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云

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中文名：云 外文名：cloud 主要组成：水滴、过冷水滴、 冰晶或混合组成 基本分类：三族十属二十九类

云( cloud )，是大气层中以水为主，包含其他多种较少量化学物质构成的可见液滴或冰晶集合体，这些悬浮的颗粒物也被称作气溶胶。研究云的科学称为云物理学，为气象学的一支。实务上，云专指距离地面较远的液滴冰晶集合体，距离地表较近的则称为雾，不过两者在化学构成上其实是相同的。在太阳系的其它一些行星和卫星上也观测到云。由于各星球的温度特性不同，构成云的物质也有多种，比如甲烷，氨，硫酸。云在中华文化中具有重大价值意义，在古典文学中，由于云的轻、淡、随风吹送、高举脱俗，盈溢等现象，常被寄托为作者的的理想、品质、操守、气节、感悟等。

科学上，云的主要结构为水，当大气中的水气达到饱和蒸汽压时，便会成云。在地球上，水气能达到饱和通常肇于两种原因：空气的冷却和水气的增加。当云的密度超过空气浮力时，有些云会落至地面，形成降水；幡状云则不会形成降水，因为所有液态水在到达地表前就先被蒸发了Template:请求来源。云是地球上水循环和能量的最好例子。太阳辐射电磁波至地表，提供热能使地表水蒸发形成水蒸气；最后，云再借由降水的方式释放潜热并将水回归至地表。

云的颜色与外观成因于水滴或冰晶散射阳光的行为。此外，因为云反射和散射所有波段的电磁波，所以云的颜色成灰度色，云层比较薄时成白色，但是当它们变得太厚或太浓密而使得阳光不能通过的话，它们可以看起来是灰色或黑色的。

虽然地球上大部分的云都形成于对流层，但有时也会在平流层和中间层观测到云。这三个大气层的主要圈层常并称为“均质层”，均质层中大气各物质组成比例大致均匀（水除外），不太因地点、时间、高度改变。均质层常与非均质层作为对比，后者由增温层和散逸层组成属于外层空间的过度区。

影响

云吸收从地面散发的热量，并将其反射回地面，这有助于使地球保温。但是云同时也将太阳光直接反射回太空，这样便有降温作用。哪种作用占上风取决于云的形状和位置。

从地面向上十几公里这层大气中，越靠近地面，温度越高，空气也越充足；越往高空，温度越低，空气也越稀薄。 另一方面，江河湖海的水面，以及土壤和动、植物的水分，随着蒸发到空中变成水汽。水汽进入大气后，成云致雨，或凝聚为霜露，然后又返回地面，渗入土壤或流入江河湖海。以后又再蒸发（汽化），再凝结（凝华）下降。周而复始，循环不已。 水汽从蒸发表面进入低层大气，这里的温度高，所容纳的水汽较多，如果这些湿热的空气被抬升，温度就会逐渐降低，到了一定高度，空气中的水汽就会达到饱和。如果空气继续被抬升，就会有多余的水汽析出。如果那里的温度高于0℃，则多余的水汽就液化成小水滴；如果温度低于0℃，则多余的水汽就凝华为小冰晶。在这些小水滴和小冰晶逐渐增多并达到人眼能辨认的程度时，我们所说的云就形成了。〔注:高空中压强减小，水的凝固点会升高而大于0℃〕

成因

这可能发生在大气中水气的含量称为湿度。在定温下，水气含量超过饱和蒸汽压便会开始凝结。饱和水气压和空气温度、压力有关，一般来说，饱和水气压随高度上升而递减。因此，当潮湿空气所处位置温度较低时，便容易饱和，此时水分子就会聚集在空气中的微尘（凝结核）周围，形成云。至于潮湿空气会位于低温地区的原因有很多，主要包括以下几种，依照其形成的原因或外观命名。

颜色分析

天空有各种不同颜色的云，有的洁白如絮，有的是乌黑一块，有的是灰蒙蒙一片，有的发出红色和紫色的光彩。这里面，云的厚薄决定了颜色，我们所见到的各种云的厚薄相差很大，厚度可达7-8公里，薄的只有几十米。有满布天空的层状云，孤立的积状云，以及波状云等许多种。很厚的层状云，或者积雨云，太阳和月亮的光线很难透射过来，看上去云体就很黑；稍微薄一点的层状云和波状云，看起来是灰色，特别是波状云，云块边缘部分，色彩更为灰白；很薄的云，光线容易透过，特别是由冰晶组成的薄云，云丝在阳光 下显得特别明亮，带有丝状光泽，天空即使有这种层状云，地面物体在太阳和月亮光下仍会映出影子。有时云层薄得几乎看不出来，但只要发现在日月附近有一个或几个大光环，仍然可以断定有云，这种云叫做“薄幕卷层云”。孤立的积状云，因云层比较厚，向阳的一面，光线几乎全部反射出来，因而看来是白色的；而背光的一面以及它的底部，光线就不容易透射过来，看起来比较灰黑。日出和日落时，由于太阳光线是斜射过来的，穿过很厚的大气层，空气的分子、水汽和杂质，使得光线的短波部分大量散射；而红、橙色的长波部分，却散射得不多，因而照射到大气下层时，长波光特别是红光占着绝对的多数，这时不仅日出、日落方向的天空是红色的，就连被它照亮的云层底部和边缘也变成红色了。由于云的组成有的是水滴，有的是冰晶，有的是两者混杂在一起的，因而日月光线通过时，还会造成各种美丽的光环或彩虹。

