雾和云教学课件下载

雾和云教学课件免费下载什么是云？云是大气中由大量微小水滴或冰晶组成的可见集合体，悬浮在空中形成各种形态云的形成是大气物理过程的重要表现，涉及水汽、温度和压力等多种因素的综合作用云在不同高度形成，从近地面到数千米的高空都可能出现云层由于形成条件和环境不同，云的形态呈现出丰富多样的特征，有的如棉花般蓬松，有的如薄纱般轻盈，有的则厚重如山岳作为天气预报的重要依据，云的类型、高度、密度和移动方向等特征能够反映大气状态，帮助气象学家预测未来天气变化通过观察云，即使是没有专业仪器的普通人也能对短期天气有所判断什么是雾？雾本质上是接近地面的云，由无数微小水滴悬浮在空气中形成根据国际气象组织的定义，当水平能见度低于公里时，这种现象被称为雾雾的形成反映了近地面大气层的温1度、湿度和气流状态雾常见于清晨时分，特别是在夜间地面温度下降较多的情况下湿润环境，如河流、湖泊周围或雨后地面，更容易形成雾气在城市地区，空气中的污染物还可能加剧雾的形成，并与雾结合形成危害更大的雾霾雾的存在时间通常有限，随着太阳升起温度上升，大多数雾会逐渐消散然而，在某些地形和气象条件下，雾可能持续较长时间，给交通和日常活动带来不便云的形成条件水汽云的形成首先需要充足的水汽大气中的水汽主要来自地表水体蒸发、植物蒸腾以及人类活动水汽含量通常用相对湿度表示，湿度越高，形成云的可能性越大在湿润的海洋性气候区域，云的覆盖率往往较高冷却作用空气必须冷却至露点温度才能使水汽凝结冷却过程通常通过空气上升实现，包括对流上升、地形抬升或大气环流引起的上升运动当空气上升时，气压降低，体积膨胀，温度随之下降，这一过程称为绝热膨胀冷却凝结核凝结核是水汽凝结所必需的微粒这些微粒通常为海盐、尘埃、花粉或其CCN他微小颗粒物质凝结核提供了水汽凝结的表面，使水分子能够聚集形成水滴没有凝结核，即使在过饱和状态下，水汽也难以自发凝结成水滴雾的形成条件地面冷却作用微风条件雾的形成首先依赖于地面冷却过程夜间，地表通过辐射散热使得近地面空气温度下降当温度降至露点温度时，空气中的水汽达到饱和状态，开始凝结成微小水适度的微风有利于雾的形成和维持轻微的风能使含有水汽的空气与冷却的地面充分接触，促进水汽凝结然而，风速过大会导致混合作用增强，反而不利于雾的滴，形成雾这种由辐射冷却引起的雾被称为辐射雾，是最常见的雾类型形成理想的风速通常在1-3米/秒之间高湿度环境地形影响高湿度是雾形成的另一关键条件空气相对湿度越接近100%，越容易形成雾雨后地面、河流湖泊附近或多雨季节，空气湿度通常较高，更易出现雾气这解释了为什么沿海地区和水域附近经常出现雾的现象云滴与雾滴的大小10μm15μm100μm云滴平均直径雾滴平均直径雨滴形成临界值云滴是构成云的基本单位，通常直径约为微雾滴通常比云滴略大，平均直径在微米当水滴直径增长至约微米左右时，重力作用1010-20100米左右这一尺寸足够小，使得它们能够在空气之间这种微小的尺寸差异也是导致雾和云物理将超过空气浮力和上升气流的支撑，水滴开始下中悬浮而不会快速下落云滴的大小分布并非均特性差异的原因之一雾滴尺寸更大，使得光线落形成降水这一临界值解释了为什么并非所有匀，而是呈现一定的统计规律，受到大气条件的散射特性不同，也影响了能见度的降低程度云都会产生降水，需要特定的气象条件促进水滴影响生长云的分类概述高度分类1形态分类2物理特性分类3天气现象关联4国际气象组织将云按高度分为四大类高云（米）、中云（米）、低云（地面米）和垂直发展云（如积雨云，可从低6000-120002000-6000-2000空延伸至高空）这种分类反映了不同高度大气层的温度、压力和水汽条件差异按形态特征，云可分为卷云（丝带状）、层云（均匀层状）、积云（堆状）以及它们的组合形式这种形态差异源于形成云的大气运动方式和稳定度例如，稳定大气层中形成层状云，而不稳定大气中常见垂直发展的积状云云的物理组成也是分类依据之一高空云主要由冰晶组成，中低空云则多为水滴，部分云由水滴和冰晶混合构成不同的物理组成导致云的光学特性和降水潜力各异高云类型卷云（）卷层云（）卷积云（）Cirrus