這種情況多呈平曲線,弧線成帷幕狀。通常底部清晰,上方呈彌漫狀,它們可長達數千英裏,高達幾百英裏,但僅有幾百碼厚。從宇宙中看極光,如同閃爍的光環,在極地的上空懸浮著。

當高能運轉的微粒從太陽到達地球磁場、在通向磁極時被衝開後,形成極光。在那裏,它們與空氣分子和大氣原子(主要是氧氣和氮氣)相碰撞,使自身的電子在其他軌跡上振蕩。當分子和原子變得不太活躍,並達到原有狀態時,就會發出熒光。太陽粒子的能量越高,它們到達地球大氣層的高度越低,在低緯度地區就可看到極光。極光有時色彩單一,有時顏色紛雜,這根據分子和原子被激活的程度以及太陽粒子到達的高度而定。氧原子的反激發會產生紅綠極光;氮原子產生紅紫極光。

高度

距地球50~600英裏(80~970千米)的電離層中。

範圍

主要在高緯度地區。與兩個極光卵相連,它們兩個在距

天氣與氣候

地球磁極20~25度處。

季節

全年。最佳出現時期為冬季以及太陽最活躍期,最容易見到是在春分和秋分前後。

特色

極光表明大量太陽粒子進入地球大氣層中,它影響地球的電磁場,電磁場反過來造成電子通訊的混亂,主要是造成電離層反射無線電波能力的混亂。

多樣性

十分活躍的極光以波浪式的帷幕極光出現,不太活躍的極光僅是沿海地平線達到最亮而已。

夜光雲

夜光雲很薄,且波狀起伏,或發白光或發藍光。它們在高達50英裏(80千米)的大氣散逸層中形成。這一高度是卷雲高度的4倍。它們大都出現在黃昏時刻,那時地球天色變黑,而高緯地區仍有陽光照射。

人們認為夜光雲是由冰粒構成,是從流星體在大氣層上方分裂而成的。這些流星體為稀薄的空氣注入水和塵埃。火箭也會向上空間的大氣層中投入一些碎片和水蒸氣,從而促使夜光雲形成。

高度

約50英裏(80公裏)。

範圍

在南北緯50~60度之間,觀測者可以在日出前(日落後)看到(這是因為這種持續的晨昏時間在高緯度地區才可見到)。

季節

全年。

特點

表明在高空出現水蒸氣和灰塵。

曙暮光

曙暮光表示日出前(日落後)的微明,經常在一天特殊時刻由太陽光產生的。太陽經過雲層和地麵一些凸出物:如大的樓房或山脈。光線似乎從一個點射出,但實際上這些光線是平行的。這種景色是由於太陽距離我們太遠。

曙暮光以幾種可辨認的狀況出現。它們輪流顯現白色的光圈和暗光,似乎在地平線以下從太陽那裏發射出來。由空中的灰塵或其他煙霧發生的光很亮,陰暗部分是由雲、山或其他阻擋物造成的陰影而形成相對的暗光。

曙暮光也可在其他時間看到。如當太陽升至較高的天空時,但為殘雲所阻,這段時間就會形成這種光線。當陽光透過樹葉華蓋或上空一些小洞時,會形成令人聯想起聖地的景色。

相關雲層

主要是積雲、層積雲和高積雲。

範圍

全球。

季節

全年。

特點

表明空中有些滯留的微粒。

多樣性

當空中烏雲密布就會出現亮光;當天空雲層較少時就可以看到暗色的光線。但兩者形成的方式相同,被統稱為曙暮光。

日冕

日冕類似王冠,像一個多彩的由一個或多個光環形成的發光王冠。它們圍繞在太陽或月亮周圍,在陽光或月光穿過由水滴構成的薄薄的固定雲層時,就會出現日冕。當陽光在雲片邊緣繞射或反折時,陽光會增強或幹擾環繞其他雲片的反折光。

當陽光散開或分散形成各種光譜時,日冕光色就會形成每種顏色波長不同,並以不同的角度反折,最後形成的光譜在靠近太陽區域的為白色,向外依次為藍、綠、黃、紅。

當雲層總體形狀大小一致,如新形成的莢狀雲時,所形成的光環是層次分明並色彩斑斕。由於含有大小不同的水珠,光環會更加向外分射。在高積雲中,最常見的光在中部從藍到白,周圍呈赭色。

