定義
層狀雲(stratiform cloud)
布滿全天或部分天穹的均勻(指厚度、灰度和透光程度均勻)幕狀雲層。常具有較大的水平範圍,其中包括卷層雲、捲雲、高層雲及雨層雲。
層狀雲是由於空氣大規模的系統性上升運動而產生的,主要是鋒面上的上升運動引起的。這種系統性的上升運動,通常水平範圍大,上升速度只有0.1—1m/s,因持續時間長,能使空氣上升好幾千米。例如當暖空氣向冷空氣一側移動時,由於二者密度不同,穩定的暖濕空氣沿冷空氣斜坡緩慢滑升,絕熱冷卻,形成層狀雲。雲的底部同冷暖空氣交綏的傾斜面(又稱鋒面)大體吻合,雲頂近似水平。在傾斜面的不同部位,雲厚的差別很大。最前面的是捲雲和卷層雲,其厚度最薄,一般為幾百米至2000m,雲體由冰晶組成。位於中部的是高層雲,其厚度一般為1000—3000m,頂部多為冰晶組成,主體部分多為冰晶與過冷卻水滴共同組成。最後面是雨層雲,其厚度一般為3000—6000m,其頂部為冰晶組成,中部為過冷卻水滴與冰晶共同組成,底部由於溫度高於0℃,故為水滴組成。
巨觀特徵
層狀雲似一種均勻的雲幕鋪在天上。低的層狀雲看起來模模糊糊的一片;高的層狀雲像絹一樣鋪在天上有時根本看不清它的存在。
一般層狀雲的水平尺度比垂直尺度大一兩個數量級;壽命遠長於對流雲,與天氣系統相聯繫的層狀雲,生命史常在一周以上。
大範圍的層狀雲,主要產生在大氣層結比較穩定的條件下。層狀雲的形成過程中:(1)大範圍有規律的上升氣流運動形成鋒面氣鏇雲系,包括捲雲、卷層雲、高層雲、雨層雲等;(2)大範圍不規則的擾動形成的雲系包括高積雲、積層雲、層雲等[1]。
層狀雲中湍流場的特點是:一般雲下湍流最強,查理森數Ri最低,雲上比雲下的Ri大2040倍。
溫度場的特徵:雲的上部或下部有一逆溫阻滯層,雲內溫度梯度接近濕絕熱減溫率,而積雲的層結常常大於濕絕熱減溫率,二者是不同的。
層狀雲中的含水量接近絕熱含水量,較冷的層狀雲更是如此。
降水特點
與低值天氣系統相伴的大範圍降水性層狀雲的巨觀結構是分層的,有時分兩層,有時分三層。兩層雲之間是無雲區,高層雲產生冰晶粒子並向底層雲降落,是催化雲;進入低層雲的冰晶粒子繼續增長,底層雲冰晶增長所需的水分和環境,是供給雲。這種“催化—供給”雲的降水機制,在冰相層(催化雲層)主要是冰晶的凝華增長,在冰相層下的液水層(供給雲層),從冰相層落下的冰晶開始融化,在達到地面之前完全融化成雨滴,此外在這一層形成的雨滴碰並雲水增長。[2]
套用
從上述的系統性層狀雲形成中可以看到,在降水來臨之前,有些雲可以作為徵兆。如卷層雲,通常出現在層狀雲系的前部,其出現還往往伴隨著日、月暈,因此如看到天空有暈,便知道有卷層雲移來,則未來將有雨層雲移來,天氣可能轉雨。農諺“日暈三更雨,月暈午時風”就是指此徵兆。