CirrostratusCirrocumulus卷云是高空中由冰晶组成的细丝状或纤维状云，卷层云呈现为覆盖天空的薄纱状云层，通常半透卷积云由小块状或波纹状的云团组成，排列整齐，常呈白色，在蓝天背景下极为显眼卷云通常出明，使太阳或月亮的光线能够透过这种云的特有时呈现出鱼鳞天的景象这种云由微小的冰现在晴朗天气中，但有时也预示着天气系统的变殊光学性质常产生日晕或月晕现象卷层云的出晶组成，通常出现在稳定的高空大气中卷积云化由于形成高度通常在米以上，卷云完现通常预示着小时内可能有降水，因为较为少见，但其独特的形态使其成为云观察者最600024-36全由冰晶构成，没有液态水滴它们往往是温暖锋面系统的先导喜爱的类型之一中云类型高层云（）Altostratus高层云是覆盖范围广泛的灰色或蓝灰色云层，呈现均匀的纤维状或条纹状结构这种云层足够厚实，使太高积云（）阳或月亮看起来像磨砂玻璃后的光源，但不会完全遮挡光线高层云同样位于米高度，由Altocumulus2000-6000水滴和冰晶混合组成高积云是中层大气中最常见的云类型，通常呈现为白色或灰色的团块状，排列成群或波浪状这些云块之高层云的出现通常预示着天气系统的变化，特别是暖锋接近的信号当高层云变得更厚、更低时，常会演间有蓝天可见，使其形成独特的羊群云景观高积云通常出现在米的高度，主要由水滴组2000-6000变为雨层云，随后带来持续性降水因此，高层云的观察对于预测未来小时的天气变化具有重要意成，在温度较低时也可能含有冰晶12-24义高积云的出现常与中等程度的大气不稳定性相关早晨出现的高积云，特别是在夏季，可能预示着当天下午有雷雨发生的可能此外，堡状高积云的形成则往往指示大气中有强烈的对流活动低云类型层云（）层积云（）雨层云（）Stratus StratocumulusNimbostratus层云是低空中均匀的灰色云层，覆盖范围广泛，高层积云呈现为灰色或白色的云块，排列成波浪状或雨层云是厚重的灰色云层，能完全遮蔽阳光，通常度通常不超过米这种云缺乏明显的结构特卷轴状，是低云中最常见的类型这些云块连接成伴随持续性降水这种云从低空延伸至中层大气，2000征，如同一层灰色的毯子覆盖在天空层云的厚片，但通常有缝隙可见蓝天层积云高度一般在低厚度可达数千米雨层云形成于大范围的上升气流度各异，薄层云可能允许阳光微弱透过，而厚层云空米之间，主要由水滴组成层积中，常与温暖锋面系统相关由于云层厚实且水含1000-2000则会显著降低地面亮度层云常与雾密切相关，有云通常不会带来明显降水，最多产生轻微的毛毛雨，量丰富，雨层云是持续性降水（雨、雪或雨夹雪）时地面的雾随着升高就转变为层云但它们的广泛覆盖会显著影响地面温度的主要来源，降水可持续数小时甚至数天积云与积雨云积云（）积雨云（）Cumulus Cumulonimbus积云是典型的晴天云，呈现蓬松的棉花球状，底部平坦而顶部圆凸积云通常独立分布，在蓝天背景下形成美丽积雨云是垂直发展最为显著的云类型，底部低至米左右，而顶部可达米甚至更高，直入平流层100012000的点缀这类云的形成主要归因于热对流活动，当地面加热导致空气上升冷却时，水汽凝结形成积云其特征是巨大的垂直规模，底部深色，顶部常呈现砧状或纤维状扩展根据垂直发展程度，积云可进一步分为积雨云代表着大气中最强烈的对流活动，内部存在强大的上升气流和下沉气流它们产生的天气现象包括积云发展较弱的扁平积云雷电由云内冰晶和水滴之间的摩擦产生电荷分离•humilis•积云中等发展的积云暴雨短时间内高强度降水•mediocris•积云强烈发展的塔状积云冰雹由强上升气流支持的冰粒生长形成•congestus•积云本身通常不会带来明显降水，但积云可能发展为积雨云，进而产生短时降水congestus雾的分类辐射雾平流雾蒸发雾辐射雾形成于夜间地面冷却过程中，是最常见的雾类型当晴平流雾形成于暖湿空气流过较冷地面或水面时当暖湿气流与蒸发雾形成于冷空气流过温暖湿润的水面时水面蒸发的水汽朗夜晚地表通过热辐射散失热量时，近地面空气层被冷却至露冷表面接触，底层空气被冷却至露点温度，形成贴近地面的雾进入冷空气后立即凝结，形成袅袅上升的雾气常见形式包点温度，水汽凝结形成雾辐射雾通常在清晨最浓密，随着太层平流雾常见于海岸线附近，当暖湿的海洋空气移向较冷的括秋季湖面雾（湖水比气温高）、极地海洋雾（暖流与冷空阳升起逐渐消散形成条件包括晴朗夜空、微风、高湿度和稳陆地时形成与辐射雾不同，平流雾可在任何时间形成，且在气接触）和雨后路面雾（暖湿路面与冷空气接触）蒸发雾通定的气层典型的辐射雾区域包括内陆山谷和平原地区风力适中条件下仍能维持著名的旧金山湾区雾主要是平流雾常较薄且不稳定，随着混合作用快速消散除了以上主要类型，还有其他特殊形式的雾锋面雾上坡雾冰雾形成于冷暖气团交界的锋面区域，当暖空气中的水汽遇到冷空当湿润空气沿斜坡上升时，绝热冷却至露点温度形成的雾常气时凝结形成锋面雾常与锋面降水系统相伴，覆盖范围广，见于山区，形成云海景观其特点是随地形分布，往往只出持续时间长现在山坡的某一高度范围内云的物理特性含水量温度分布粒径分布云的液态水含量（）是表征云物理特性的基本参云内温度随高度变化，通常遵循环境大气温度递减率云内水滴或冰晶的大小分布呈现对数正态分布特征典LWC数，通常为每立方米空气中含有克液态水不同低云温度通常在°以上，主要由液态水滴组成；中型的云滴直径为微米，平均约微米冰晶大

