“看，多漂亮的火燒云!”“我拍的這張是不是積雨云?”最近，網(wǎng)絡(luò)上經(jīng)常有人上傳云的照片，并熱烈討論其名稱和背后的天氣現(xiàn)象。之所以有這一熱潮，歸因于今年世界氣象日的主題。3月23日是世界氣象日，每年的主題各有不同，今年是“觀云識天”。知名天氣預(yù)報(bào)節(jié)目主持人宋英杰認(rèn)為，這是多年來世界氣象組織頒布的主題中“最親民”的一個(gè)，因?yàn)?ldquo;云誰都可以看得見，每個(gè)人都能說上兩句”。

為什么觀云能“識天”?除了肉眼觀察，還有哪些手段能預(yù)測天氣?當(dāng)今時(shí)代，鼓勵(lì)大家觀云還有啥意義?針對這些問題，記者采訪了相關(guān)專家。

濃積云伴有碎積云，在陽光下邊緣白而明亮。

陳建軍攝

觀云為啥能“識天”

云的變化能影響整個(gè)大氣輻射的收支平衡，進(jìn)而影響氣溫變化

“烏云和白云打架，誰會贏?”在中國氣象局舉辦的世界氣象日活動上，一個(gè)孩子充滿好奇地問道。中國科學(xué)院大氣物理研究所研究員、云降水物理與強(qiáng)風(fēng)暴重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任孫繼明笑著說：“有可能是烏云先贏，因?yàn)闉踉瓢l(fā)展得比較深厚，上升氣流大，而白云比較淺，上升氣流弱，從能量的角度來說，烏云能夠打敗白云。但是白云處于發(fā)展階段，后期又可能會打敗烏云。”

云，生活中幾乎天天見，與天氣有著千絲萬縷的聯(lián)系。自古以來，就有與云相關(guān)的諺語，例如“有雨山戴帽，無雨云沒腰”“八月十五云遮月，正月十五雪打燈”等。觀云為什么能預(yù)報(bào)天氣?

孫繼明表示，地球有很大面積都被云覆蓋，例如海洋的1/3就在云層覆蓋之下。因此，云的變化能代表一定區(qū)域內(nèi)天氣的變化。

此外，云本身的性質(zhì)決定了它對天氣的影響。云可以分為三大組，分別是低云、中云和高云，類型方面一般有積云、層云、卷云以及雨云。大家常見的“藍(lán)天上白云朵朵”、像棉花一樣的云，就是低云。高云主要由冰晶組成，太陽光可穿透，它吸收地表和大氣發(fā)出的長波輻射，可以給地面增溫;低云是水滴分子，主要反射太陽的短波輻射，導(dǎo)致地面降溫。所以，云的變化會影響整個(gè)大氣輻射的收支平衡，進(jìn)而影響全球氣溫的變化，不同類型的云也就意味著不同天氣狀況。“有時(shí)候云是一種指示，我們不僅關(guān)心暴雨，還要關(guān)心暴雨的形成機(jī)理。每一種云的形成都結(jié)合了微物理過程，和我們的生活密切相關(guān)，因此什么樣的云都需要研究。”

不過，隨著全球氣候變化，這些觀云識天的諺語還靠譜嗎?會不會像二十四節(jié)氣一樣，在氣象指征和溫度閾值方面有所改變?

對此，孫繼明表示，諺語是勞動人民在勞動過程中總結(jié)出來的經(jīng)驗(yàn)，有一定科學(xué)道理。例如“日暈三更雨，月暈午時(shí)風(fēng)”，就是因?yàn)殇h面(溫度、濕度等物理性質(zhì)不同的兩種氣團(tuán)的交界面)過境之前有不同的云系，高處出現(xiàn)高云，在太陽的折射反射之下產(chǎn)生暈，此后鋒面過境時(shí)就會有雷暴天氣。“當(dāng)然，諺語也不是百分百準(zhǔn)確，因?yàn)樽匀惶鞖獾那闆r非常復(fù)雜，隨時(shí)可能發(fā)生變化。”

