迭浪云(也称开尔文—亥姆霍兹波)正在雾中形成,帕特·库珀摄于英国什罗普郡布里奇诺斯。
有一种方法能让你睁开眼睛,
去发现那些被忽略的美好,
那就是问问你自己:
“如果这是我以前从未见过的呢?
如果我知道以后再也不会见到它了呢?”
选自《惊奇之心》( The Sense of Wonder ,1965),蕾切尔·卡森著。
荚状卷积云在内华达山脉背风处湍流的作用下变得扭曲,斯蒂芬·英格拉姆(会员编号7328)摄于美国加利福尼亚州。
现实主义的云第一次出现在画作中是什么时候?很可能是在13世纪以前,出现于中国艺术作品中。这幅由中国宋代艺术家米友仁创作的水墨画,创作于13世纪以前,画中细致描绘了山坡上的碎层云。在米友仁《云山图》系列画作的另一幅作品中,他写道:
好山无数接天涯,
烟霭阴晴日夕佳。
荚状云拥有独特的盘状外观,通常形成于山脉附近,其名称lenticularis来自拉丁语,意为“小扁豆”。用这个词命名是因为,那时还没有人能想出哪个拉丁词语意思是飞碟。
在卷层云这样的高云上,有时会出现色彩柔和的条带。这是由于太阳光经过云中的微粒时发生弯曲形成的。这种光学效应被称为衍射,太阳光中不同波长的光,弯曲程度各不相同。这样一来,不同波长的光被分离开,呈现为不同的颜色。只有当云中水滴或冰晶的大小非常一致且非常小——尺寸约为人类头发直径的千分之一时,才会呈现出这种虹彩色。
水雾中的一道彩虹,萨拉·詹姆森站在冰岛南部斯科加瀑布旁拍摄。
解开这个结很难。
彩虹闪耀,但只存在于思想之中
注视者的思想之中。但不仅如此,
谁能通过发明创造出彩虹呢?
许多人站在瀑布旁
每人看到一道虹,每人看到的都不一样,
每人看到的都离别人看到的有一掌之遥。
太阳照射着下落的水滴书写出这样的篇章
这篇章在我们的眼中,或在我们的思想之中。
要解开这个结真的很难。
选自《解开这个结很难》(“It was a hard thing to undo this knot”,1864),杰勒德·曼利·霍普金斯著。
迭浪云
像青山上的蛋白酥皮一样卷曲着,美国佛蒙特州斯塔克斯伯勒镇附近,基思·埃德蒙兹(会员编号41937)摄。
迭浪云也被称为开尔文—亥姆霍兹波,这是以19世纪科学家开尔文勋爵和赫尔曼·冯·亥姆霍兹的名字命名的,他们共同研究流动的流体边界处的湍流。当两股气流的速度之间有差异,即存在所谓的风切变,会形成不稳定的旋涡,进而形成这种罕见且转瞬即逝的云。
pileus这个词指的是古希腊人和后来的罗马人戴的一种无边毡帽。它也是图中这个平滑的云盖的名字,中文叫作幞状云,当积云在大气中迅速向上发展时,幞状云会出现在高耸的积云顶部。这种云体的形成,是由于下方对流云内猛烈的气流抬升,使上方经过的气流发生冷却所致。对罗马人来说,pileus是自由的象征。因为当奴隶们从奴役中解放出来时,会被给予一顶这种无边毡帽。
钩卷云,索伦·豪格(会员编号33981)摄于丹麦西兰岛的格夫宁格村。
入云的楼阁、瑰玮的宫殿、
庄严的庙堂,甚至地球自身,
以及地球上所有的一切,都将同样消散,
就像这一场幻景,
连一点烟云的影子都不曾留下。构成我们的料子
也就是那梦幻的料子;我们短暂的一生,
前后都环绕在酣睡之中。
选自《暴风雨》( The Tempest ,1623),第四幕第一场,威廉·莎士比亚著,可参见《莎士比亚全集》,译林出版社2016年出版,朱生豪译。