0.1-30C1-5010类型云的含水量差异显著积雨云可达克立方米以云温度在°附近，可能同时存在水滴和冰晶；高云小和形状则更为多样，从微小的六角柱到复杂的树枝状3/0C上，而卷云仅有克立方米左右云的含水量直接温度低于°，完全由冰晶构成云内温度剖面对结构粒径分布影响云的光学特性、辐射传输和降水效

0.03/-20C影响其光学厚度、反照率和降水潜力云的发展和降水形成至关重要率相变过程云内发生的相变过程是云物理学的核心内容，主要包括凝结水汽液滴，释放潜热升华冰晶水汽，吸收潜热•→•→蒸发液滴水汽，吸收潜热融化冰晶液滴，吸收潜热•→•→凝华水汽冰晶，释放潜热冻结液滴冰晶，释放潜热•→•→这些相变过程伴随着显著的潜热释放或吸收，是云内能量交换的重要形式，也是驱动云发展和降水形成的关键机制例如，在积雨云中，冻结过程释放的潜热可进一步加强上升气流，促进云的垂直发展云的寿命和动态变化雾的物理特性水滴浓度与能见度关系持续时间雾的最显著特征是降低能见度，这主要由雾滴浓度和大小分布决定典型的雾中，每立方厘米含有个水雾的持续时间受多种气象条件影响辐射雾通常在早晨太阳升起后小时内消散；平流雾则可能持续数天，直50-3003-4滴，直径主要分布在微米之间科瑟尔公式描述了能见度与雾滴特性的关系能见度与液态水含量成反比，至气团特性发生显著变化；锋面雾常随锋面系统移动，持续时间中等决定雾持续时间的关键因素包括5-35与平均粒径成正比这解释了为什么相同液态水含量条件下，小水滴构成的雾比大水滴构成的雾能见度更低太阳辐射强度直接加热地面和雾层•风速变化增强混合作用，稀释雾层•交通影响湿度演变影响蒸发和凝结平衡•地形特征盆地地形可延长雾的持续时间雾对交通安全的影响极为显著研究表明，当能见度降至米以下时，交通事故风险增加倍以上雾不仅限•2005制视距，还通过散射光线产生强烈眩光，干扰驾驶员判断特别危险的是所谓的斑块雾，即能见度在短距离内急剧变化的情况，容易导致连环碰撞事故云的形成机制详解对流上升对流上升是云形成的主要机制之一，特别是积状云的形成当地面受阳光加热，近地面空气变暖膨胀，密度降低而上升上升过程中，空气绝热冷却，当温度降至露点时，水汽开始凝结形成云这种机制最活跃于夏季午后，常形成积云和积雨云对流强度受地面加热、大气稳定度和水汽含量影响，强对流可导致雷暴云形成地形抬升地形抬升（地形强迫）发生在气流遇到山脉等地形障碍被迫抬升时迎风坡空气上升冷却，可能导致水汽凝结形成云，这种云被称为地形云或山岳云典型形式包括山顶帽状云、旗状云和波状云地形云的形成强度取决于气流速度、相对湿度和山脉高度这种机制是多雨山区的主要降水来源，也是航空气象中的重要考量因素锋面抬升锋面抬升发生在不同性质气团相遇形成锋面系统时冷锋中，密度较大的冷空气楔入暖空气下方，迫使暖空气沿锋面上升；暖锋中，暖空气主动爬升于冷空气之上这些上升运动导致大范围的云系统形成，通常呈带状分布锋面云系常包含多种云型，从高空的卷云到低空的雨层云，伴随着有组织的降水系统这是温带地区主要的云和降水形成机制除了上述主要机制，其他云形成过程还包括辐散辐合大尺度气流的水平辐合导致空气垂直上升，形成大范围层状云辐射冷却主要导致夜间低层云和雾的形成蒸发冷却降水蒸发导致空气冷却，可形成蘑菇状云或架状云雾的形成机制详解地面辐射冷却饱和过程地面辐射冷却是形成辐射雾的核心机制这一过程主要发生在晴朗、风力微弱的夜晚其物理过程包括空气达到饱和状态是雾形成的必要条件这可通过两种主要途径实现地表向太空长波辐射散热，温度迅速下降冷却至露点最常见的途径，空气温度下降至露点温度

