卷云（拉丁文學(xué)名：Cirrus，國(guó)際簡(jiǎn)寫：Ci），屬于高云族，有時(shí)產(chǎn)生在能生成云的最高高度上，云底一般在4500至10000米，由高空的細(xì)小冰晶組成，且冰晶比較稀疏，故云比較薄而透光良好，色澤潔白并具有冰晶的亮澤，通常不減弱日、月光，藍(lán)天中的云絲會(huì)更加潔凈，有蠶絲般的光澤。卷云按外形、結(jié)構(gòu)等特征，分為毛卷云和鉤卷云、偽卷云、密卷云四類。已形成的卷云由于所下降的冰晶通過溫、濕、風(fēng)等不同的氣層，也會(huì)表現(xiàn)為各種形態(tài)，分散個(gè)體常呈絲縷狀、馬尾狀、羽毛狀、鉤狀、團(tuán)簇狀和片狀等多種形態(tài)。
卷云位于地球大氣的對(duì)流層中上層和平流層的下層，卷云對(duì)大氣的冷卻作用和卷云大氣的反射率密切相關(guān)，因此卷云反射率是天氣、氣候和地球能量收支平衡研究中關(guān)注的重要參數(shù)。卷云通過反射太陽輻射（反射率效應(yīng)）、吸收地表和低層大氣的熱輻射以及自身發(fā)射的紅外輻射（吸收效應(yīng)）來調(diào)節(jié)地球大氣的輻射收支，冷卻或加熱大氣。卷云是由大量非球形冰晶粒子組成的，卷云中非球形冰晶粒子在可見光波段和紅外波段的散射和吸收特性對(duì)于利用遙感技術(shù)推測(cè)卷云光學(xué)和微物理性質(zhì)相當(dāng)重要。
簡(jiǎn)介
中文黑云芋螺：卷云
拉丁文學(xué)名：cirrus
國(guó)際簡(jiǎn)寫：Ci
卷云，分離散開處呈白色細(xì)絲狀，或白色（或主要是白色）碎片狀或窄條狀的一種基本云型。
卷云是高云的一種，是對(duì)流層中最高的云，平均高度超過6000公尺。所以清晨當(dāng)太陽還沒有升到地平線上或傍晚太陽已下山后，光線都會(huì)照到這種孤懸高空而無云影的卷云上，經(jīng)過散射后，顯現(xiàn)出漂亮的紅色或橘紅色的霞象，在夏日的晴空中十分常見。
卷云主要或全部由冰晶組成, 水平范圍可達(dá)幾百公里到上千公里, 生命史為幾小時(shí)到幾天。
特征
已形成的卷云由于所下降的冰晶通過溫、濕、風(fēng)等不同的氣層，也會(huì)表現(xiàn)為各種形態(tài)。分散個(gè)體常呈絲縷狀、馬尾狀、羽毛狀、鉤狀、團(tuán)簇狀和片狀等多種形態(tài)。卷云是具有絲縷狀結(jié)構(gòu)，柔絲般光澤，分離散亂的云。云體通常白色無暗影。
卷云的成分多以微小冰晶形態(tài)出現(xiàn)，云體呈白色，也因?yàn)楹斜В钥雌饋磔^透明也較亮，通常不減弱日、月光，藍(lán)天中的云絲會(huì)更加潔凈，有蠶絲般的光澤。只有云體厚密部分，才使日、月光顯著減弱，甚至看不清日月輪廓。有時(shí)伴有暈，暈圈往往不完整。在我國(guó)北方和西部高原，冬季卷云有時(shí)可降零星小雪。卷云云層通常不厚，且細(xì)致而分散，呈現(xiàn)一絲絲的、具有纖維組織的云彩，像羽毛、頭發(fā)、亂絲、或馬尾，姿態(tài)很多。分離散處的云，纖維結(jié)構(gòu)明顯，白色有絲絹光澤，臨近日出日落時(shí)，有鮮明的黃色或紅色，黑夜則呈灰黑色。
卷云產(chǎn)生的高度很高，屬于高云族，云底高度為4500~10000m，有時(shí)也可高達(dá)17000m或低至20000m以下。在這樣的高度上，空氣溫度很低且水汽很少，云由細(xì)小且稀疏的冰晶組成，故比較薄而透光性較好，潔白而亮澤，常具絲縷結(jié)構(gòu)。卷云因?yàn)樵茖犹撸词股尚∷危陆颠^程中很容易蒸發(fā)，不會(huì)抵達(dá)地面，故在地面上不會(huì)感到下雨，象征一整天都會(huì)是晴朗的好天氣。
成因
暈圈卷云形成的原因多樣，或由于高空對(duì)流而形成，往往帶有積云的形狀；或由于卷層云邊緣展裂面成；或由于高積云抬升轉(zhuǎn)化而成；或由高積云所降雪幡殘留空中而成。可見卷云形成的途徑是多樣的。由于卷云薄，陽光和月光可以輕易的通過，因此，作用在冰晶上的光線產(chǎn)生許多奇妙的現(xiàn)象，包括暈圈，即發(fā)光體周圍的模糊光圏。由于卷云是由冰晶組成，所以常呈白色，遠(yuǎn)在天邊時(shí)呈淡黃色，日出日落時(shí)常呈黃色或黃紅色，夜間是黑灰色。