形态各异的云

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锋面云

当冷暖锋交会时，温度较高，水气含量通常也较高的暖气团因为重量较轻，而在锋面处抬升，成云。台湾每年4至6月的梅雨就是一个很好的例子，气象图上经常可以看到一个长条状的连续云带。

地形云

当潮湿空气因为海风、季风、信风、谷风等原因被吹送至一个地形爬升的地方时，湿空气会沿正地形上升至低温的高空，形成云。由地形云导致的雨称为地形雨，印度的乞拉朋吉地区便常因为地形云、地形雨导致大量降水。

平流云

当气团经过一个较冷的下垫面时，例如一个冷的水体，便可能成云。

对流云

当空气对流时，通常含水量较高的暖空气会因为较轻而上升，到低温的高空时便有可能成云。

气旋云

海面水气随气旋气流上升而产生的云，例如台风系统丰富的云胞。

火积云

火积云是一种相当浓厚的积云，常伴随火山或山火等高温环境中形成。火积云是因为来自地表的空气被加热到极高温而形成。高热会产生对流使气体上升到稳定的区域，成云。世界气象组织并无将火积云列为独立的类别，而是列入积云中。

蕈状云

蕈状云，是一种由烟尘组成的蘑菇状火积云，通常由大爆炸引起的水蒸气压缩造成。当水气解压缩时，温度会降低，形成云朵。蕈状云常见于核爆炸、火山喷发和撞击事件。世界气象组织并无将蕈状云列为独立的类别，而是列入积云中。

云的分类

简单来说，云主要有三种形态：一大团的积云、一大片的层云和纤维状的卷云。

云的科学分类最早是由法国博物学家让-巴普蒂斯特·拉马克于1801年提出的。1803年，业余气象学家卢克·霍华德提出以拉丁语命名云的想法。1929年，国际气象组织以霍华德的分类法为基础，按云的形状、组成、形成原因等把云分为十大云属。而这十大云属则可按其云底高度把它们划入三个云族：高云族、中云族、低云族。另一种分法则将积云、积雨云从低云族中分出，称为直展云族。这里使用的云底高度仅适用于中纬度地区。在中文命名上，高云族云属的开头是“卷”、中云族是“高”、低云族是“层”。

高云族

• 卷云（Ci, Cirrus）：常呈丝条状、羽毛或马尾状、钩状、片状、砧状等。
• 卷积云（Cc, Cirrocumulus）：似鳞片或球状细小云块。
• 卷层云（Cs, Cirrostratus）：呈薄幕状。

高云形成于6000m至18000m高空，对流层较冷的部份。分三属，都是卷云类的。在这高度的水都会凝固结晶，所以这族的云都是由冰晶体所组成的。高云一般呈纤维状，薄薄的并多数会透明。

中云族

中云于2500ｍ至6000m的高空形成。它们是由过度冷冻的小水点组成。

• 高积云（Ac, Altocumulus）：呈扁圆形、瓦片状等，且以波浪形排列。
• 高层云（As, Altostratus)：像一种带有条纹的幕，颜色多为灰白色或灰色。

低云族

低云是在2500ｍ以下的大气中形成。当中包括浓密灰暗的层云、层积云（不连续的层云）。

• 层云（St, Stratus）：层云完全没有结构，它由细小的水珠组成。层云接地就被称为雾。
• 层积云（Sc, Stratocumulus）：层积云由积云平展而成，常呈波状，较薄处为白色或浅灰色。
• 雨层云（Ns, Nimbostratus）：雨层云呈暗灰色，云层较厚且均匀，覆盖全天，常伴随持续性降雨。

直展云族

• 积云（Cu, Cumulus）：积云如同棉花团，云体垂直向上发展，常见于上午，午间发展最旺盛，并于午后开始逐渐消散。

• 积雨云（Cb, Cumulonimbus）：由积云发展而来，伴随雷暴与阵雨，云体高耸，顶部常呈花菜状或砧状，云底阴暗。

直展云有非常强的上升气流，所以它们可以一直从底部长到更高处。带有大量降雨和雷暴的积雨云就可以从接近地面的高度开始，然后一直发展到13000m的高空。在积雨云的底部，当下降中较冷的空气与上升中较暖的空气相遇就会形成像一个个小袋的乳状云。薄薄的幞状云则会在积雨云膨胀时于其顶部形成。