1.接近地面的空气层通过传导方式被冷却水汽增加如温暖水面上方的蒸发增加空气湿度

2.当空气温度降至露点温度时，水汽开始凝结

3.有趣的是，空气在未达到相对湿度时，有时也可形成雾这是因为凝结核的存在降低了水汽凝结所需的过饱和度污染物丰富100%

4.微小水滴形成并悬浮于空气中，构成雾层的城市地区，相对湿度达到95%左右即可观察到雾的形成辐射冷却效率受多种因素影响云层能阻挡地表辐射，减弱冷却；风力过大会增强混合，不利于形成温度层结；地表类型也影响冷却微小水滴悬浮形成雾层速率，湿润土壤比干燥土壤冷却更慢辐射雾典型的形成时间是日落后到凌晨，尤其在秋季和冬季早晨最为常见云的气象意义降水形成温度调节云是所有降水形式的源头云内水滴或冰晶通云对地面温度有双重调节作用白天，云反射过碰并增长、冰晶过程等机制不断增大，最终太阳辐射，减少到达地面的能量，起到降温作达到克服上升气流的临界尺寸，以雨、雪、雹用；夜间，云阻挡地面长波辐射散失，减缓冷等形式降至地面不同云型产生不同特征的降却，起到保温作用这种调节效应可在晴天与水积雨云带来短暂强降水，层状云系统产生多云天气温差中明显感受到低云的温度调节持续性降水，而卷云和多数积云则不产生降水作用最为显著，高云则相对较弱气候影响天气预示在全球气候系统中，云扮演着核心角色一方云的类型、形态和演变是天气预报的重要指标面，云反射太阳辐射（云反照率效应），降低例如，卷云增多且向东南方向延伸通常预示暖地表温度；另一方面，云吸收和再辐射长波辐锋接近；鱼鳞天（卷积云）常暗示小时内24射（温室效应），增加大气保温能力这种复有降水；蘑菇状积云快速发展为积雨云则可能杂的双重作用使云成为气候模型中最大的不确带来雷暴专业气象学家和经验丰富的观察者定性来源云覆盖率、类型和高度的变化是气都能从云的变化推断短期天气趋势候变化研究的重点领域雾的气象意义湿度和温度状态指示能见度影响雾的形成是近地面大气层达到水汽饱和状态的直接证据，因此雾的出现和消散能够指示局地大气的湿度和温度状况气象学家通过雾雾对能见度的影响是其最直接的气象效应根据国际标准，雾导致的能见度按程度可分为的形成时间、持续时间和范围，可以推断地面冷却强度、湿度分布和气团特性例如，广泛的辐射雾通常指示强烈的夜间冷却和高湿度环境；而持久的平流雾则反映稳定的温度层结和持续的湿空气输送轻雾能见度公里1-5局地气候影响雾能见度公里

0.2-1频繁出现雾的地区形成独特的局地气候特征雾通过以下机制影响局地气候浓雾能见度米50-200减少日照时数，降低日间最高温度•强浓雾能见度小于米50提高湿度，减少蒸发，影响水分平衡•减弱风速，稳定近地面气流•这种能见度等级划分对交通管理和气象警报具有实际指导意义提供额外的水分输入（雾水沉降）•冷空气活动指示云与降水关系云滴形成降水过程始于云滴形成当空气中水汽在凝结核表面凝结时，形成初始微小云滴这些云滴直径通常为微米，太小而无法下落至地面1-20（终端速度极低，被上升气流抵消）云滴形成需要适当的凝结核，这些微粒提供了水汽凝结的表面海洋上空的云通常以海盐为主要凝结核，而陆地上空则以尘埃、花粉等颗粒为主云滴增长为形成降水，云滴必须增大至少倍两种主要机制促进这一过程碰并增长（暖云过程）和冰晶过程（冷云过程）在碰并增长中，100大小不同的云滴因下落速度差异而碰撞合并；在冰晶过程中，冰晶与过冷水滴共存时，水汽优先凝华到冰晶表面，使冰晶快速增长这两种机制在不同类型的云中起主导作用，决定了降水的形式和效率降水形成当水滴或冰晶增长到足够大（通常直径超过毫米），其下落速度足以克服上升气流，开始向地面降落根据云内温度和水滴大小，

