雨层云
雨层云(Nimbostratus),简称Ns,是低云族中一种深厚的层状云,属于层状云系的一种。它通常出现在暖锋或静止锋的下层,是持续性降水的主要云系1。雨层云的云体均匀成层,呈暗灰色,厚度较大,常布满全天,完全遮蔽日月2。其云层底部高度一般在600米至2000米之间,云层厚度可达4000米以上,甚至延伸至对流层顶3。
雨层云主要由水滴组成,中上部常包含冰晶,属于冰水混合云。其形成与大规模的系统性上升运动有关,如暖锋过境时暖空气沿锋面缓慢滑升冷却凝结而成,常伴随连续性雨雪天气4。由于雨层云云层深厚且含水量丰富,对航空飞行安全构成威胁,如导致飞机积冰和能见度急剧下降5。民间谚语“天上灰布悬,雨丝定连绵”生动地描述了雨层云带来的持久阴雨天气6。
基本信息
- 中文名
雨层云7
- 外文名
Nimbostratus8
- 简称
Ns7
- 应用领域
气象学、航空航天2
- 学科类型
大气科学1
概念释义
定义与外观
雨层云是低云族中一种低而漫无定形的云层,云体均匀成幕状,颜色呈暗灰色或灰白色,厚度很大,能够完全遮蔽太阳和月亮,使天空显得阴暗2。其云底高度通常较低,变化范围较大,一般在600米至2000米之间,但在特定条件下可能更低9。
识别特征
雨层云的辨识特征非常明显,主要包括:
颜色与形态:呈暗灰色,云体均匀一致,无明显的起伏,像一块巨大的灰色布幔7。
覆盖范围:水平分布范围极广,常布满全天,无缝隙2。
降水特征:常带来连续性的雨雪天气,即使不降水,云底也常伴有下垂的雨雪幡10。
下部特征:云底常伴有碎雨云(Fn),这是由于降水物蒸发使云下空气湿度增大,在乱流作用下凝结而成的不规则碎云块11。
形成原理
形成条件
雨层云主要形成于暖锋或静止锋的锋面附近。当暖湿空气沿锋面在冷气流上方缓慢滑升时,由于绝热冷却作用,水汽达到饱和并凝结成云12。这种系统性的上升运动范围广、时间长,从而形成了深厚、宽广的雨层云。此外,雨层云也可由高层云(Altostratus)加厚、云底降低演变而来13。
演变过程
在天气系统发展过程中,雨层云是锋面云系中最靠近锋线附近的云层14。当暖锋逼近时,天空中首先出现卷云(Ci),随后演变为卷层云(Cs),紧接着是高层云(As),最后才是雨层云(Ns)。雨层云的出现标志着暖锋即将过境,暖空气开始控制当地,天气转坏并开始降水15。
垂直结构
雨层云具有深厚的垂直结构,其厚度通常在4000米至5000米,有时甚至可达8000米以上,直达对流层顶16。其垂直结构并非均匀一致,通常呈现出明显的分层特征:
下部:云底高度较低,通常由温度高于0℃的过冷却水滴组成,这是导致飞机积冰的主要区域15。
中部:由过冷却水滴和冰晶混合组成。
上部:温度较低,主要由冰晶组成17。 这种结构使得雨层云不仅能形成液态降水,在高纬度或冬季寒冷地区,也能形成降雪18。
天气征兆与影响
天气伴随现象
雨层云是典型的“坏天气云”,其出现通常预示着天气将转坏。
降水:常带来大范围、长时间的连续性降水,这是其最显著的特征19。
能见度:由于云层深厚且底部混乱,能见度通常较差,云下地面视野模糊20。
伴随天气:在夏季或暖季,雨层云内部有时会包含强烈的对流区域,甚至隐藏积雨云(Cumulonimbus),偶尔会伴随雷电或阵性降水21。