周一 · 知古通今 | 周二 · 牧夫专栏 周三 · 视频天象 | 周四 · 观测指南 周五 · 深空探测 | 周六 · 茶余星话 | 周日 · 太空探索 作者：Kathryn Hansen 编译：邱煜欣 校译：涂天宇 编排：简稚珉 后台：库特莉亚芙卡 李子琦 胡永威 原文链接： https://earthobservatory.nasa.gov/features/CloudsGallery  地球又称“蓝色星球”，因为其有着丰富的水资源。同样的，也可以叫它“多云星球”。在任何时刻，大气中的水和冰晶颗粒都能覆盖约三分之二的地球表面。 有些科学家利用卫星观测地表特征变化，比如火山爆发、洪涝灾害或浮游植物大量繁殖，云层对于他们来说是个大麻烦。而有一些科学家却想要看到云。云能改变天气，影响气候，甚至决定了天气气候预测的成败。(实际上，在气候模型中把云层描述准确非常困难)。换个角度来看，变幻莫测的云也因此激起了人们纯粹的敬畏之心。  在任何时刻，约70% 的地球表面都被云层覆盖。虽然云层会遮蔽地表，让卫星图像变得灰暗模糊，但是云层为美丽的大气增添了灵动气息。 NASA（美国国家航天局）地球天文台 Joshua Stevens（乔舒亚 · 史蒂文斯) 乘风破浪   左右滑动查看更多 NASA（美国国家航天局）地球天文台 Joshua Stevens（乔舒亚 · 史蒂文斯） 2016年8月13日，地球资源探测卫星8号的陆地成像仪(OLI)拍摄了这张毛里塔尼亚海岸的云图。你能看出什么端倪吗？图片显示，非洲的气团和大西洋的气团正在相互碰撞。气团碰撞产生了大气中的波浪结构，这一结果引入注目。在这些“波浪”中，一部分有利于云的形成，而另一部分却不利于云的形成。 从非洲吹来的沙尘在“乘风破浪”。我们知道，尘埃会影响云的增长，但在这一云层分布中，它并没有起到什么作用。 兴风作浪   左右滑动查看更多 NASA Jeff Schmaltz 2015年11月27日，NASA的 Terra 卫星上的中分辨率成像光谱仪(MODIS)捕获了这张图像，图中的冰山正漂浮在南乔治亚岛近海处。其中两座较大的冰山足够高大，可以迫使气团上升并覆盖在冰山的冰面上。由此造成的涟漪在大气中形成了“波状云”。较小的冰山只会产生“云尾”，就像船只在水中留下 V 型尾流一样，在低空云层中，冰山也会留下类似的尾流。 独自起舞   左右滑动查看更多 NASA地球天文台 Joshua Stevens 这张照片中的云像一个奇怪的“星系”，它位于摩洛哥海岸外。事实上，这个由浅云组成的系统非常小(直径约100千米) 。“它看起来像飓风，实则不是，飓风的垂直跨度更大。”范•迪登霍文说。“这个云团只是大气中的一个小可爱。” 海陆分明   左右滑动查看更多 NASA地球天文台 Joshua Stevens 这是一张中国沿海层积云的经典照片。海洋不像陆地，一天不会升温太多。凉爽潮湿的海洋空气通常会在海洋上空产生浓密的云层。(注意，图像是假色，蓝色基准色并不自然) 在这种情况下，向岸风将云从海洋吹向陆地。但陆地较为温暖、干燥，不利于云的生长。因此，移动到陆地上空的海洋云层都蒸发殆尽，留下了紧贴着海岸线的云层。 山河有别   左右滑动查看更多 NASA地球天文台 Joshua Stevens 有时候情况恰恰相反，例如这张在马达加斯加上空拍摄的马涅河沿岸的图片。从图片中可以看到，云层沿着陆地分布，而不是沿着水面。 马达加斯加的热带雨林，有充足的水分可以形成云。但云的形成，还需要冷却空气。得到冷空气最常见的方式就是提升海拔高度。白天的陆地不断升温，使得近地表的空气变热、上升，然后冷却、凝结。在这张图片中，云在空气上升冷凝的区域（陆地上空）形成，而在空气下降升温的区域(河流上空)则消失了。 翻山越岭   左右滑动查看更多 NASA地球天文台 Joshua Stevens 这些拍摄于2014年至2016年的图像，构成了一个谜团。图中的新西兰山脉明显高于云层顶部。然而是什么原因导致云层分布在山脉一侧呢？山脉是阻挡了云的移动，还是影响了云的形成？ 答案取决于风向。这些山脉只是阻挡了气团向东或向西推进。