類型
根據(jù)外形結(jié)構(gòu)特征，卷云可分為毛卷云、密卷云、鉤卷云、偽卷云四類。
毛型
毛卷云（Ci fib）云體具有纖維狀結(jié)構(gòu)，常呈白色，無暗影，有毛絲般的光澤，多呈絲條狀、片狀、羽毛狀、鉤狀、團(tuán)狀、砧狀等。多由直徑為10-15微米的冰晶組成。
毛卷云云體很薄，呈白色，毛絲般的纖維狀結(jié)構(gòu)清晰，云絲分散，是絲縷結(jié)構(gòu)十分明顯的卷云，狀如羽毛、亂發(fā)常分散孤立地分布在天空，或成帶與地面斜交。
日、月透過云體地物陰影很明顯。
毛卷云的出現(xiàn)大多預(yù)示天晴，故有"游絲宇宙飛，久晴便可期" 的說法。如果毛卷云變厚，量也增多，甚至發(fā)展成為卷層云，則預(yù)示天氣將有變化。
密型
密卷云（Ci dens）云體具有纖維狀結(jié)構(gòu)，常為白色，無暗影，有毛絲般光澤，多呈絲條狀、片狀、羽毛狀、鉤狀、團(tuán)狀。多是由直徑為10-15微米的冰晶組成，是比較厚密的片狀卷云，邊緣可見明顯的絲縷結(jié)構(gòu)。薄的能看清楚日、月光盤，較厚的僅見日、月位置，最厚的能遮蔽日、月光，此時(shí)呈灰色。其形與高空對(duì)流有關(guān)。密卷云的出現(xiàn)預(yù)示天氣較穩(wěn)定，但如果它繼續(xù)系統(tǒng)發(fā)展并演變成卷層云，則預(yù)示天氣將有變化。
密卷云云體較厚，薄的部分呈白色，厚的部分略有淡影，邊緣毛絲般纖維結(jié)構(gòu)仍較明顯。云絲密集，聚合成片，在云量較多時(shí)，可有不完整的暈出現(xiàn)。
鉤型
鉤卷云（Cirrus uncinus）是一種卷云. 名字來源于拉丁語的意思蜷曲的鉤。又稱海尾mares' tails的鉤卷云，通常是簿、稀疏地在海拔七千米天空的對(duì)流層出現(xiàn)。通常界乎攝氏度四十至五十度的氣溫時(shí)，鉤卷云會(huì)在一股暖鋒或囚鋒接近時(shí)出現(xiàn)；并意味著雨帶的來臨。卷云云體具有纖維狀結(jié)構(gòu)，常呈白色，無暗影，有毛絲般光澤，多呈絲條狀、片狀、羽毛狀、鉤狀、團(tuán)狀、砧狀等。多由直徑為10-15微米的冰晶組成。
鉤卷云云體很薄，呈白色，云絲往往平行排列，向上的一頭有小鉤或小簇，下有較長(zhǎng)的拖尾，很像逗點(diǎn)符號(hào)。鉤卷云的曳尾常是云體的冰晶下落的過程中，因風(fēng)的切變而產(chǎn)生的。鉤卷云常分散出現(xiàn)，如果它系統(tǒng)移入天空，并繼續(xù)發(fā)展，多預(yù)示將有天氣系統(tǒng)影響，甚至可能出現(xiàn)陰雨天氣，所以群眾中流傳著“天上鉤鉤云，地上雨淋淋”的諺語。
偽型
偽卷云（Ci not）云體具有纖維狀結(jié)構(gòu)，常呈白色，無暗影，有毛絲般的光澤，多為絲條狀、片狀、羽毛狀、鉤狀、團(tuán)狀、砧狀等。多由直徑為10-15微米的冰晶組成。偽卷云云體大而厚密，常呈鐵砧狀。是積雨云頂部脫離主體后而成。多在積雨云崩析消散過程中見到。當(dāng)積雨云發(fā)展到消衰階段，云內(nèi)上升氣流減弱，主要為下沉氣流，由于缺乏水汽補(bǔ)給，積雨云母體崩解，其上的云砧部分殘留空中，即成為偽卷云。
它的出現(xiàn)，表征著大氣由不穩(wěn)定轉(zhuǎn)向穩(wěn)定（當(dāng)積雨云的云砧伸展到很遠(yuǎn)的地方，測(cè)站僅見云砧部分，而不見其母體、此時(shí)云砧雖似偽卷云，實(shí)際并非偽卷，而為積雨云的一部分，因此并不表示對(duì)流運(yùn)動(dòng)趨于減弱）。偽卷云是大塊密而厚的冰晶組成的云，色白或深灰、云塊中間部分較均勻，僅其邊緣可見絲縷結(jié)構(gòu)，擋住太陽時(shí)，可使日光減弱，甚至全部不見太陽。
探索
分布及物理特性