0.5降水可呈现多种形式雨、雪、冰雹或雨夹雪等降水途中还可能发生蒸发、融化或再冻结等过程，进一步改变降水特性降水强度、持续时间和分布范围则取决于云系统的类型、范围和演变速度主要降水云型积雨云（）雨层云（）Cumulonimbus Nimbostratus积雨云是最强大的降水云，能产生多种形式的强降水其特点是雨层云是持续性降水的主要来源，其特点是短时强降水，常伴有雷电和大风大范围、长时间的稳定降水••可产生冰雹、雪暴等极端天气降水强度中等或偏弱••降水范围局限，但强度大常与锋面系统相关••生命周期较短，通常小时可持续数小时至数天•1-2•雾与环境影响倍325%15%交通事故增加率航班延误比例农作物湿度增加研究表明，在浓雾天气条件下，交通事故发生率平均增加倍在主要机场，雾天气可导致约的航班出现延误或取消在某些地区，雾水沉降可为植物提供额外水分，增加土壤表层325%以上雾通过降低能见度、扭曲距离感和制造眩光来影响驾驶机场运行通常按照能见度等级设定不同的最低标准，当雾使能湿度约这一隐形灌溉效应在干旱和半干旱地区尤为重15%安全特别是高速公路上的雾，因车速差异导致的追尾事故风见度低于这些标准时，起降操作必须减少或暂停即使配备了要例如，智利阿塔卡马沙漠的雾收集器利用这一现象为农险显著提高每年全球约有数千起严重交通事故直接归因于雾先进的仪表着陆系统，极低能见度仍会显著影响航空运输效率业和饮用水提供宝贵资源某些植物物种已进化出直接从雾中的影响捕获水分的特殊机制雾与城市污染雾与城市空气污染的相互作用形成了复杂的环境问题一方面，雾提供了理想的环境，使污染物得以聚集和反应；另一方面，污染物又促进雾的形成和维持这种恶性循环在形成雾霾事件中尤为明显雾霾形成机制健康影响雾滴吸附空气中的污染颗粒物雾霾颗粒物可深入肺部，导致呼吸系统疾病••高湿环境促进硫氧化物、氮氧化物转化为硫酸盐、硝酸盐雾中酸性物质损害眼睛和皮肤••二次气溶胶增强光散射，进一步降低能见度长期接触雾霾与心血管疾病风险增加相关••污染物增加凝结核数量，促进更多雾滴形成弱势群体（老人、儿童、哮喘患者）风险更高••云的观测方法卫星遥感地面观测雷达监测卫星云图是现代云观测的核心技术，提供全球范围的云覆盖数据地面云观测包括传统人工观测和现代自动化设备云高仪利用激光气象雷达是观测降水云的强大工具常规反射率雷达能够探测云内极轨卫星和静止卫星共同构成完整观测网络，前者提供高分辨率极或红外技术测量云底高度，能够探测多达三层云；全天空成像仪通水滴和冰晶，显示降水云的分布和强度；多普勒雷达增加了测量云地覆盖，后者则实现对同一区域的连续监测卫星观测既包括可见过广角镜头获取整个天空的图像，自动计算云量和云型；人工观测内气流速度的能力，帮助识别旋转气流和危险天气；双偏振雷达则光通道（反映云的反照率），也包括红外通道（反映云顶温度）则依靠训练有素的观测员，利用目视方法记录云的类型、高度和覆能区分雨、雪、冰雹等不同形态的降水现代雷达网络通过三维扫多通道分析能够确定云的高度、厚度、温度和水相态，为天气预报盖率这些观测数据按国际标准化格式编码，纳入全球气象数据交描，构建降水云系统的完整立体结构，是临近预报的基础设施和气候研究提供关键数据换网络先进云观测技术机载观测激光雷达微波辐射计研究飞机携带的云物理仪器能够直接测量云内的温度、湿度、液态激光雷达利用激光脉冲探测云和气溶胶，具有探测薄云和LIDAR水含量和粒径分布这种贴身观测提供了最为详细的云微物理数高空云的优势地基和星载激光雷达结合使用，能够提供大气垂直据，但成本高昂，通常用于专项科学研究而非常规监测剖面的精细观测，特别适用于研究云气溶胶相互作用-雾的观测方法能见度测量仪器摄像头和人工目视观测能见度是雾的基本观测参数，现代气象站使用多种专业仪器进行测量摄像监测系统为雾观测提供直观的可视化数据透射率计测量特定距离内光线的衰减程度，常用于机场跑道能见度监测定点摄像头连续记录固定目标物的可见性变化•散射计测量空气中水滴对光的散射强度，间接计算能见度全景摄像系统捕捉雾的空间分布和结构特征•能见度仪综合利用透射和散射原理，提供连续的能见度数据红外摄像技术提高夜间雾的观测能力•这些仪器通常能够测量米至公里范围内的能见度，精度随距离增加而降低最先进的系统还能区分雾、雪、雨和霾等不尽管自动化程度不断提高，人工目视观测仍然是雾监测的重要补充经验丰富的观测员能够判断雾的类型、强度变化趋势，以1010同引起能见度降低的现象及与其他天气现象的关联性，这些定性信息对解释仪器数据具有重要价值自动气象站数据特殊观测方法现代自动气象站通过集成多种传感器，提供雾观测的综合数据针对特定场景的雾观测方法包括温湿度传感器测量空气温度和相对湿度，判断是否接近饱和状态道路气象站集成于高速公路网络，专门监测影响交通的雾情•风速风向传感器记录雾形成过程中的风况变化机场跑道视程系统为航空安全提供高精度的能见度数据•RVR雨量计和云高仪提供相关降水和云层信息•自动站的数据通常以分钟级间隔记录，实现对雾形成、演变和消散过程的连续监测这些高时间分辨率数据对研究雾的微观过程尤为宝贵云的美学与文化西方艺术中的云1从文艺复兴时期开始，云在西方绘画中扮演着重要角色画家们将云视为神圣与世俗之间的界限，常将天使和神灵置于云端透纳Turner的风景画中，云的光影变化成为表达情绪的关键元素；康斯太勃尔Constable则进行了系统的云彩研究，创作了著名的云彩习作系列，被认为是最早的气象艺术作品2东方文化中的云在中国传统文化中，云具有深厚的象征意义祥云代表吉祥和好运；道教将云视为仙境的标志，腾云驾雾是神仙的移动方式；中国古典绘画中的云山图表达了山水相依的自然观云纹作为装饰图案广泛应用于建筑、瓷器和纺织品中，展现了中国人对自然形态的审美追求文学创作灵感3云的变幻莫测激发了无数文学创作英国浪漫