又或者，形成这些云的空气受到山脉的影响而抬升，然后在山脉的另一侧形成了云——这种现象被称为地形抬升效应。 填山埋谷   左右滑动查看更多 NASA地球天文台 Joshua Stevens 在南半球的冬季和早春，智利和秘鲁近海岸的海洋（太平洋）和大气条件，往往适合海洋层积云发展。这张图片展示了2015年7月26日在秘鲁境内某区域的云层。 在一些情况下，盛行风将云层吹向内陆。海洋云层很低，它们很容易被沿海的山丘和山脉阻挡。但低谷对于海洋云层来说是开放，比如尤卡和阿卡里河峡谷，云层很容易移动到内陆区域。 似雪非雪    左右滑动查看更多 NASA地球天文台 Joshua Stevens 在自然色彩的卫星图像中，云和雪都呈现白色，让人难以分辨。这张图像拍摄于加拿大温哥华白色峡谷。 在自然色彩图像(左)中，多变的纹理让人以为这些白色物质是云，而不是雪。但是当你看到同一个场景的假色彩图像时，细节会变得更加明显(右)。冰吸收红外光，在假色彩图像中呈现蓝色。相反，液态的云不会吸收那么多的红外线，它们看起来是白色的。 向火而生   左右滑动查看更多 NASA地球天文台 Joshua Stevens 太阳辐射到地面的能量并不是使气团上升、冷却并形成云的唯一途径。这种能量也可以是火山的热量，或者是地面的火焰。2014年8月5日，NASA的 Aqua 卫星在加拿大的耶洛奈夫南部拍摄了这张火积云的照片。 火积云——有时被称为“火云”，它们呈现出高大的、菜花状的形态，在卫星图像上表现为不透明的白色斑块，悬浮在较暗的烟雾上方。除了起源于火焰之外，火积云的构成与积云相似。 残破的天空   左右滑动查看更多 NASA Jeff Schmaltz 2007年1月29日，Terra 卫星的中分辨率成像光谱仪（MODIS） 捕获了这张非凡的图像。图中的 “穿洞云”覆盖了俄克拉荷马州、阿肯色州、路易斯安那州和德克萨斯州。这种奇怪的现象是低温、航空飞行以及大气不稳定性因素综合作用的结果。 如果你在云层下面，就会看到一部分云从天上掉了下来。不必惊慌，这就是事实。这些云团最初是由液滴组成，其温度低于0℃。当飞机穿过云层时，排放尾气中的微粒会对云团产生扰动，触发冰冻。随后，冰晶颗粒迅速增长，水滴随之消失。当这些云块中的冰晶变得足够大时，它们就会从天空中掉下来，“穿洞云”就此形成，它们也叫做雨幡洞云。 反思人类的影响  图片：GOES 动画：NASA/NOAA GOES 项目科学小组 受人类活动影响产生的云并非只有穿洞云。2013年1月15日，美国环境监测同步卫星在温哥华岛西南部的天然海洋云层中捕捉到了这些船只轨迹的图像。 这些云由船舶排气中的微粒引发。同样是液态云，为什么它们看起来比周围的云更亮呢？因为船只排放的微粒导致水汽分散成更多更小的水滴。因此，云层中水滴的总的相对表面积增加了，形成了反射性更强的云层。 参考文献及相关阅读： 1. Ackerman, A.S.et al. (2004, October) The impact of humidity above stratiform clouds on indirect aerosol climate forcing. Nature, 432, 1014-1017. 2. Heymsfield, A.J.et al. (2010, June) Aircraft-Induced Hole Punch and Canal Clouds: Inadvertent Cloud Seeding. BAMS. 3. NASA Earth Observatory (2015, May 8) Cloudy Earth. 4. NASA Earth Observatory, Clouds and Radiation. NASA Earth Observatory, Aerosols: Tiny Particles, Big Impact The end 责任编辑：邱煜欣 牧夫新媒体编辑部 『天文湿刻』 牧夫出品 微信公众号：astronomycn   谢谢阅读 |
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