这里的云彩图案即著名的土星六边形风暴,2016年美国国家航空航天局(NASA)的卡西尼号探测器摄于土星北极上空。
在土星上,有一圈云呈现出独特的拐角,30年来不曾改变。位于土星北极的这个六边形云团非常大,每条边的长度都和地球直径差不多。这种云体最早是在20世纪80年代初被注意到的。虽然人们知道这种形状是由急流经过造成的,但究竟是什么原因使它形成这样一种规则的图案,人们还没有达成明确共识。不管如何解释,土星六边形风暴都是一个罕见的例子,它让我们在云层的混乱中看到秩序。
这幅名为《新墨西哥回忆,第12号》的油画,是由美国现代派画家马斯登·哈特利创作的。这位艺术家在20世纪20年代初创作了这幅画,当时他住在柏林。这是根据他对新墨西哥干旱地貌的记忆而创作的系列作品之一,他将新墨西哥描述为“一个雕塑般的国家”。在风格化的地形上方,哈特利描绘了层叠的荚状云。这是一种看起来像盘子的云,一层摞在另一层之上。这种云出现在画中很合理,因为它是最令人难忘的云彩之一,毫无疑问也是所有云体中最具雕塑感的。
国际空间站(ISS)上的宇航员摄于危地马拉海岸上空。
云的颜色很大程度上取决于直射其上的太阳光的颜色。太阳光的颜色,很大程度上取决于其穿过大气层的旅程,相比红色部分,大气对太阳光谱中的蓝色端散射得更厉害。在这里,较低的积云和层积云看起来是粉红色的,而高处的积雨云的顶部看起来是白色的。
日出时,太阳光以较小的角度穿过浓密的低层大气,照亮了低空的云层。在长长的旅途中,靠近蓝色端的光被散射掉,到达低空的云层时,呈现出桃色和橙红色。照射到高耸的积雨云上的太阳光,穿过不太稠密的高层大气。它的光谱基本上保持完整,以纯净、明亮的白色点亮了高耸的云峰。
一团飘荡的积云,罗沃德·罗森摄于德国拜恩州北部的索恩山脉。
我环顾四周
倘若选定的向导
是一朵飘游的孤云
我就能知道去向。
选自《序曲》( The Prelude ,1850)第一卷,威廉·华兹华斯著,可参见《序曲或一位诗人心灵的成长》,中国对外翻译出版公司1999年出版,丁宏为译。
索科洛岛顺风处的海洋积云中出现了一条冯·卡门涡街,位于离墨西哥太平洋海岸500千米(300多英里)处,美国国家航空航天局的阿卡(Aqua)卫星摄。
这种旋涡图案出现在太平洋火山岛索科洛岛顺风处的海洋积云中。它被称作冯·卡门涡街,以匈牙利裔美国数学家、物理学家西奥多·冯·卡门的名字命名。冯·卡门在20世纪第一个十年解释了流体如何在钝性障碍物周围流动,从而形成交变振荡。这种交变振荡会使架空电缆在风中发出嗡嗡声,也会使海洋表面突出的孤立火山上空的云彩发生旋转。
有时,一场阵雨光顾后的天空并不足以形成一道完整的彩虹。这天傍晚的倾盆大雨在天空中形成的景象,可以用“彩色方块”来形容。
漏光成层状高积云,是这样命名的:“高积云”是一个云属的名字。云属即云的类型,一共十种。高积云是指对流层的中云族中成块的云。“成层状”是一个云种的名字,意思是云团铺成一层,覆盖天空中的一大片区域。“漏光云”是一个变种的名字,指的是云彩团块之间有间隙,而不是连接成更连续的一层。换句话说,它的意思是“那些散布在天空中漂亮的、小而蓬松的云”,使用拉丁语的写法,能使名称听起来更正式。
从1820年到1822年,英国浪漫主义风景画家约翰·康斯太布尔完全摒弃了对地面风光的描绘,只专注于描绘天空。在这期间,他创作了大量云彩研究画作——这些画作是对天空的速写,从未打算展出。比起康斯太布尔那些著名的风景画来说,这些小画的创作氛围更加自由宽松,是康斯太布尔描绘天空意境的实验品。用康斯太布尔的话说,他就是通过这种“技巧”,努力成了云的主人。康斯太布尔在1821年给他的朋友约翰·费希尔的一封信中写道,他认为天空是风景画中“最能表达情感的器官”——是“重点”,天空给风景带来了情感和戏剧性。