相關雲層

主要在中空的高積雲,也有高層雲。

範圍

全球。

季節

全年。但主要在冬季。

特色

表明雲層中含有許多水滴,色帶越分散,雲中的水滴越密。

多樣性

有時隻可見到一種日冕,因為雲層的地點與太陽有關。一種顏色靠近太陽或月亮,如上所述,它仍是一種日冕。然而這種天色隻代表彩虹色的,如果這種顏色更像是金屬光澤,並距太陽線或月亮很遠(5~45度),那麼它就表現為彩虹。

虹彩

人們常在雲中看到色彩斑斕、有金屬色彩的大片雲朵,它們和太陽或月亮呈現5度角,這是由於虹彩造成的。虹彩是類似日冕的一種光學現象。連同日冕一起,虹彩是由光波造成的。

它可以在小片雲邊處環射或反折,並分散成光譜的顏色。但虹彩中的雲朵大小不一,最後形成的是片狀而不是環狀現象。

不同的顏色重疊光波相互形成彩虹特色的金屬光彩。例如,當紅色和綠色部分重疊,就會形成紫色。

相關雲層

主要是積雲、層積雲和高積雲。

範圍

全球。尤其在山區附近,空氣稀薄。

季節

全年,冬季更常見

特色

表明雲層中有許多水滴,大小略不同。

多樣性

盡管彩虹產生的效果似類日冕,但離太陽或月亮更遠,並缺乏日冕的光圈。

彩光環

這種光學現象彩環依次出現,經常為紅色和藍色,圍繞著低層雲的陰暗部分。盡管彩光環的形成大體與日冕的形成一樣——所需的水滴大體一致,它們在遠離太陽的另一側天空。為此,一種光環有時代表日冕現象。彩光環由於在低層雲中光和陰影的作用,從飛機上可看到最佳的景色(當然在其他高處如山頂或熱氣球上也可看到)。當太陽光輝經過飛機時,它在下麵的雲層上形成一個陰影。但有些光線照在飛機周圍時會發出反折,將光分成各種顏色,在飛機陰影周圍形成明和暗交替出現的光環。

有時,當觀測者從山頂向下看,見到層雲或層積雲,他的身影可以在彩光環中間顯現,這種彩光環以德國的布羅根山為名,被稱作布羅根幽靈或布羅根弓。

相關雲層

包括層雲、層積雲、積雲和高層雲。

範圍

全球。

季節

全年。

特色

表明雲層內含有水滴。

多樣性

有種彩光環被稱作暈,呈白斑狀,清晨萆地上會出現露珠,在觀測者頭頂陰影處。由於觀測者頭部和地麵之間的距離短,光還未分散,顏色就被看到了。這樣彩光環僅以白斑狀呈現。

白色的或多彩的弧或圈常在太陽或月亮周圍,形成暈圈。它們是光學現象,是在陽光或月光在穿過薄冰晶雲層時形成的。冰晶都是六邊形的,並以雪花、六邊形或六棱形狀存在。暈圈的外貌依何種冰晶的存在而定,其方向常圍著太陽或月亮。

最常見的暈圈是22度的暈圈,它是同太陽或月亮形成的自然角度。是在陽光或月光偶而透過下降的冰晶時而形成的。當陽光射入冰晶的一角時,光線會發生折射,反折,之後散射。

白色的太陽光散人到光譜顏色中,這種光隨後在冰晶另一麵出現,即太陽光譜的藍光部分,它們大都反折射,而白光部分反折射最少。

暈圈的內部顏色呈紅色,外部呈藍色。這種顏色排列與前麵提到過的虹相反。因為彩虹在地平線正對太陽的位置出現。同時,暈圈也通過冰晶的折射而形成。但彩虹是在水滴的介入下,由於反射的作用而形成的。

暈圈完全圈住太陽或月亮。但是如果卷雲在太陽或月亮周圍不完全擋住天空時,暈圈就不會完全形成,此時它會呈現出破碎狀。

最佳觀測暈圈的辦法是伸出拳頭或利用清如燈柱或建築物這些地麵物體擋住太陽。

範圍

全球。

季節

全年。但主要在冬季,因為那時卷雲常會出現。

特色

暈圈需要一層卷雲,卷雲常常是低壓或暖鋒的先兆,也是暈圈的先兆。它可以解釋“當太陽或月亮周圍出現光環就會有降水”這句諺語,然而,卷雲和卷積雲經常出現,卻與低壓無關。

