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卷積雲VS.高積雲

真相追追追

藍天白雲好壯觀! 鄭明典PO出「雲瀑」、「魚形卷積雲」– 自由時報發布於2015年11月6日

這是一張十分罕見的照片,在讚嘆大自然的精彩傑作之餘,咱們試著來理解其產生的機制:

一、這是「卷積雲」還是「高積雲」?

雖說捲積雲常以條狀型態出現,而高積雲則以塊狀型態呈現。從外觀看起來,魚嘴左上方是卷積雲應無疑義,不過構成魚身的雲到底是「卷積雲」還是「高積雲」,相信有不少人會跟我一樣有些疑惑。若從雲的高度來分類,卷積雲屬於高度在 7,000m以上的高雲族(註:高度界線依緯度而異);高積雲則屬於高度在2,000m~7,000m之間的中雲族。若從雲的組成成份來區分,由於水氣上升所產生的絕熱膨脹效應,在對流層範圍內是越高氣溫越低,因此卷積雲多為冰晶所組成,而高積雲則仍以小水滴為主。所以若無法以外觀來判斷二者時,就得以其成分是冰晶還是水滴來判斷。剛好這張照片中的魚眼處提供了一個絕佳的判斷依據,因為在魚眼外圍出現了”日華 Corona”現象,這是一種由小水滴所形成的繞射現象→《CORONA AND IRISATION》,這一圈日華的光環視直徑不大,只比太陽大一些(太陽視直徑約0.5°)。

diffractedlight

雖然日華是繞射現象無誤,不過上方這張圖解釋成「由水滴縫隙間所產生的繞射現象」倒是有些疑義。因為根據我所做的實驗,應該是「由水滴聚光後形成的點光源,再藉由這些點光源所形成的繞射現象」比較合理

至於陽光若是透過卷積雲的冰晶則是產生”日暈 Halo”,角度最小的日暈就已經是22°的環了(視直徑則是44°),譬如先前的文章《火彩虹》與《淺談日暈》 。因此,根據魚眼來判斷,新聞中的這條魚應該是富含水滴的「魚形高積雲」。

二、魚身輪廓的分界線是如何產生的?

積雲通常是邊緣分明,相對的卷雲則是邊緣模糊。這是因爲積雲溼潤的內部與外面乾燥的空氣有着明確的界線,要是小水滴越過積雲的邊界時,外面乾燥的空氣會馬上將它蒸發掉

至於魚嘴左上方的卷積雲沿著魚背方向延展,或許那是西風帶噴射氣流所造成,因而將下方的高積雲清出一條明顯的藍天白雲之分界線

Corona2

比較有趣的是魚嘴下方那條與上方界線正交的分界線,這種有水平風切的分裂噴射氣流通常是受到像西藏高原這種高山的阻擋而發生,在無地形阻擋的情況下倒是非常罕見。由於從魚的尖嘴往左方延伸出去的卷雲也是尖的,而且可以明顯看出從左方而來的噴射氣流來到魚嘴處分裂成兩道,大部分往左上方吹去,少部分則往右下方吹去。所以一個合理的解釋是:這是一個熱對流上升非常明顯的高積雲,其高度已觸及高雲族的下限,因為這個魚身處的上湧垂直噴流碰巧遇上西風帶氣流,於是將西風帶氣流分裂為二而形成直角狀的高積雲層。

結論:今天白天非常熱,是典型的秋老虎,或許就是這種天氣型態提供了高積雲之所以能爬升至異於尋常高度的原因。