研究內容
層狀雲和積狀雲的水平尺度和動力過程都有顯著的差別，雲動力學分為層狀雲動力學和積雲動力學兩個分支。
雷雨雲的結構圖層狀雲動力學 主要研究層狀雲中各種尺度的動力、熱力結構及其演變規律。層狀雲是在氣流輻合而緩慢抬升、湍流混合和輻射冷卻等過程中形成的，其中以氣流輻合抬升最為重要。大範圍的降水層狀雲系，一般都同氣鏇、鋒和切變線等天氣系統相聯繫，其水平尺度同天氣尺度天氣系統相當，約為1000公里，維持時間為1～3天。層狀雲系的上升氣流運動速度約為幾厘米每秒，它同地面雨強約為1毫米/小時的降水區相對應。
20世紀60年代以來，通過雷達、飛機和加密的氣象觀測網，對冬季溫帶氣鏇的層狀雲系進行了詳細的探測。用都卜勒雷達測得的暖鋒鉛直環流，大體上同天氣分析的結果一致。此外，還觀測到一些中尺度的上升氣流區，其水平尺度約為50公里，升速為幾十厘米每秒 ，此上升氣流區同地面雨強約 10毫米/小時的雨帶相對應。這些中尺度雨帶一般同鋒面平行，按其位置不同，可分為暖鋒雨帶、暖區雨帶和冷鋒雨帶。在冷鋒的地面鋒線附近，發現有小尺度的低層輻合上升區，其水平寬度不到10公里，升速為100厘米/秒，它隨鋒線移動，造成地面的冷鋒狹雨帶。在層狀雲系的中尺度上升氣流區內，高空往往有一些小尺度的降水生成中心，其水平尺度為幾公里，上升氣流約為100厘米/秒。它們生成大量降水粒子胚胎，落到下層，逐漸長大而形成較強的降水中心。
雲動力學夏季，由於對流的發展，在層狀雲系中往往觀測到積狀雲，形成層狀-積狀複合雲系，其熱力、動力結構更為複雜。這類複合雲系有時能產生暴雨，一天的降雨量可達幾百毫米。層狀雲中各種尺度的熱力結構和動力結構，對降水的形成過程起著十分重要的作用，必須加強對它們的細緻觀測。至於雲內外不同尺度的空氣運動和各種作用力的關係，還有待於探索和研究。
積雲動力學 主要研究積雲（包括淡積雲、濃積雲、積雨雲等整個積狀雲）的熱力、動力結構，各種作用力和積雲內外的空氣運動的關係。
動力結構 積雲的水平尺度和鉛直尺度具有同一數量級，約為 1～10公里。積雲發展的完整過程經歷了三個階段：a發展階段。雲頂向上發展，雲中盛行上升氣流，其速度為1～20米/秒；b成熟階段。雲頂高度變化很小，雲中除上升氣流外，局部出現有系統的下沉氣流，降水產生並發展；c消散階段。雲體逐漸消散或轉化為層狀雲，雲內盛行下沉氣流，降水維持，轉而停止。積雲的生命一般為幾十分鐘到 2小時。特彆強盛的積雨雲可持續幾小時，其水平範圍可達40公里，常產生強烈的降水、冰雹、雷暴和大風天氣。這種積雨雲（或雲群）稱為強對流風暴。強對流風暴的內外空氣流場，往往在一段時間內保持相對穩定，由一支上升氣流和一支下沉氣流組成：上升氣流由風暴移動方向的右前側從近地面層向上傾斜入雲，在高層沿雲移動的方向流出，形成雲砧；下沉氣流從雲後中層流入，從近地面層流出(圖3）。
影響因子
積雲影響積雲發展的主要因素包括：
①大氣溫度直減率。積雲發展的主要動力是雲中空氣比周圍大氣密度小所引起的阿基米德浮力（見大氣中的作用力）。這種密度差依賴於大氣溫度隨高度的遞減率。積雲在上升過程中，溫度一般按濕絕熱過程變化。當大氣溫度直減率大於濕絕熱直減率時，浮力在積雲上升中增加，對流就可以發展（見大氣靜力穩定度）。
②近地面層大氣的不均勻加熱和水平輻合。它們能觸發積雲的對流。
③積雲同環境的交換。積雲內外的空氣，存在著熱量、動量和水分的混合交換（又稱夾卷），它減小了積雲的浮力和含水量，阻礙積雲的發展。
④雲的微物理過程。雲和降水粒子的蒸發、凝結、凍結和融化等，伴隨著相變潛熱的釋放和吸收，影響了積雲的溫度和氣流。降水粒子的拖曳作用，則促進雲內下沉氣流的發展。
⑤環境風的鉛直切變、低層空氣和水汽的輻合、積雲周圍空氣的補償下沉運動等。它們對積雲發展有明顯的影響。
理論研究
從40年代以來，人們提出了幾種積雲理論模式：
人工降水①氣塊模式。假設積雲是一團內部均勻的浮升氣塊，用參數化（見數值天氣預報）的辦法處理雲內外的混合交換，用質點力學的辦法計算積雲在上升過程中的各種要素的演變。當知道環境大氣各種參數時，可以預報積雲發展過程的特徵。
②氣柱模式。即一維的時間變化模式，它把積雲看作圓柱狀的氣流，在任一高度的截面上，其內部都是均勻的。用參數化的或者從空氣的連續方程計算所得的夾卷率，處理雲內外的湍流和混合交換，它可以計算積雲在生消過程中各高度上各種要素隨時間的演變。
③運動場模式。把積雲的發展和環境空氣當作統一的流體力學過程加以研究。它可以計算二維空間或三維空間積雲演變的全過程。
這些理論模式，一般包括積雲動力方程、熱力學方程、連續方程以及反映雲和降水微物理過程的方程組。它們是十分複雜的非線性方程組，一般用電子計算機求解。理論模式的計算，已能在不同程度上模擬積雲的結構、演變以及降雨、降雹等過程，並開始套用於人工降水、人工防雹等試驗的設計和效果的檢驗方面。從20世紀70年代以來，對幾個積雲的合併、中尺度環境同積雲的相互作用等問題的理論研究，已取得了進展。
相關學科
大氣科學、氣候學、物候學、古氣候學、年輪氣候學、大氣化學、動力氣象學、大氣物理學、大氣邊界層物理、雲和降水物理學、雲和降水微物理學、雷達氣象學、無線電氣象學、大氣輻射學、大氣光學、大氣電學、平流層大氣物理學、大氣聲學、天氣學、熱帶氣象學、極地氣象學、衛星氣象學、生物氣象學、農業氣象學、森林氣象學、醫療氣象學、水文氣象學、建築氣象學、航海氣象學、航空氣象學、軍事氣象學、空氣污染氣象學。