辐辏状云呈平行的线状或卷轴状,在天空中延伸得非常远,以至于它们看上去好像从地平线上的一点呈扇形散开。当你在地面上看长长的火车轨道时,它们好像汇聚于远方一点,辐辏状云就是这种透视效应的空中版。
这些云好像袋状波瓣,它们被称为悬球云,其拉丁语mamma意为“乳房”。关于这种云体的确切形成机制,目前尚不完全清楚。它可能与云层上方空气的冷却有关——这种冷却也许是由于云层中的冰晶融化。冷却时,空气变得更致密,并会下沉,把自己装进下沉空气的袋子里。
理查德·古尔巴勒(会员编号5117)拍摄于飞往日内瓦机场的驾驶舱内。
宝光是一种光学效应,当阳光从观察者身后照射到前方云层上时,可能会出现这种效应。由于阳光被云滴反射而发生衍射,使观察者的影子周围出现彩色光环。这种效应也被登山者们称为“布罗肯幽灵”,登山者们爬到高耸入云的山上后有时会看到它。如今最常见到宝光的位置是在飞机舷窗边。当你所乘坐的飞机的影子投射到下方云层上时,不妨找找看。光学规律决定了圆圈中心对应着你在飞机内的位置。因此,你可以从一张飞机宝光的照片中辨别出观云者坐在哪里——上图中的观云者应是坐在机翼后的座位上,下图中的观云者应是坐在驾驶舱里。
这场风暴席卷了澳大利亚昆士兰州的海岸。图像左上部分展示了积雨云铺展开的顶部。云彩较低的边缘,看起来像气垫船的边缘,这种特征被称作弧状云,也叫滩云。冷空气被风暴云中的降水拖拽向近地面或海面之后,会逐渐铺展开并形成弧状云,这种景象从很远的地方就能看得见,弧状云会钻到风暴前比较暖和、潮湿、密度低的空气下方。当它抬升时,会形成一个低低的、来势汹汹的云底,从风暴的前边延伸出来,预示着倾盆大雨即将到来。
火星表面的尘暴痕迹,美国国家航空航天局火星勘测轨道飞行器上的高分辨率成像科学实验照相机(HiRISE)拍摄。
这可不是某人腹部文身的特写。这幅图拍摄的是火星表面尘暴留下的蜿蜒痕迹。这些火星旋风可以长到几千米高,几米宽,使它们的表亲——地球旋风相形见绌。它们以如此快的速度旋转灰尘和沙子,以至于产生出了微型闪电。这样一个“火星魔鬼”,在清洁“勇气号火星探测车”上的太阳能电池板方面干得不错,所以勇气号在遇到“火星魔鬼”之后功率等级显著提高。
当糙面云2017年被世界气象组织(WMO)列为一种新的类别时,大家都在问,这是一种新形成的云,还是说仅仅名字是新名字?首次将它作为一个新类别提出时,我们认为,这种云体虽然罕见,但早就存在。有了智能手机,任何人都可以拍摄云彩照片并将其发送给我们,我们因此发现了之前漏掉的图案。德国艺术家卡斯帕·达维德·弗里德里希早在1835年就发现了这种云,但他没有智能手机,没法拍照留存下来,好在他将这种云描绘在自己的画作《月光下的海滨》中了。我们认为,如果赏云协会早在1835年就存在的话,弗里德里希会把自己的这幅糙面云画作寄给我们。对今天的赏云协会来说,它一定价值连城。当然,如果我们蠢到把它转寄给世界气象组织,那就另当别论了。
