雲的家族
山羊百科，林文智老師的植物、山岳、攝影紀錄
林文智 牛頓105期 1992/02
目錄 |
前言
小水滴與冰晶的集合體
詭譎多變的雲，優游天地之間，猶如造化傑作，又如頑童恣意塗鴉，時而纖細如羽，
或輕輕一抹，或呈魚鱗片片，在陽光照射下，為天際帶來瑰麗色彩。
時而巍巍如山嶽、如波濤，或轉而烏雲蔽天、呼風喚雨，為大地帶來豐沛雨水。
天上雲彩儀態萬千，卻攸關天候的陰晴，
本文就從崇山峻嶺的的雲鄉來看這個多面貌的家族。
雲的形成是地球上水文循環的一環，與天氣現象有密切關聯性
天氣的變化深深響地球上所有生物的作息，對人類而，言觀察動物的儀器探究大氣運動，無非是想要更了解與我們日常生活息息相關的天空，而這其中，雲的觀察是研究候狀況最基本的項目。
在覆蓋地球的大氣層，內大部分的氣象變化都是發生在最接近地表的流層中，由於對流層中大氣不斷地發生對流活動，因而產生風、雲、雨、雷、颱風等天氣現象，雲量的多寡就與天氣型態的演變過程有著密切的關聯性。
基本上，雲的形成過程是地球上水文循環節。由於海洋、湖泊、河川、土壤及動植均無時無刻將水分蒸發至空氣中，水汽凝結後，即成為微細的小水滴或冰晶，再凝聚浮懸於空中而成為肉眼可見的雲，而雲隨著氣流的推移時聚時散，雲量過多水滴變大即以降雨、冰雹或下雪的方式回歸至地表之上，如此週而復始的循環，衍生出各種天氣變化，同時，各種形態的雲也將天空襯托得變幻莫測、多彩多姿。
水汽凝結成小水滴是附著在凝結核（condenstion nucleus）之上，最能發揮凝結核作用的是鹽與燃燒物的微粒，而凝結核的何量以海洋上空最多，通常都巿也多於鄉村。如果溫度多，通常都巿也多於鄉村。如果溫度得很低，到攝氏零下四十度以下，水汽就直接升華為冰晶，冰晶所依附的中心核為升華核(sublimation nucleus)，缺乏升華核則成為過冷水滴。因此，雲的組成即有三類，第一種為完全由液態水滴構成，包括氣溫於冰點的過冷水滴在內的水滴雲，及第三種兼有水滴及冰晶同時存在的混合雲，混合雲是造成降雨的重要原因之一。
水汽雖為產生雲原因之一，空氣中不能迅速增加極多的水汽以使其飽和，因此產生雲的先條件就在於冷卻作用，而冷卻作用即有接觸冷卻、混合冷卻與絕對冷卻三種，雲的生成以藉由絕對卻為主，例如暖濕氣流超越山嶺而被迫舉升，在上升過程中因膨脹而冷卻，使水汽凝結而形成雲。
雲的形態雖然是變化多端，但仍然有其規律性，一般或描述雲的形態用來分辨者，乃依據其形狀、體積、結構、紋理、色彩狀雲，及光度等。雲的基本型態有三種，一為卷狀雲，雲形如纖維或絲絮狀飄浮空中，二是層狀雲，為層狀或薄片狀的雲，以水平方向為主，在空中廣闊地伸展，三是積狀雲，為重疊或堆積狀的雲塊，以垂直發展為主，雲朵往上隆起。
世界氣象組織(WMO)依高度狀將雲分成高、中、低、直展雲四族，再依據卷狀、層狀、積狀的基本或聯合型態分成十種主要雲屬。其中，高雲族(high clouds)有卷雲、卷積雲、卷層雲三雲屬，依台灣所處的緯度，高雲族的平均高度在地面以上六至十八公里之間，均為冰晶雲；中雲族(middle clouds)有高層雲與高積雲兩雲屬，平均高度在二至八公里之間，高層雲多半是混合雲，高積雲多是水滴雲；低雲族(low clouds)有層雲、層積雲、雨層雲三雲屬，雲底高度低於兩公里，甚至幾可接觸地表，低雲族多是水滴雲，層積雲、層積雲、雨層雲有可能為混合雲，以中、高緯度地區及寒冷季節較常見；直展雲族(vertical development clouds)有積雲及積雨雲兩雲屬，其雲底高度在低雲族的高度範圍間，然而頂部卻常發展至高雲族的高度，所以往往是雲體以水滴組成、而高聳頂部由冰晶組成的混合雲。除了直展雲外，其他雲族也常有跨疊情形，例如高層雲可能伸至高雲族範圍，厚度大的雨層雲其雲頂也可能伸至中雲族範圍。至於高緯度地區各雲族的高度都較低緯度各雲族的高度低些。