主义诗人雪莱的《云》将云拟人化，描绘其生命循环；中国古典诗词中，白云苍狗比喻世事变幻；现代文学作品中，云常作为人物心境的映射云的暂时性和流动性，使其成为表达哲学思考的理想意象，特别是关于变化、无常和自由的主题云的形态美学云的形态美学源于其独特的视觉特性这种自然美学已延伸至当代设计领域，影响了建筑、时尚和产品设计例如，建筑师西萨·佩里将云的概念融入建筑形态；服装设计师三宅一生创造了模拟云朵质感的面料技术；数字艺术家则利用算法模拟云的形成过程，创造沉浸式云彩体验无限变化云的形态瞬息万变，没有两朵完全相同的云柔软质感云的蓬松质感呈现出与固体物质截然不同的美感光影互动云与阳光的互动创造出壮观的色彩和明暗变化空间感云的层次和透明度赋予天空深度和立体感雾的美学与文化雾的神秘感与诗意表达雾景旅游与摄影热点雾以其神秘的视觉效果，在艺术表达中占有特殊地位雾能够淡化景物轮廓，模糊距离感，创造出超现实的空间体验这种朦胧美学在多种艺某些地区因其独特的雾景而成为旅游胜地和摄影热点术形式中得到体现中国黄山以云海和佛光著称，游客专为云雾景观而来中国山水画借助云烟法表现山间雾气，体现烟雨江南的意境美国大烟山国家公园因常年云雾缭绕而得名印象派绘画莫奈的《雾中的泰晤士河》系列捕捉雾对光线的散射效果爱尔兰莫赫悬崖海雾与悬崖交织，创造神秘氛围黑白摄影雾成为创造强烈明暗对比和神秘氛围的理想元素日本北海道摩周湖以神秘之雾闻名，平均每年有天被雾覆盖139电影语言雾作为叙事工具，常用于营造悬疑、恐怖或怀旧氛围雾景摄影已发展为专门的摄影流派，拥有独特的技巧和审美标准摄影师利用雾来简化构图、创造层次感、突出主体，捕捉瞬息万变的光影效在文学作品中，雾常作为强大的象征元素出现狄更斯的《荒凉山庄》以伦敦浓雾象征社会混沌；中国古典诗词中烟雨蒙蒙表达含蓄美学；果雾景摄影工作坊和雾天预报应用程序的出现，反映了这一领域的专业化发展现代诗人则借雾表达存在主义思考，探讨确定性与不确定性的边界雾在民间传说中的角色在世界各地的民间传说中，雾常扮演着连接现实与超自然世界的媒介凯尔特传说中，雾被视为通往仙境阿瓦隆的入口•日本神话将雾与神灵出现联系，称为神隐现象•中国民间故事中，仙人常腾云驾雾，雾标志着神仙的存在•雾和云的安全提示1低能见度驾驶注意事项2航空和航海中的影响3防范雾霾和空气污染危害在雾天驾驶时，安全风险显著增加，应采取以下防范措施雾对航空和航海安全构成重大挑战，相关注意事项包括雾与污染物结合形成的雾霾对健康构成威胁，应采取以下防护措施降低车速，与前车保持更大安全距离（至少是正常情况的两倍）航空旅客应了解，机场能见度低于最低标准时，航班可能延误或关注空气质量指数预报，了解污染程度•••AQI取消使用近光灯而非远光灯，远光灯反而会在雾中造成强烈眩光雾霾天减少户外活动，特别是剧烈运动••小型船只在浓雾中应减速行驶，使用雾号或声响信号装置开启雾灯（如有）和危险警示灯，提高车辆可见性•外出时佩戴符合标准的口罩（如）••N95确保船舶雷达和导航设备正常工作，不要完全依赖视觉导航避免突然刹车或变道，保持行驶平稳•室内使用空气净化器，定期更换滤网••了解并遵守雾天航行的特殊规则，如航道限制和交通管制利用道路右侧的白线作为视觉参考，避免偏离车道•回家后彻底清洁暴露的皮肤和眼睛••航空器必须根据仪表飞行规则运行，即使是视觉飞行等级的条件允许时，考虑推迟或取消非必要出行•IFR慢性呼吸系统疾病患者应遵医嘱调整用药••飞行员与云相关的安全问题雷暴云安全高山云与天气突变积雨云产生的雷暴天气具有多重危险山区特殊的云型常预示危险天气变化发现积雨云接近时，寻找安全避雷场所，如建筑物或全金属车辆山顶帽状云预示强风，可能导致体感温度急剧下降••避开高大孤立物体，如树木、电线杆和金属栅栏快速发展的积云意味着可能有雷暴形成，应考虑下撤••户外活动应在雷暴来临前及时中止低云从山谷快速上升可能带来能见度骤降，增加迷路风险••了解法则闪电后秒内听到雷声，表明雷暴在公里内；最后一次雷声后等待分钟再恢复户外•30-30301030活动雾和云的教学资源推荐免费课件下载网站互动教学软件和模拟工具以下网站提供高质量的雾和云教学课件资源，支持免费下载这些数字工具能够增强气象教学的互动性和直观性中国气象局公共气象服务中心提供权威的气象科普课件，包括云和雾的分云形成模拟器可视化展示温度、湿度变化与云形成的关系类、形成机制等专题气象雷达教学系统模拟雷达扫描过程，展示不同云型的雷达回波特征全国中小学教师教育资源网收录多个学科的气象相关教案和多媒体资源全球云图观察平台实时卫星云图与历史数据比对，适合长期观察项目气象爱好者论坛资源区由专业气象工作者和爱好者共同维护的资源分享平台虚拟气象站模拟气象观测工作，包括云量、云型和能见度的记录方法国家气象科学数据中心提供开放获取的气象数据集和教学用图表实验演示和户外观测建议实践活动能有效提高学生对云和雾知识的理解和记忆云观察日记指导学生每日记录云的类型、覆盖率和相关天气变化校园气象站建设简易设备组合，培养学生的观测习惯和数据分析能力雾收集实验使用简易装置收集雾水，测量不同环境条件下的收集效率云形成模型利用压力瓶和热水演示绝热膨胀冷却形成云的过程适合不同年龄段的教学资源小学阶段（岁）中学阶段（岁）高等教育和专业培训6-1212-18云的形状识别游戏，培养观察能力云的国际分类系统学习卡片云微物理过程计算模型•••简易云笔记本，记录日常云变化雾的形成条件实验设计雾和能见度预报方法研究•••云和雾的故事绘本，结合民间传说气象卫星云图解读训练云和气候变化关系专题讲座•••云的颜色与天气关系探索活动本地云和雾气候特征研究项目航空气象中的云和雾安全评估•••雾和云的实验示范瓶中云实验1材料准备透明塑料瓶、热水、火柴实验步骤2盐上的雾在瓶中倒入少量热水，摇晃使瓶内充满水蒸气