仲冬时节,是一年中能观看到贝母云的时间段。贝母云也被称为极地平流层云,它们位于平流层内,距地面10千米~25千米(约6英里~16英里),比我们平常所见的云都要高。通常,只能在纬度高于50度的地区观测到这种云。当太阳位于地平线下,高高的贝母云仍然可以捕捉到太阳光,在日出前或日落后的一两个小时内,它们在黑暗的天空中看起来非常明亮。此时,大气的低层部分(对流层)早已处于黑暗之中。云中的微粒由酸和水的不同组合构成,在太阳光照射下发生衍射,并把阳光分成漂亮的、色彩柔和的条带。难怪这样的云彩也被称为“珠母云”。
钩卷云,莎拉·尼科尔森摄于南非开普敦市科梅奇镇。
奇怪的是,一般人对天空知之甚少。天空是造物的一部分,大自然为了取悦人类所做的事,比她任何其他的工作都要多,其唯一明显的目的,就是要和人类交谈,教育人类,而这正是我们最不注意她的地方。
选自《现代画家》( Modern Painters ,1843),第一卷第三节,约翰·拉斯金著。
木星云层顶部的增强型彩色图像,比约恩·琼森利用美国国家航空航天局朱诺号探测器上的相机提供的数据处理所得。
木星这颗巨行星,拥有太阳系中最大的大气层。木星一直被氨晶体组成的云所覆盖着。下面可能还隐藏着一层薄薄的水云。这些云排列成浅色的“区”和深色的“带”,它们以360千米/小时(约220英里/小时)的速度绕着木星旋转,旋转方向与木星自转的方向相反。这些相互冲突的环流模式之间的相互作用,会导致湍流形成,进而形成大规模的风暴系统。木星上最著名的风暴是大红斑,木星上还有许多较小的、未命名的风暴。它们在不断变化的云彩旋涡和涡流中呈现为棕色或白色的椭圆形。木星上有些风暴只持续几个小时,也有些风暴持续了几个世纪。
香港上空的平流雾,罗大伟(音译)摄于薄扶林水塘道。
雾来了
踮着猫的脚步
它弓起腰蹲着
静静地俯视
海港和城市
然后继续前行
选自《芝加哥诗集》(Chicago Poems,1916)中的《雾》,卡尔·桑德堡著,可参见《桑德堡诗选》,人民文学出版社1987年出版,赵毅衡译。
德索热尔发明的天蓝仪,用以测量天空的蓝度,如今存放于瑞士的日内瓦图书馆。
1789年,瑞士物理学家、登山者霍勒斯-贝尼迪克特·德索热尔发明了天蓝仪,用以研究天空的蓝色程度(蓝度)。德索热尔用普鲁士蓝和黑墨进行不同比例的混合,在正方形纸上调出各种不同的蓝色,以白色开始,以黑色结束。他把53张编好号的小卡片组合成一个圆圈,举到离眼睛一定距离的地方进行测量。卡片背面用来给晴朗的天空进行数字标示。与勃朗峰的天空相比,日内瓦附近的天空颜色更浅,他在1787年攀登勃朗峰时,天蓝仪还只是松散的卡片雏形,他发现那里的天空是39度蓝。德索热尔的理论是,天空的颜色取决于上方大气中的水滴和冰晶。事实证明,他的判断完全正确。
1889年,画家凡·高画下他在法国普罗旺斯地区圣雷米镇看到的景象。
格雷格·道森在新西兰拍摄到的云彩,是由风切变引起的水平涡旋形成的。在像普罗旺斯地区的阿尔皮勒山脉这样的山丘和低矮山脉上,从凡·高所在的圣保罗精神病院的窗户向外望,他能看到这种云彩景象的机会可是非常多的。
在凡·高的名作《星夜》( The Starry Night )中,天空中弥漫着印象派色彩的旋涡。关于这些旋涡的含义,有人说,创作灵感来自那个时代强大的新望远镜观测到的星系的插图。也有人猜测,这些旋涡代表了一年中大部分时间都在法国普罗旺斯地区圣雷米镇上空肆虐的西北风,这也被认为是触发这位艺术家在镇上精神病院崩溃的原因。我们想提出第三种可能性。也许正是因为生病,使这位艺术家有了观云的清净时刻,也许他是第一个描绘出迭浪云(或称开尔文—亥姆霍兹波)狂野旋涡的人?
