天上的鉤子:鉤捲雲--中國數字科技館

2020-11-25 中國科學技術館

    天空上飄來幾條彎彎細細的雲絲,讓我們給這種雲起個名吧。「鉤鉤雲」?「鉤子云」?「掛鈎雲」?看來人們只要見到這種雲,就很難將它的名字和「鉤」字脫離關係。這種形似彎鉤的雲彩在氣象學上被稱為「鉤捲雲」,民間通常叫它鉤鉤雲,屬於長相很奇怪的一類雲彩。至於它長相為什麼這樣奇怪,我們還要了解鉤捲雲的形成。

 

捲雲——一萬米高空的薄紗

 

    坐飛機的一件樂事便是可以欣賞千奇百怪的雲海。不過在我們欣賞「腳下」雲海的同時,可別忘了還有一些雲依然飄在頭頂上。從舷窗向上看去,偶爾能看到絲縷般的雲彩從上面飛過,好像羽毛捲曲,也好像薄紗或者髮絲。在西方,人們用「頭髮」這個詞形容它,而在中國,人們喜歡稱之為捲雲。

    什麼是捲雲?如果清晨你能戰勝瞌睡蟲早起,在太陽還沒有爬出地平線時,便有可能看到捲雲化身為金色的絲縷掛在天上。捲雲是雲中的一大類,它與我們常見那種棉花狀的積雲不一樣。積雲位於離地面幾百米到兩千米的高度。而捲雲則高高在上,幾乎達到萬米高度。高空的溫度非常低,本來低空雲是由小水滴組成,到了高空後冷凝成冰,因此捲雲的成分基本上是冰晶。

    「內涵」決定了外表,冰晶捲雲的形態也與小水滴組成的雲不同,形如其名,捲雲總是絲絲縷縷、輪廓朦朧。白天的捲雲色澤潔白,雲體薄而透亮,沒有暗影。在朝陽或者夕陽的照射下,會呈現出金黃的色彩。天氣晴朗的時候,欣賞捲雲瞬息萬變的造型或瑰麗壯觀的色彩,都是豐盛的視覺饗宴。

 

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    那麼捲雲為什麼呈髮絲狀呢?由於捲雲生長在高空,在高空強氣流的帶動下形狀豐富多變,有的像髮絲,有的像羽毛,還有的像魚刺……不過風再厲害,也只能營造出絲縷的效果。要想形成「鉤子狀」的雲彩,還有其他玄機。

 

為什麼是鉤子——捲髮的秘密

 

    「高空上的鉤捲雲,淡淡的,任風撕薄扯長。終於消失了,鉤掛不著藍天,地下,也永遠沒有投影……」這首詩給我們描繪了鉤捲雲的樣子:長長的絲縷,一端如同鉤子或者逗號,而且鉤捲雲出現的時候天空依然湛藍,地上也不會出現雲影。

    鉤捲雲那種絲絲縷縷的樣子與其他捲雲種類並無差異,只是那枚「鉤子」讓鉤捲雲看起來有些特立獨行。為什麼雲端會憑空產生鉤子?這是因為那裡的大氣運動狀況與別的地方不同,分成了兩層,而兩層的風速並不一樣。

    當我們看到鉤捲雲從某個方向飄過來,往往是鉤子的彎頭先到,後面才是直直的拉絲,奇怪的是,通常雲飄來的方向便是風吹來的方向,那為何鉤子的彎頭會跑到前面去了呢?其實在高空中,不同層大氣的水平流動速度差異很大。雖然空氣整體向一個方向運動,但每個層有快有慢。鉤捲雲的鉤子端就形成於跑得比較快的那層大氣,而冰晶落下的地方是跑得比較慢的那層大氣,因此拖出了尾巴。

    其實把鉤捲雲分成兩個部分看待就容易理解它的形成過程了。鉤捲雲一部分是鉤端,是冰晶的集結地;另一部分是尾端,是被吹散的冰晶。鉤捲雲的冰晶是在其「頭部」形成的。冰晶在捲雲中形成之後,還能夠藉助周圍的空氣存在甚至繼續長大,慢慢變沉並下落。下沉後的冰晶和「頭部」分離,遇到下層的風,被兩層不同速度的風拉成了近似水平的絲狀。在我們看來,這種雲就變成「有柄有頭」的鉤子了。

 

鉤子的新產品——大鉤、小鉤和怪鉤

 

    有時候鉤捲雲的形態也會發生變化,比如偶爾可以看到一個小棉球狀的雲彩拉出長長的尾巴,其實這也是一類鉤捲雲,只是鉤子的頭部並不明顯,這說明上下層氣流水平的速度相差懸殊。

    有時鉤捲雲的鉤子變得異常碩大——這哪是鉤子,整個一個扳手啊!這類鉤捲雲所處的地方,上下兩層大氣的厚度比較大,而且風速相差較小。還有些時候,鉤子的方向與平時正好相反——這是上層流動慢,下層流動快的結果。

 

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天上鉤鉤雲——地上雨淋淋

 

    不管怎麼說,鉤捲雲絕對算一種有個性的雲。在人們用拉丁文給各種雲彩命名時,採用了各種各樣的詞彙進行修飾,比如用「波狀」這個詞可以修飾高積雲、捲積雲、層積雲等。但「鉤狀」這個詞只能對捲雲使用,因為別的雲類中沒有像鉤子一樣的成員。也因為這種特殊性,讓人們自古就開始念叨這種雲彩。在西方,鉤捲雲也被稱為「馬尾雲」,船員們會說,見到馬尾雲,帆船不能行。意思就是馬尾雲出現後會出現風雨交加的天氣。而在東方,這種說法也很多,比如中國北方人說「天上鉤鉤雲,地上雨淋淋」,這是表明鉤捲雲出現後就要下雨了。

    當春秋季節的冷空氣到來之前,高層大氣先出現變化,伴隨著強烈水平風和風切變,這種情況下容易產生鉤捲雲。如若鉤捲雲迅速增多並繼續發展,雲量增加,雲層加厚,捲雲轉為捲積雲或者卷層雲,這種情況往往預示著冷空氣逼近,不久就要下雨了。

    然而也有些不一樣的例子,比如還有一種說法是「鉤鉤雲消散,晴天多乾旱」,在這種情況下,冷空氣過境會攜帶捲雲,而冷空氣影響後,例如雨後或者冬季,常會出現天高雲淡的情形。當冷空氣離開了,鉤捲雲就會逐漸消散,預兆未來會是晴天少雨的天氣。

 

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