雲有雲族、雲屬外，還可再細分為纖細狀、莢狀、絮狀、堡狀等十四類，及透光性、蔽光性、輻射型、波型等九種變型，組合起來，就有莢狀高積雲、波狀高積雲、蔽光高層雲等上百種雲型。
高雲族由冰晶組成，光彩奪目
高雲族的海拔高度是雲屬形成的上限高度，由於高度與氣溫的關係，雲本身由水汽所組成的分子己非小水滴而是小冰晶，在陽光的照射下閃閃發，亮相當搶眼。
在本省高海拔山區觀賞高雲雲族的雲形變化是最佳的位置，清新的空氣與開闊的視野，遠非處於中、低海拔甚至海邊所能比擬，尤其是在日出或日落時刻，更是令人有著異樣的感受。
瀟灑不羈的卷雲
卷雲(cirrus)的外表相當亮麗，它是由數量龐大的小冰晶成，在氣流的帶動下，形成豐富多變的外貌。其色白、有光澤而纖細如蟬絲、髮絲，形如羽毛、馬尾或呈絮狀，尤於日出與日落時，天空常呈現彩霞，其色澤的變化更是令人留連忘返，當旭東昇，卷雲的顏色依序由紅色、桃紅色轉為黃色、白色，而日落時，雲彩變化順序剛好相反。
基本上，天空出現卷雲時,很難判定天氣是否會轉壞，仍須往視往後天空雲屬之間的變化而定，有時在積雨雲消散，天氣轉佳時，終會出現卷雲，而當積雨雲發展過於龐大時，頂部亦會出現纖狀的卷雲，雖煞諺語稱「天上鉤鉤雲，地上雨淋淋」，以形容卷出現往後的天氣狀況，但並非絕對如此。
輕描淡寫的卷層雲
卷層雲（cirrostrtus）是高雲族雲層中不易出現的雲屬，它如一層白色薄紗幕張掛於空中，出現時，天氣型相當不穩定，均視爾後天空水汽多寡而定。
一般在白天出現卷層雲，天氣通常是相當晴朗，如果在日落時出現卷層雲，此時天空的色彩會呈現淡橘紅色，是天氣轉劣的前兆，入夜後其雲層增厚的速度相當快，同時降雨的天數通常是超過四天，甚至可達一星期以上。
當觀測者在適當角度觀察卷層雲時，可看到太陽或月亮周圍有一圈內紅外紫的彩色光環，此種特殊光象稱為暈(halo)，不過白天的陽光較為刺眼，日暈常會被視為白色光圈。
一般所看到的日暈或月暈，其半徑視角約二十二度，這是光線通過卷層雲再經冰晶兩次折射分散成不同方向的各色光。
波光粼粼的卷積雲
卷積雲(cirrocumulus)是由許多白色片狀、鱗狀，或外形如穀粒、漣漪的小塊雲組成，除非是在天氣相當不穩定時，旺盛的氣流將它們吹亂，否則多是相當有序地成行或成群排列在空中。
卷積雲出現的數量不定，常有卷雲相伴，如困布滿整個天空，此種情形俗稱「魚鱗天」，諺語有「魚鱗天，不雨也瘋顛」的說法，亦即形容卷積雲出現後的天氣狀況。在旭日東昇或日落西沉時，卷積雲的雲塊底部通常會泛金黃色，相當秀麗，但這天氣轉劣的徵兆；若是日出時刻出現卷積雲，通常會隨著水汽增厚，再轉為高積雲，之後因雲層迅速增厚，再轉為降雨的雲層，而一般降雨的天數不會超過兩天，甚至更短，但是日落時刻出現卷積雲，降雨的天數常會維持在四日左右，此時在高海拔山區只能等待放晴了。
中雲族聚散變幻，悠悠蕩蕩
由於海拔高度的關係，分布在中雲族高度的雲屬其組成分子為小水滴，除非當時氣溫很低才會有少數小冰晶出現，通常中雲族以高積雲為代表，但是高層雲發展初期也是在相同高度，所以就歸屬於中雲族。
一般觀測中雲族內雲屬之間的變化，最佳位置是高海拔山區，因為在中、低海拔地區不將低雲族的高層雲分辨相當清，而且在低海拔地區也經常被層雲或積雲所阻，無法仔細觀看中雲族內部或中、高雲族間雲屬相互的轉換過程。
分布廣闊的高層雲