碎积云出现于加拿大安大略省上空,奥尔西娅·皮尔逊(会员编号38865)摄。
“赫克托的热对流器”,克里斯托弗·沃森(会员编号7692)摄于澳大利亚北部的达尔文海岸。
一朵云能拥有自己特定的名称并不常见,但图中这朵积雨云就有自己的名字。它被称为赫克托的热对流器,从每年9月到次年3月,这朵云几乎每天下午都在澳大利亚达尔文市北部的提维群岛上空出现。云朵非常大,常能达到20千米(约12英里)高。人们用二战期间飞行员赫克托(Hector)的名字给它命名,因为位置稳定可靠,它成了一个天然的航标,人们从很远的地方都能看到它。
猫眼星云,哈勃空间望远镜拍摄。
星云是由尘埃、氢、氦和其他电离气体组成的星际云。这张由哈勃空间望远镜拍摄的照片,展示了一颗炙热的、正在死亡的恒星,它被称为“猫眼星云”。它位于天龙座天区,大熊座和小熊座之间,地球北半球可见。这幅图是使用多个单色滤镜拍摄,再由多通道合成彩色照片,从而向我们近距离展示星云的样子。
海洋层积云中的放射状云,美国国家航空航天局的泰拉(Terra)卫星摄。
只有当你是一名宇航员或是一颗卫星时,你才能观测到放射状云。放射状的、叶状的图案能在开阔海域的层云和层积云中形成,但它们的规模如此之大,以至于我们无法从云层下方分辨出这些图案,其典型宽度一般在80千米~300千米(约50英里~186英里)。放射状云的名字来自希腊语,意为“射线”,直到20世纪60年代,人们才在早期卫星照片中认证出它们独特的图案。我们还没搞清楚为什么海洋云会排列成这样的放射状结构,也不太明白为什么这样的图案相当普遍。
乱卷云,埃塔·古斯摄于南非开普敦市。
成千上万心力交瘁地生活在过度文明之中的人们开始发现:走进大山就是走进家园,
大自然是一种必需品。
选自《我们的国家公园》( Our National Parks ,1901),约翰·缪尔著,可参见《我们的国家公园》,江苏人民出版社2012年出版,郭名倞译。
高积云,出自第一版《国际云图》( International Cloud Atlas )。
这幅手工着色的高积云照片,出自第一版《国际云图》。《国际云图》是天空观测者们最早的参考著作,出版于1896年——国际云年。这本云图是由一群早期气象学家共同完成的,他们自称“云彩委员会”。《国际云图》还有英语、法语和德语版本,其中介绍了主要的云彩类型,采用活页印刷,放在一个丝带系着的文件夹里。对气象观测员来说,这本云图是用照片作为参考资料的例证。如今,《国际云图》由世界气象组织编辑出版。其最新版——2017年版,在国际云年过了121年之后,首次发布到了网络上。
当你看到天上有一段彩虹被拉成了一条水平线,你看到的很可能是环地平弧。这种光学效应的产生是由于天空中有冰晶,冰晶就像一个个小棱镜,折射、反射太阳光,形成一条与地平线平行的、明亮而平坦的色带。色带的上部呈红色,下部呈靛蓝色,出现在高高的太阳下方。事实上,只有当太阳非常高——与地平线的夹角大于58度时,才会形成环地平弧。这意味着,它是一种夏季光学效应,且只在世界上某些地区可见。即使是仲夏时节,在纬度低于55度的地方,只有当太阳在天空中升到足够高时,我们才可能看到环地平弧。因此,这种平坦的彩虹在肯尼亚的内罗毕很常见,在美国的西雅图很少见,在丹麦的哥本哈根则闻所未闻。
这些云是由卢克·霍华德绘制的,当年被称作“积层云”,卢克·霍华德是一名药剂师,贵格会教徒,是19世纪初给云彩命名的人。霍华德住在伦敦,1802年,他在科学辩论俱乐部做了一次演讲,演讲中他主张用一种拉丁名体系来对云彩进行分类,就像那些用于植物和动物的分类法一样。他提出了积云、层云和卷云的名称,以及像卷积云这样的复合术语来指代云彩的中间形式和过渡形式。霍华德的演讲以及随后发表的文章和论文,为我们今天仍在使用的云彩命名系统奠定了基础。这幅水彩画并不是由他单独创作的。其中的地景是由专业艺术家爱德华·肯尼恩添加的,因为霍华德虽然是一位为天空创造了一门新语言的业余气象学家,但他所描画的地景实在是太差了。