其他

凝结尾迹(飞机云)是指当喷射飞机在高空划过时所形成的细长而稀薄的云。

夜光云很罕见，它形成于大气层的中间层，只能在高纬度地区看到。

晨辉是超罕见且超美丽的云，通常出现在早晨，所以英文是与牵牛花相同的Morning Glory。

火焰云、火烧云或流火云，通常发生在日出和日落的时分，天空的云层会呈现一片由黄色到红色的云彩，气象学上称为“霞”。因为日出和日落的时候，太阳的位置靠近地平线，此时太阳与地面之间的夹角很小，太阳的光线必须通过较厚的大气层，才能够达到地面。太阳光线的光谱中含有七种颜色的光线，其中以红光和橙光穿透大气层的能力相对较强，因此较其他颜色的光线容易抵达地面。因此在日出与日落的时候，从地面用肉眼观看天空的云层，较容易看见一片橘红色的天空。火烧云的出现代表云层中的水分充足，才会反射出不同的光谱，所以民间盛传火烧云出现后会有大雨，而且过去台风来临前，也常见有火烧云的气象，但中华民国的中央气象局指出两者并没有必然关系。

云与天气

民间早就认识到可以通过观云来预测天气变化。1802年，英国博物学家卢克·霍华德提出了著名的云的分类法，使观云测天气更加准确。霍华德将云分为三类：积云、层云和卷云。这三类云加上表示高度的词和表示降雨的词，产生了十种云的基本类型。根据这些云相，人们掌握了一些比较可靠的预测未来12个小时天气变化的经验。比如：绒毛状的积云如果分布非常分散，可表示为好天气，但是如果云块扩大或有新的发展，则意味着会突降暴雨。

对气候的影响

云在天气和气候中的角色是预测全球变暖时的主要不确定性之一。和云有关的过程的脆弱的平衡，以及从毫米到行星的大范围的尺度跨度会造成这种不确定性。因此，全球气候模式很难准确描述大尺度天气和云之间的相互作用。前面章节列出的云的复杂性和多样性增加了模拟的难度。一方面，白云顶部对来自太阳的短波辐射会有反射，从而使得地表冷却。另一方面，大多数到达地面的阳光被地面吸收，加热了地表，地表又会向上发射长波的红外的辐射。但是云中的水对长波辐射是有效的吸收剂。云又接着会向上和向下发射红外辐射，向下的辐射会导致地表的净加热效果。这个过程和温室气体和水汽的温室效应类似。

高层的对流层云（例如卷云）的二重效应（短波反射造成的冷却和长波温室升温效应）会随着云量的增加而相互抵消或是产生微小的净加热效果。这种短波反射效应在中层云和低层云（例如高积云和层积云）中占了主要部分，从而造成几乎没有长波效应和净的冷却效果。很多研究已经开始关注低层云对变化的气候的相应。不同的最先进的全球气候模式对云的模拟可能会产生相当不同的结果，有些显示增加的低层云，有些则得到低层云的减少。

极地平流层云和中层云不太常见，它们的分布不够对气候产生重要的影响。但是，夜光云出现频率自19世纪以来逐渐增加可能是气候变化的结果。

全球亮化

最近的研究显示了全球黯化的趋势。虽然造成这一趋势的原因还没有能被完全理解，但全球黯化（和后来的逆转）被认为是由大气中气溶胶（特别是生物质燃烧和城市污染带来的含硫气溶胶）含量的变化所引起的。气溶胶含量的变化还可能通过改变云滴的尺寸分布或是云的降水特性和寿命而产生对云的间接效应。

地外行星

在太阳系中，任何有大气层的行星或卫星都会有云。金星的厚厚云层是由二氧化硫构成的。火星有很高很薄的水冰云。木星和土星都有一个外层的由氨气云构成的云盖，中间层是硫化铵云盖，里层是水云盖。土星的卫星土卫六上的云被认为主要是由甲烷构成。卡西尼－惠更斯号的土星任务发现了土卫六上存在着液体循环的证据，比如极地附近的湖泊和星球表面的河流冲刷成的沟槽。天王星和海王星的多云的大气中主要是水汽和甲烷构成。

对文化的影响

咏云诗是中国古代唐朝的重要题材类别之一。在古典文学中，云主要具备三种意象：“无心出岫”之出世义、“从龙为霖”之济世义和“巫山神女”之荒淫义。三种典故来进行。初唐时期，咏云诗多半只就“云”之外观与周遭自然环境的描写。盛唐时期，由于科举多以瑞云为题以及安史之乱的爆发，使唐朝政治日渐败坏，诗人有经世济民之心，故“从龙为霖”典故的使用，亦在此一背景下从盛唐以至中、晚唐逐渐趋于频繁。