除了自然因素，這些年人類活動導(dǎo)致的全球氣候變化對云是否有影響?專家舉例說，郵輪在海上航行時(shí)會排放煙霧，研究其軌跡可以看到，排放路線上的云滴會增多。但如果想判斷氣候變化對云的具體影響，需要進(jìn)行數(shù)字模擬。在目前的技術(shù)條件下，一些較小的淡積云和濃積云無法被模擬，結(jié)果也就不太準(zhǔn)確。

“氣候變化與云的關(guān)系是個(gè)非常復(fù)雜的科學(xué)問題，氣候變化條件下云有多少增減，現(xiàn)階段我們還不能確定地說。相信隨著技術(shù)的發(fā)展，未來會有更精確的結(jié)果。”孫繼明說，氣候變暖和云的變化很難直接建立簡單的線性關(guān)系。聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會(IPCC)第五次評估報(bào)告表示，“變暖對低云影響有持續(xù)不確定性”“宇宙射線和云量的變化之間沒有確鑿的聯(lián)系被發(fā)現(xiàn)”。

“云計(jì)算”計(jì)算云

科學(xué)算法不僅能告訴大家哪片云會下雨，還能估算出會下多少雨

古時(shí)候，人們通過肉眼看云來判斷天氣。如今，我們能借助哪些高科技的“千里眼”，更好地觀察云與天氣的關(guān)系?

“觀云識天的方式正在發(fā)生變化，人們不斷改進(jìn)看云的方式，來更好地識天。”中國氣象局氣象探測中心副主任曹曉鐘表示，原來，衛(wèi)星、雷達(dá)等觀測手段還沒發(fā)展起來，通過一定儀器進(jìn)行地面人工觀測十分重要。近幾年隨著科技發(fā)展，地面觀云漸漸成為輔助手段。目前的觀測是地面與衛(wèi)星的結(jié)合。人從地面往上看云的底部，衛(wèi)星從天上向下看云的頂部。二者各有千秋，地面觀測精度高，但是范圍小;衛(wèi)星觀測范圍廣，但分辨率沒那么高。

“現(xiàn)在我們有遙感觀測和數(shù)值模擬。遙感就像是給云照的X光片，得到數(shù)據(jù)成像，圖像中有不同的波段，區(qū)分大氣中不同的水汽含量，從而分析天氣狀況。”國家衛(wèi)星氣象中心副主任、風(fēng)云四號地面應(yīng)用系統(tǒng)總指揮魏彩英介紹，自從有了氣象衛(wèi)星，從觀察到云層上的氣旋時(shí)就開始跟蹤觀測，沒有臺風(fēng)能夠逃出“千里眼”的視野。觀測的頻率也越來越高，原來是一個(gè)小時(shí)看一次，現(xiàn)在有了風(fēng)云四號，半個(gè)地球內(nèi)的任何云系，可以每15分鐘就觀測一次。衛(wèi)星還能通過科學(xué)算法，對云進(jìn)行分類，直觀地告訴預(yù)報(bào)員一片區(qū)域哪里有云、有什么樣的云，通過大數(shù)據(jù)“云計(jì)算”來計(jì)算云。

“前一陣與幾位專業(yè)人士一起看風(fēng)云四號，發(fā)現(xiàn)有一片云怎么都不動，后來才知道，那是積雪。”宋英杰感慨道，“連積雪都看得清清楚楚，可以說，風(fēng)云四號非常精確，展現(xiàn)出的不再是寫意畫而是工筆畫了。”

對此，魏彩英深表贊同：“局地小天氣系統(tǒng)的預(yù)報(bào)難度最大，提高衛(wèi)星分辨率能帶來更精準(zhǔn)的分析。原來的云圖是靜態(tài)的，現(xiàn)在能看到動態(tài)圖，積雨云看起來就像一鍋水燒開了似地不停冒泡。以前咱們常說‘誰知道天上哪朵云會下雨’，現(xiàn)在的科學(xué)算法不僅能告訴大家哪片云會下雨，還能估算出會下多少雨。”

借“觀云識天”鼓勵(lì)大家探索自然

數(shù)值預(yù)報(bào)時(shí)代，氣象科學(xué)進(jìn)步依舊靠公眾參與推動

既然有了氣象衛(wèi)星這一“千里眼”，還有必要鼓勵(lì)大家用自己的眼睛抬頭看云嗎?

