龍首雲、鳳尾雲、波浪雲、「夜光雲」、火箭雲、七彩雲…最近北京天空各種雲拼了命地上熱搜,這些「花裡胡哨」的雲都是啥?
來來來,大家一起抬頭,跟著我們把視線慢慢探向高空。
▲第一站:對流層(Troposphere)
首先是離我們最近的對流層,這裡是雲的故鄉,可以說我們平時抬頭看到的雲,99%都是來自這裡。
這些雲,有風的塑形再配合一點想像力,就出現了貓貓雲、心形雲、麼麼噠雲……總之,只要風給力、想像力足夠,上熱搜並非難事。
各種「神奇」的雲。(圖片來源:@微天下@江西氣象)
而有的雲則是真的罕見。
比如最近北京上空出現的莢狀雲、波浪雲,一般常見於層積雲或高積雲裡。
12月19日,北京天空出現莢狀雲。(白巍/攝)
莢狀雲是由上升氣流與下沉氣流共同影響形成,常為中間厚邊緣薄,形似豆莢;而波浪雲是由於高層空氣密度的差異,大風將上層雲吹出波浪的形狀,可以說它是大風在高積雲上吹起的漣漪。
又比如「核彈雲」,它實際上是發展旺盛的強對流雲系,通常是因為雷暴將雲層推向大氣層高處而形成的,這種雲威力強大,可能伴隨冰雹、破壞性大風、致命的龍捲風、洪水、閃電、暴雨等,也是十分危險的。
5月31日19點前後,吉林敦化地區強對流天氣,天空出現龐大雷暴雲。(拍攝/許金星)
以及,大家經常接力轉發求好運的七彩雲。這些七彩雲,大多是捲雲,由於捲雲的雲層高度高,多由冰晶構成,對陽光的反射率更高,遇上合適太陽高度角,就呈現絢麗多彩的顏色。
6月12日,廣西南寧雨後出現七彩祥雲。(攝影/譚鎔秋莫保結)
▲第二站:平流層(Stratosphere)
到了平流層,一下都平靜了下來。
這裡的氣流多作水平運動,對流十分微弱,所以一般商業客機為避開對流活動而產生的氣流,會升至平流層底處巡航。乘坐飛機,你將感受到漫步雲端是種什麼體驗。
如果太陽高度角、雲層水汽條件合適,飛機上的你還將看見與彩虹形成原理一樣的——「佛光」,它可以說是縮小版的圓環彩虹。
11月3日,有網友乘坐廣州飛往北京的途中,看到下方雲層上有一架身披著彩虹的飛機影子。(圖片來源:沸點視頻截圖)
但要說炫彩,極地平流雲(polar stratosphere clouds)才是這裡最驚豔的存在,它還有種更接地氣的形態——珠母雲。
極地平流雲作為一種背風波雲型,十分罕見,往往出現在高緯度地區離地面20~30km的高空,它的出現需要極低的氣溫,那如珍珠貝母般斑斕的色彩是太陽光衍射作用的結果。
挪威上空的絢爛珠母雲。(轉自:@CNU_blank圖片來源:Tumblr)
▲第三站:中間層(Mesosphere)
如果我們把視線再往高處探,將來到中間層,即平流層頂到85千米之間的大氣層。
這裡少有訪客,偶有流星和部分人造航空器掠過,也是來去匆匆。
當來自太空的物體進入大氣層時,中間層是它們遇到的第一個稠密的氣體區域,與大氣中的氣體粒子碰撞後,大部分天外來客都會蒸發或融化,而這個過程就成了我們所見的流星,所以中間層也是大部分流星的安息之所。
當地時間2019年8月13日,土耳其烏沙克,英仙座流星雨划過夜空。(AnadoluAgency/GettyEditorial/版權圖片來源視覺中國)
中間層還有神奇又罕見的存在——精靈(sprites)。
這種被稱為精靈的閃電形成於中間層,有環狀、噴射直流狀、也有水母狀,往往出現在雷雲上方數公裡甚至更高處,高空精靈等高層大氣中的光學事件,這是雷擊產生的電磁波的結果,電磁波向上擴展並撞擊電離層而形成。從人類1994年拍到它第一張彩色照片到現在,也才不到30年。
10月15日,飛行員ChrisHolmes在墨西哥灣35000英尺巡航時,突然距離約35英裡的雷暴雲上空出現了一個精靈閃電。(圖片來源:Spaceweather.com)
精靈閃電之上,還有世界上最高的雲——夜光雲。
夜光雲出現在接近中間層頂部的高度,距離地面一般80km左右高度,它是由遺落在中間層的流星塵埃和從下層大氣翻湧上來的水汽凝結而成;它是如此之高,以致於當日落後或黎明前、地面還是夜色瀰漫時,它是天空中最亮眼的存在,從地面上看,如水波痕紋般遊弋在空中。
網友@An9Angel在愛爾蘭拍攝到的罕見夏季夜光雲。(已獲作者同意圖片轉載使用)
這種罕見的雲只有在高緯度地區(50-65°)才能看見,不過如果遇上火山噴發、或火箭等人造飛行器發射,給中間層帶來合適的塵埃,再遇上合適的氣溫、水汽條件,那麼也可能「製造」出夜光雲。
12月7日,太原衛星發射中心發射火箭,火箭升空後其尾跡被太陽餘暉照亮,形成航跡雲,其尾跡被太陽餘暉照亮而出現的痕跡,由於高空風大,它長被吹出錯亂線條狀。(拍攝/鄭睿)
▲第四站:熱層(Thermophere)/電離層(Ionosphere)
這裡的空氣極其稀薄,是大氣的荒蕪之地。存在於此的極光,是你抬頭能看到的大氣最後一抹光亮。
地球上的極光只會出現在高磁緯地區上空,是由於來自磁層和太陽風的帶電高能粒子被地磁場導引帶進地球大氣層,並與高層大氣(熱層)中的原子碰撞造成的發光現象。
南極地區拍攝的極光與銀河。(拍攝/南極科考隊員趙勇)
探空之旅至此結束,為了方便大家更好理解,我們還可以用下圖梳理下get到的知識點。
圖片來源:RandyRussell,UCAR;翻譯:中國天氣網
只要仰望天空,從未讓人失望。
當然,請注意以上所有都有個前提——大氣通透度高,沒有霧或霾。