砧状云(incus或anvil clouds),国际空间站宇航员蒂姆·皮克摄。
砧状云,学名为incus,形成于积雨云的上部,当风暴的上升气流遇到对流层顶时,会铺展开来形成云砧。对流层顶是对流层和平流层之间的分界,对流层中的温度随海拔升高而降低,平流层中的温度随海拔升高而升高,对流层顶的存在会阻止气流的上升。然而,如果上升气流足够强大,它们可以穿透对流层顶这道隐形天花板,形成图中宇航员蒂姆·皮克2016年拍到的这种过冲云顶。在过冲云顶之下的风暴,往往是非常剧烈的。包含这么多能量的上升气流,足以形成严重的冰雹。
马蹄涡神秘而短暂。它一开始是在水平的空气涡旋中形成一个微妙的、平坦的小棍。当我们肉眼不可见的上升热气流遇到上方的横向气流时,大气就会旋转起来,形成涡旋。条件合适时,随着涡旋中心低压内的温度下降,会形成云滴。上升热气流继续从下方向上推动,掀起翻滚的云层的中央,使其扭曲成一条曲线,就像一个倒扣的马蹄形,或者说像浮动的胡须,也或者说像吸血鬼的假牙。
美国现实主义画家爱德华·霍珀是高云爱好者。在他1939年的画作《涌浪》中,他用急流卷云装点了天空,这种卷云揭示了蜿蜒环绕地球的强风带的存在,它有助于形成风暴,并引导它们从西向东跨越温带地区。猛烈的风沿着急流的边缘把这些高云切成条纹或斑块,使其沿急流的方向排列成行。1933年,霍珀写道:“我绘画的目的,一直是尽可能准确地描绘我对大自然最亲密的印象。”
每道彩虹都有可能是个整圆。我们通常只看到它们的上半部分,是因为地球遮住了圆的下半部分。你需要从高处往下看,比如在高楼上或悬崖边,才能看到下半部分。甚至,你也可以像德布拉·塞拉沃洛一样,坐在加拿大森林荒原上空的一架小飞机里,透过窗户往下看。
混合天空,科林·恩泽尔(会员编号43050)摄于法国上马恩省的科龙贝—勒—舒瓦瑟尔。
构成这片混合天空的云被称为堡状层积云和卷层云,它们可能是在远处积雨云的顶部形成的。此外,图中还有一种被称为曙暮光条的光学效应。浪漫主义诗人雪莱在他1813年的诗《麦布女王》(“Queen Mab”)中曾这样写道:“当这些遥远的金羽毛似的云阵 / 遮上了一层绛紫色的阴影 / 像岛屿般显映在乌青的海面。”
当雨层云——厚厚的灰色雨云的云层——开始破裂,露出蓝色天空时,我们会看到一片混乱、破碎的景象。这就是法国后印象派画家亨利·卢梭所描绘的天空。毫无特色的深灰色雨层云,其云层在不同的高度上被撕成碎片和簇状。卢梭画风景的方式,给人一种能见度很高的印象。这不仅仅是卢梭的绘画风格,其实还相当符合现实。雨过天晴后,低层大气似乎不那么朦胧了。雨云中落下的雨水,把空气中所有的灰尘都带到了地面。这时,云彩就像是天然的空气净化器。雨过天晴,雨层云破碎成层积云,秋日的色彩在清凉的空气中分外鲜明。
变幻莫测的卷云飘过澳洲之心。克里斯·德文波特摄于澳大利亚北部艾利斯斯普林斯镇。
俄罗斯东部鄂霍茨克海上空的云街,美国国家航空航天局的泰拉卫星摄。
当一股冷风吹过俄罗斯东北部的冰封荒原与鄂霍茨克海相遇后,形成一行一行的云,这就是著名的“云街”。海洋明显比陆地温暖,因此海洋上方低空的空气变暖,并吸收更多水分。这些暖空气上行,但无法穿过冷空气层,便自行排列成单体,在那里形成云,而在天空较为晴朗的地方,下沉的空气会将它们分隔开来。风的广泛流动,使云彩图案变成了沿着风的方向排列的、长而有序的对流条纹。从云彩下方看,像这样的云街被称为辐辏状云,由于透视效应,平行排列的云看起来像是从地平线上的某一点辐射出来的。从云彩上方看,就像这张卫星图所展示的,云街好像空中的多车道高速公路。
美国旧金山市海滩上的积云晚霞,琼·劳里诺(会员编号37460)摄。
他们说,死去的人并没有死,
而是带着悲伤和欢乐,和那些富有的继承者在一起。
我想他们是在平静的天上,像这些云一样,
乘着智慧、庄严、忧郁的列车,
看着月亮,看着依然汹涌的大海,
看着人类在地球上来来往往。
选自《诗集》( Collected Poems ,1916)中的《云》,鲁珀特·布鲁克著。