高層雲（altostratus）是一層變化不大、雲層內水汽分布布相當均勻的雲屬，由水滴、過冷水滴與冰晶混合成，為淡灰至微藍的幕狀雲，雲層的厚度較卷層雲厚，範圍則相當寬闊。通常在中、低海拔地區較不易看到高層雲，甚至也很難將其與低雲族的層雲分辨清楚，然而在高海拔山區觀測時，可以很明顯地將此兩種截然不同的雲屬區隔。
通常在低海拔觀測高層雲時，只能用太陽作為指標，因為透過高層雲觀看太陽，宛如在晴朗天氣使用毛玻璃觀，只見到矇矓日影，輪廓相當模糊；至於在高海拔山區則可見到高層雲的發展過程，一般而，言高層雲均是從卷層雲逐漸聚合而成，有時在積雨雲消散過程中亦可見到，然而在本省測高層雲的變化是較其他雲屬的變化，難主因在於它出現機會較少。
櫛比鱗次的高積雲
高積雲（altocumulus）的外表和卷積雲有點相似，為白色到灰白色的塊狀、葉狀或扁球狀雲塊，其體積比卷積雲大。當天空呈現出高積雲時，雲塊數量相當多，遍布天際且排列得相當整齊，有時成棋盤狀，有時成行或波浪狀，除非天氣相當不穩定，密布於空中的高積雲才會呈現不規排列，此外，高積雲有時也會以莢狀或稜鏡狀單獨出現。
在高海拔山區常可見到因地形上升氣流與高空氣流相互來擊而呈豆莢狀的莢狀高積雲，至於在旭日東昇或日落西沉時，雲塊受到陽光照射，會由黃轉為火紅，使整個天空的色調為之改觀。
諺語有云「天上鯉魚斑，曬煞人」，都是形容高積雲的天氣概況，通常在氣流相當穩定時，高積雲的出現會使晴朗天氣維持一段時間，但氣流不穩定，高積雲雲通常會隨著水汽增加而逐漸聚合成高層雲，逐漸增厚並向下延伸而造成降雨，此種降雨型態通常僅在山區生，到了中、低海拔地區則是烏雲密的天氣。
低雲族水汽翻騰，籠罩地表
在不同高渡觀測低雲族的雲屬便化時，常會有不同的感受，在海拔高度超過三千公尺以上的山區是觀測雲屬之間變化的最佳位置，拍攝的畫面也是最具震撼力，尤其是雲屬受到地形影響而形成變化多端的地形雲時。
低雲族以層雲層積雲為代表，雨層雲則會伸入中雲族範圍，由於低雲族的雲層高度在海拔二千公尺左右，所以在低海拔地區的天氣型態多為多雲或陰晴不定的狀態，移至中海拔地區則是水霧迷漫的天氣，而再高海拔山區看到的是薄霧凝集於溪谷上方，或則是波瀾的雲海了。
迷濛一片的層雲
層雲（stuatus）是一層水汽分布均的灰白色雲層，似霧，但不面接觸，偶會降下毛毛雨，通常在清晨與黃昏時刻出現的機率比較高，然而在秋季裡，層雲持續的時間則較長；一般層雲會隨著氣流強弱與水汽多寡而轉為層積雲或積雲，這個雲屬轉換過程通常是在清晨以後，是隨著氣溫的升高而改變雲屬，且以變換成積雲為主，轉為層積雲則多出現在秋季；至於其他雲屬轉為層雲，則是以雨層雲與積雨雲消散後出現機率最，高其次是層積雲與積雲。
一般在低海拔地區仰望層雲時，有時會與高層雲混淆，其分辨方法多半仍以太陽的清晰度為依據，在透過層雲觀看太陽時，可以直視並且清晰地看到太陽輪廓；在中海拔地區觀看層雲，宛如籠罩於薄霧中；而在高海拔山區俯看層雲，則一層淡淡的雲浮現於溪谷上空。
波浪翻動的層積雲
層積雲（statocumulus）是一層水汽相當豐沛的雲層，外觀介於層雲與積雲之間，為成塊、成片或成層之雲，呈灰色或微白，雲層的範相當廣闊，常可見到雲層內部雲塊呈波浪狀翻動，雲塊之間常見間隙。層積雲出現後一般都持續相當的時間。
層積雲形成的過程，包括由層雲逐漸累積水汽生成，或從消散中的降雨性雨層雲或積雨雲轉換而成，通常層積雲內部的氣流相當不穩定，如受到地形的影響，常會形成許多不同外觀地形雲和光象，其中以雲瀑與觀音圈最為人稱道。
在低海拔地區仰望所見的層積雲，常常就是烏雲密布或多雲天氣，然而在高海拔山區俯視層積雲，則是一望無際的雲海景觀，時而如波濤洶湧，時而又汳瀾不興，此時若適逢日出或日，落整個山岳的景緻會令人留連忘返。