1.材料准备玻璃杯、冰块、食盐、热水点燃火柴，迅速熄灭并放入瓶中，立即盖紧瓶盖

2.用力挤压瓶身，然后突然释放实验步骤

3.

4.观察瓶内出现的云

1.在玻璃杯中倒入热水，约占杯容量的1/3原理解释挤压增加气压和温度，释放导致膨胀冷却，水汽在火柴烟粒凝结核表面凝结成可见的小水滴，形成云这模拟了大气

2.在杯口放置一个筛网，上面撒一层食盐中绝热膨胀冷却形成云的过程在筛网上方放置几个冰块

3.观察盐粒周围形成的雾

4.彩色云层实验3原理解释热水蒸发产生水汽上升，遇到冰块冷却，在盐粒凝结核表面凝结成微小水滴这模拟了辐射雾的形成过程温暖湿润的材料准备大玻璃缸、热水、冷水、食用色素、冰块空气遇冷表面冷却，水汽在凝结核表面凝结实验步骤在缸底倒入热水并加入红色食用色素

1.小心沿缸壁缓慢倒入冷水，使其浮于热水之上

2.在冷水中滴入蓝色食用色素

3.观察两层水之间形成的云层

4.原理解释温暖的红色水产生的水汽上升至冷水层，冷却凝结形成可见的云层这演示了温度层结对云形成的影响，类似于大气中的温度逆转层如何促进层状云的形成课堂互动实验设计云的观察与记录模拟不同类型雾的形成设计一个为期两周的云观察项目，学生每天同一时间记录云的类型、覆盖率和天气状况提供云图识别卡片和观察记录表，引导学生寻找云型设计三个实验站，分别模拟辐射雾、平流雾和蒸发雾的形成条件学生轮流在各站操作，观察不同条件下雾的形成过程和特点每个实验站配与天气变化的关联课程结束时，学生分析自己的观察数据，识别当地常见云型和天气模式，培养科学观察和数据分析能力备观察指南和问题清单，引导学生思考温度、湿度和气流等因素如何影响雾的形成实验后进行小组讨论，比较不同类型雾的特征和形成机制户外教学活动组织云的捕捉者户外活动，带领学生到开阔地点观察云的实际形态准备望远镜、云高估算工具和云型图谱学生分组完成云的识别、高度估算和移动方向判断特别关注云的演变过程，如积云如何发展为积雨云将观察结果与当天天气预报对比，讨论云观察在天气预测中的应用价值雾和云的案例分析年北京雾霾事件年伦敦烟雾事件年印度浦那云爆发事件201319522005年月，北京经历了有记录以来最严重的雾霾事件之一浓度峰值超年月日，伦敦经历了致命的大烟雾事件浓雾与煤年月日，印度浦那地区发生了灾难性的云爆发事件20131PM