环天顶弧有时被称为“天空的微笑”,它是一种光学效应,看起来就像一截倒挂的彩虹。环天顶弧实际上是一种光晕现象,也就是说它不是由雨滴形成的,而是由云层中的冰晶折射太阳光形成的。环天顶弧颜色比彩虹更明亮、更鲜艳。你可能很好奇,为什么有很多人并不知道这种引人注目的光学效应。环天顶弧并不广为人知的原因之一,在于它在天空中的位置。它不像彩虹那样出现在地平线附近,而是出现在高空中。环天顶弧就像是在天顶所在的位置画了一段圆弧,这种光学现象通常会被人们忽略掉——当然,观云者除外。
观云者面临的一个比较棘手的挑战是,两种云都拥有平行线结构,如何区分这两种不同成因的云呢?左上图是毛状云,右上图是波状云。它们都排成了一条条线,你怎么知道它们各自是什么种类呢?本质上的区别在于,云的结构平行排列的方向,与风向之间的关系不同。在毛状云中,毛状结构与云层高度上的风向平行。但在波状云中,云的排列方向与风向垂直。这种差异会对云的外观有影响。你可以把毛状云想象成随风飘动的一缕缕头发,而把波状云想象成海洋上的波浪或者当你光着脚在海边散步时在海岸上看到的沙脊。
英国萨里郡戈德尔明市的圣彼得和圣保罗大教堂建于1100年左右,刚好在诺曼征服之后,所以迄今为止它已经存在了900多年。教堂上方漂浮的、好像栖息在塔尖上的云,是一朵积云。从云种上说是碎积云,因为它的边缘会慢慢破碎掉,逐渐消失在蓝天之中。这片云的正常寿命约为十分钟左右。
飞机舷窗总能为我们提供一种新的观云视角。美国画家乔治娅·奥基夫在20世纪50年代末乘坐飞机时,就曾深受启发。她根据飞机舷窗外的景色创作了一系列名为《在云端》的作品。虽然第一幅名为《在云端I》的画作是画在一张标准尺寸的画布上(0.9米×1.2米/约3英尺×4英尺),但奥基夫很想画出从高空看到广阔云海的感觉,这促使她后来在一张7.3米(约24英尺)宽的画布上画出了《在云端Ⅱ》的作品。这幅画原计划1970年在美国旧金山艺术博物馆展出,但最终未能展出,原因是:画作太大,无法通过博物馆的门。
从这些水母般的云中垂下的卷须被称为幡状云。它们是云中掉落的冰晶在下方温暖、干燥的空气中升华后形成的。如果降水能一直延伸到地面,就是我们所知的降水线迹云。相反,如果这些卷须自由地飘浮在大气这片平静的空气海洋中,就是幡状云。
日出时分的曙暮光条,弗兰克·波瓦(会员编号46285)摄于澳大利亚新南威尔士州伯克市附近的奥克斯利山脉。
有一次,我看见一个太阳,
它照耀着那片黑黝黝的云彩,
把云全部变成了金色的。
选自《夜思录》( Night Thoughts ,1742—1745)中的《夜Ⅶ》,爱德华·扬著。
卷层云和高积云,杰尔特·弗雷登比特(会员编号35462)摄于摩洛哥梅尔佐加沙丘上。
撒哈拉沙漠的埃尔格切比沙地上空,散布着一片朦胧的卷层云和一些零星的高积云。令人欣慰的是,即使是最炎热的盛夏时节,我们仍能在天空中找到凉爽感与宁静感。
这个发光的幽灵很容易被误认为是一个超自然的实体,但它真正的成因很简单。这是一个下映日,是由冰晶雾反射太阳光形成的,这种冰晶雾叫作钻石尘。这种闪烁在低空中的冰晶形成于宁静、温度极低的空气中——温度可能为—20°C(—4°F)甚至更低——这时空气中的水蒸气冻结成了微妙的、翻滚的冰屑。钻石尘与卷云除高度不同外,有很多共同之处,还像它的表亲——高云族的卷云一样,这种低低的冰晶雾能折射、反射太阳光,形成一系列不同的光学效应。当你俯视钻石尘时,就可能看到下映日。下映日是一个模糊的太阳影像,是无数像小镜子般的冰晶上表面聚集闪烁太阳光形成的。
这片云是卷积云。卷积云是十种主要云彩类型中最不常见的一种。像低云族的层积云和中云族的高积云一样,卷积云是由许多单独的云块组成的,它们被称为小云块。事实上,与那些高度比它们低、个头看起来比它们大的云块
相比,这些小云块和它们一样大。只是,它们在天空中要高得多,距地大约八九千米(约五六英里),所以从地面上看,天上的卷积云小云块似乎不比小盐粒大。