黯淡無光雨層雲
雨層雲（minbostratus）是一層範圍廣闊的降雨性雲層，雲層的色調相當灰暗，雲底破碎，水汽的分布則相當均勻豐沛。雨層雲天氣型態通常是出現降雨或降雪的情況，持續的天數均相當長久，一般也要四天以後才有轉晴的希望，若是降雪則會持續更久。
雨層雲初期是在中雲族的高度發展，但隨著水汽增加而向下延伸到低雲族範圍，會令人產生壓迫感。通常在高海拔山區可以看到早期雨層雲的發展過程，到了後來整個山區會被籠罩在雲層內，此時就無法看得真切了。一般雨層雲的發展初期由高積雲迅速聚合再向下延伸，或是層積雲迅速向上增厚而形成，發展過程相當快速，令人有措手不及的感覺，然而在整個過程中，高空氣流均相當旺盛且呈不穩定狀態，雖然外並無異樣，但內部卻是暗潮洶湧，其在高海拔山區內皆能感受到此種氣氛。
直展雲族垂宜發展，如層巒疊嶂
在雲屬的分類中，直展雲是最不穩定的雲屬，其發展初期通常在低雲族的高度，然後著氣流的推移與水汽的增減而活躍於中雲族範圍，甚至到達高雲族高度，整個過程是呈垂宜方向向上發展。
直展雲的雲屬包含積雲與積雨雲，一般在海拔山區可見到它們從溪谷中隆升而起，再奔躍於山區，動感十足。
層層堆疊的積雲
積雲（cumulus）是一種相當活潑好動的雲朵，分為濃積雲與淡積雲兩種，為垂宜發展的雲塊，底部平坦，頂部則狀似饅頭、花椰菜、或呈塔狀，而其發展初期均在低雲族的高度，爾後隨著氣流的推移，向上伸展至中雲族的高度；雲塊的體積可大可小，從數公尺到數百公尺不等，而輪廓則是相當明顯，被陽光照射部分明亮，中央部分則較暗，經常在氣流或地形的影響下，形成千變萬化的外觀。
在中、高海拔山區常可見到由溪谷大量水汽湧升所聚集成的朵朵積雲，其飄移於谷間或是向上推移至到中雲發展就當快速，尤其在夏季，常會演變成積雨雲或形成大面積的濃積雲籠罩在高海拔山區。
雷霆萬鈞積雨雲
積雨雲（cumulonimbus）是一體積相當龐大的降雨性雲塊，其發展初期通常是從積雲開始，再強烈發展，而積雨雲底部在低雲族的高度，隨著旺盛的上升氣流迅速地向上伸展至高雲族的高度，形成一個巍峨如山的雄壯雲塊，雲朵底部通常極為黑暗，而頂部有時相當平滑，或呈羽毛狀卷雲，這種鐵砧狀的雲頂稱為偽卷雲或雷雨雲頂；積雨雲常伴陏雷電，降雨時，雨勢則相當驚人，偶而還會來帶冰雹，在夏季的高海拔山區就常可遇到冰雹與豆大的雨齊降。
一般來說，積雨雲出現的季以夏季為主，而且往往到了黃昏時刻就雨過天晴了。在高海拔山觀看積雨雲的散最具震撼力的視覺享受，因為觀測者不能預佑它會演變成什麼雲屬；通常積雨雲會從中間部位分開，變化成高雲族與低雲族這兩不干的雲屬，在高雲族雲形常成為卷雲，而低雲族則會有層積雲與層雲變化，如困這時刻適逢日落西沉，整個天空的色彩會變得相當詭異。
薄雲遮天，日月生華
華（corona）出現在中、高雲族中，是相當見的一種特殊光象，大部分在天氣相當晴朗，僅有薄雲掩佳日、月時才會出現。當光線通過雲中的小冰晶或小水滴，會在日或月周圍出現一道或數道內紫外紅的彩色光環，通常觀者看到日或月華時，其半徑視角不會超過五度。而在各雲屬中，以卷雲出現華的機率最，大天氣不穩定時，觀到日華的機會也比較多，不過想看到相當完整的日華、月華就需要靠運氣了。
光華四射觀音圈
觀音圈是太陽、被照體與雲霧之間相互影響下的特殊光象，此光象有布洛肯光（Brocken specter）、峨嵋光、反日華或光環等其他稱呼，被照體則通常以人或飛機為主。
當人站在視野開闊的峰頂或是危崖之上，若溪谷上空的水汽相當旺盛在適當的角度下，陽光會將人影投射到雲霧之上，並且在人影周圍形成一個內紫外紅的彩色光環，至於光環的完整性與持續時間須視雲霧水汽的多寡而定。