多樣性

如果陽光或月光進入到六棱柱內並在六麵上均出現,一種以46°角的次暈就會出現。由於特殊條件,這是一種很罕見的現象。同太陽或月亮的角度越大,就意味著46°度角的暈圈形成。近幻日連同其他特殊的冰晶組合,也屬暈圈。

近幻日常以亮點出現,在一點、三點和九點鍾出現。其位置與太陽呈24度角,結果是由於太陽在天空形成三個位置的幻景。

像暈圈一樣,近幻日也需卷雲冰晶才可形成。但近幻日比相對24度角暈圈色彩更鮮明。因為近幻日現象的冰晶更大,而且在地平線上的雲層中。有時,人們可以看到這些光點的內部呈紅色,外部呈藍色。

最佳觀測近幻日的方法是伸出拳頭或利用燈柱及地麵建築物進行觀測。幸運的是,太陽早已在天空較低的位置時,近幻日才可出現,這樣觀測危險性會大大降低。

範圍

全球。

季節

全年,但常見於冬季,因為卷雲會經常在那時出現。

特色

表明在卷雲中冰晶的種類和方向。

多樣性

當太陽在很高的空中時,它同太陽也會形成44°角。

一種很短但很綠的光在太陽升起或下落時會出現在地平線上,這種景色被稱作綠閃光。它是在很特殊的一係列條件存在時才會發生。比如在海麵上,在太陽方向的無雲天氣裏或相對無風、無塵埃或無其他微粒的天空中出現。

當陽光透過大氣層時,被微粒反射,產生垂直的色彩光譜現象。太陽下落時,色彩全都滑落到地平線以下,形成末端為紅色的光譜,這在太陽下落過程中產生太陽特定的顏色,形成底部紅,頂部黃的景象,直到最後片刻間形成綠光(大部分光譜藍色部分以光的形式擴散,在低位太陽角度穿過大氣層)。

綠閃光發生很快,我們因而很少見,但是,在極地地區,由於太陽的升起和下落慢,這種綠光現象則是常見的。在1992年,阿德邁爾·理查德對南極洲的小美洲進行考察期間,他觀察到這種綠閃光現象可以持續15分鍾。

直視陽光對眼睛有害,所以看日出或日落的時間要短,同時直視太陽可以形成一種以綠閃色的幻覺,容易被誤認為是綠閃光。

範圍

在地平線較平的任何地方都可以看到。並且視線不受大氣和物體的阻擋,最佳觀測點是高緯度海麵上,那裏日出和日落時間長。

季節

全年。

當火山猛烈噴發時,它所產生的雲層極似卷積雲,這是因為從地麵開始,熱和水汽溶人大氣中。然而,由於雲層裏含有大量的火山灰,火山碎片和灰塵,它經常呈棕色或多色的外貌,使它與普通的雷雨有所差別。

當從火山爆發所噴發的熱進入大氣層,積雲狀和塔狀雲會在火山頂部和四周形成。當火山灰升到很高處時,並最終達到滯留處(平流層)時,在那裏,上升的趨勢停止,之後,頂部開始變得平緩,並向四處散射,很像積雨雲。極度的混亂連同內部高飽和的物質產生明亮的閃光。

當火山爆發不強烈時,或大氣層十分穩定,火山雲就不會升得太高,並且很像大煙囪冒出的縷縷輕煙,上升很短處後就會水平地向四處擴散。

在火山附近,重重的火山灰和火山碎片會從雲層中產生降雨,對於觀測者而言,這種帷幕狀雲層類似雨雲或幡狀雲,在很遠處,細細的灰塵會形成;使天空及遠方的物體模糊不清。

高度

火山雲可達60,000英尺(18,000米),要根據火山爆發的威力而定。

範圍

在火山活躍地區,個別的火山灰會在高空間四處漂蕩。

季節

全年。水平漂動的火山雲在冬季最多。

特點

火山雲在較低的平流層可以滯留幾個月,造成全球溫度短期下降。在火山爆發處附近;火山灰可以影響人類健康,造成呼吸過敏,也對機械造成損害,尤為對需要大量空氣的機械而言如空調,收割機和汽車更如此。然而,火山灰的營養也很豐富,可使土壤肥沃,有利作物的生長。

多樣性

火山雲實際形狀取決於火山爆發的威力、火山灰雲層內含的物質、以及火山雲在大氣中上升的方向。最嚴重的火山噴發會形成類似積雨雲的雲層,而較弱的火山噴發會產生類似層雲的雲層。