中國科學(xué)院大氣物理研究所博士后李汀經(jīng)常在微博上為大家科普氣象知識，她認(rèn)為，比起講述具體的知識點(diǎn)，“觀云識天”更是個(gè)契機(jī)，鼓勵(lì)大家探索自然，培養(yǎng)科學(xué)精神。

“即便是專業(yè)人士觀云，也不敢保證每次都能完整、客觀地識別，讓老百姓準(zhǔn)確判斷就更難了。”曹曉鐘說，云是非常豐富的，在細(xì)微之處有差異。例如，“天上魚鱗斑，不雨也風(fēng)顛”以及“天上魚鱗斑，曬谷不用翻”這兩句話，看上去相互矛盾，其實(shí)都有理。同樣是魚鱗狀的卷積云，大小不同，預(yù)示的天氣情況就不一樣。如果魚鱗云比較大、分布范圍廣，預(yù)示著不穩(wěn)定系統(tǒng)的到來;如果魚鱗云非常小、分布范圍也小，則天氣系統(tǒng)是穩(wěn)定的。

“在這樣一個(gè)用數(shù)值而不是天氣圖進(jìn)行預(yù)測、判斷的時(shí)代，觀云識天更大的意義在于推動公眾參與。人們的關(guān)注和參與能讓氣象話題延續(xù)下去。”李汀說，每個(gè)人接觸氣象都是從日月星辰、風(fēng)云雨露開始的。大家感到好奇的云，通常是特別美的，為了欣賞;或懷疑是“地震云”，出于恐慌。網(wǎng)絡(luò)上，“地震云”理論的支持者和反對者時(shí)常有觀點(diǎn)的交鋒。然而即便是爭論，也說明大家在參與。“今年‘觀云識天’的主題，從距離生活較遠(yuǎn)的政策性話題，回歸到與普通人相關(guān)的純粹氣象話題，帶著一點(diǎn)‘小清新’的感覺。”

宋英杰很認(rèn)同這一點(diǎn)，他表示，氣象作為學(xué)科不應(yīng)該自我封閉。同行者越多，大家的感覺越親切，學(xué)科才能得到更好的發(fā)展。“在氣象這個(gè)行業(yè)當(dāng)中，我們每個(gè)人所做的都是局部，但是堆積、搭建起來，才是真正的‘觀云識天’。”

什么是云(鏈接)

云是大氣中水汽凝結(jié)(凝華)成的水滴、過冷水滴、冰晶或者它們混合組成的飄浮在空中的可見聚合物。當(dāng)太陽光照在地球表面，水(包括江河湖海以及動植物的水分)遇熱形成水蒸氣，而空氣中水汽一旦過飽和，水分子就會聚集在空氣中的微塵(凝結(jié)核)周圍，由此產(chǎn)生的水滴或冰晶會將陽光散射到各個(gè)方向，形成云的外觀。

云是水循環(huán)的重要一環(huán)。隨著云繼續(xù)上升冷卻或云外不斷有水汽輸入，云中水滴或冰晶不斷聚集，致使上升氣流再也無法“托住”時(shí)，這些水汽凝結(jié)物就會從云中降落，形成雨、雪、雹等降水天氣，水便返回地表，或滲入土壤，或流入江河湖海，隨后再蒸發(fā)(汽化)、凝結(jié)(凝華)、下降，周而復(fù)始，循環(huán)不已。