卷云在大氣輻射中扮演著重要角色，其在水平方向上的分布影響著地氣系統(tǒng)的輻射場(chǎng)，而垂直方向上的信息對(duì)氣候的反饋也是十分重要的。利用人工觀測(cè)、微脈沖激光雷達(dá)以及毫米波測(cè)云雷達(dá)資料對(duì)卷云的水平分布、光學(xué)特性以及微物理特性進(jìn)行初步研究。(1)利用中國(guó)地區(qū)756個(gè)地面氣象基本基準(zhǔn)站自建站日起至2010年12月的云狀定時(shí)值資料，對(duì)卷云的水平分布以及季節(jié)變化特征進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。結(jié)果表明密卷云的年出現(xiàn)頻率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他三類卷云，基本上呈“南低北高”的特點(diǎn)，頻率高值中心位于我國(guó)西北部干旱地區(qū)，最大值達(dá)到80%以上，而低值中心則位于四川省東南部地區(qū)，出現(xiàn)頻率不到10%。卷云的出現(xiàn)頻率具有明顯的季節(jié)變化特征，整體上由冬到夏，頻率持續(xù)增大，而由夏到秋，頻率減小(2)利用2011年11月至2012年5月北京地區(qū)的微脈沖激光雷達(dá)資料，統(tǒng)計(jì)分析了卷云的云底高度、厚度以及光學(xué)厚度。結(jié)果表明卷云的云底高度主要分布在5-10km之間，平均平均海拔是7.04±1.10km,隨著云底高度的增加，卷云出現(xiàn)頻率逐漸減小；卷云的厚度主要分布在0.3～1.5km之間，平均值為0.73±0.25km；卷云的云底高度和厚度呈負(fù)的相關(guān)關(guān)系；卷云的光學(xué)厚度值小于0.14,光學(xué)厚度與厚度呈正的相關(guān)關(guān)系。(3)對(duì)基于微脈沖激光雷達(dá)和毫米波測(cè)云雷達(dá)聯(lián)合反演卷云微物理特性的算法進(jìn)行了研究，該算法利用微脈沖激光雷達(dá)探測(cè)到的卷云回波信號(hào)反演出的消光系數(shù)和毫米波雷達(dá)測(cè)得的卷云回波信號(hào)強(qiáng)度值共同反演出卷云的IWC (Ice H?O Content,冰水含量)和Dge (General Effective Size,粒子有效尺寸)。通過對(duì)壽縣的一次卷云過程的分析，得出卷云冰水含量分布在10-3～10-1gm-3以及冰晶粒子有效尺寸分布在1～200μm,與經(jīng)驗(yàn)值相符，其變化也符合卷云的演變規(guī)律，說明該方法的有效性。為地基卷云微物理特性遙感提供可行性方法，并可利用衛(wèi)星數(shù)據(jù)進(jìn)行全球卷云微物理特性獲取。
對(duì)地球輻射影響
一是對(duì)太陽短波輻射的散射作用, 減少到達(dá)地表的太陽輻射進(jìn)而對(duì)地表產(chǎn)生冷卻作用；二是卷云具有溫室效應(yīng), 吸收長(zhǎng)波輻射而 起到加 熱作用 ( Zer efo s e t al . , 20 03 ) 。F ua n d L iou ( 19 93) 研究表明薄卷云在大氣層頂造成正的輻射強(qiáng)迫, 而較厚的卷云則表現(xiàn)為冷卻效應(yīng)。I P CC 第四次評(píng)估報(bào)告中指出卷云在輻射強(qiáng)迫和氣候變化中的 作用還 存在很 大的 不確 定性 ( I PCC,2007 ) 。卷云在地球 —— 大氣輻射平衡中具有重要的作用, 其輻射強(qiáng)迫效應(yīng)是當(dāng)前全球氣候變化研究中一個(gè)亟需解決的問題。
參考資料 >
觀云識(shí)天，東東教你讀懂天空的表情.上觀新聞.2024-03-14
卷云.中國(guó)天氣網(wǎng).2024-03-14
合肥研究院等揭示全球卷云反射率長(zhǎng)期變化的經(jīng)緯度分布差異.中國(guó)科學(xué)院.2024-03-14