2.51952125-9Great Smog2005726Cloudburst24过，能见度降至不足米这次事件的形成原因包括大气层稳定温燃烧产生的二氧化硫等污染物结合，形成高度有毒的混合物能见度降至不足米，小时内降雨量超过毫米，相当于该地区半年的降水量这种极端降水是由一个900μg/m³1001600度逆转，抑制污染物扩散；冬季采暖排放增加；工业和机动车污染累积；以及地形交通几乎完全停滞事件最初被低估，但后续研究显示，这次事件直接导致约异常发展的积雨云系统引起的，云高达公里，远超普通雷暴云卫星图像显示，18因素导致污染物聚集雾与污染物的协同作用使情况更加严重人死亡，数月内间接致死约人云系几乎静止在山谷上方小时，不断产生强降水4000800024此次事件导致呼吸系统疾病就诊量激增；近个航班取消或延误；公路交通这次事件成为环境保护历史的转折点，直接促成了年英国《清洁空气法》的这次事件造成近人死亡，数千人无家可归，经济损失超过亿美元后续分析400019562003严重受阻事件促成了《大气污染防治行动计划》出台，加速了能源结构调整和污颁布，开创了现代空气质量立法的先河伦敦大烟雾事件也成为气象学和环境科学发现，特殊的地形抬升效应、季风环流异常和高空气流辐合共同促成了这一极端事染减排措施实施教学中的经典案例，展示了雾与人为污染相互作用的灾难性后果件该案例成为研究积雨云极端发展和山地气象灾害的重要参考，也推动了印度山区预警系统的改进航空云雾灾难案例年特内里费空难年法航航班空难19772009447年月日，航空史上最严重的空难发生在加那利群岛特内里费机场浓雾导致能见度降至米以下，两架波音年月日，法航航班在穿越赤道附近的积雨云区时坠毁大西洋，人全部遇难事故调查发现，飞机遭遇了强1977327300200961447228客机在跑道上相撞，造成人死亡事故调查发现，除了浓雾造成的低能见度外，雾还影响了飞行员和塔台之间的沟烈积雨云产生的高空冰晶，导致空速管结冰失效这引发了自动驾驶仪断开和错误的飞行数据显示，最终导致飞行员错误操作747583通质量，导致关键指令被误解这一事件促使航空业加强低能见度条件下的机场运行规程，并改进飞行员与管制员的通信标准和飞机失控这一事件凸显了积雨云对航空安全的严重威胁，促使航空业强化对极端天气的机组培训和飞行系统冗余设计化程序未来云和雾的研究方向气候变化对云和雾的影响气候变化正在改变全球云量、云类型和云分布模式未来研究将重点关注•云反馈机制对全球变暖的放大或抑制作用•云-气溶胶相互作用在气候敏感性中的关键角色•极地地区低云覆盖变化对冰雪反照率的影响•城市热岛效应对局地雾形成频率的改变这些研究对准确预测未来气候情景至关重要，是气候模型改进的核心领域云物理学新进展微观尺度上的云物理过程研究正在取得突破，未来方向包括•云凝结核和冰核活性的分子层面机制研究•湍流对云滴谱演化的精细影响模拟•量子效应在冰晶形成中的潜在作用•生物气溶胶如细菌作为云凝结核的特殊效应这些微观过程的深入理解将显著提高云和降水的数值模拟准确性智能气象监测技术新一代观测技术正在革新云和雾的监测方法•高分辨率极轨卫星与静止卫星协同观测网络•云内飞行无人机系统，实时获取云内微物理参数•地基立体观测网络，结合雷达、激光雷达和微波辐射计•基于物联网的分布式雾监测系统，尤其在交通枢纽这些先进技术将显著提高云和雾观测的时空分辨率和准确性人工智能应用人工智能和机器学习正在改变云和雾的研究和预报方法•深度学习算法自动识别卫星图像中的云类型和演变趋势•基于计算机视觉的地基全天空图像云分析•神经网络辅助的云微物理参数化方案•集成多源数据的雾预报概率模型•边缘计算在局地雾预警中的应用AI技术有望解决传统方法难以处理的云和雾的高度非线性特性潜在的应用拓展云的工程应用雾的资源化利用课程总结与下载链接课程重点回顾实践应用要点持续学习建议本课程系统介绍了雾和云的核心知识课程强调了云和雾知识的实际应用价值鼓励进一步探索云和雾的奥秘形成机制云和雾形成的基本条件（水汽、冷却、凝结核）及不天气预报利用云观察预测短期天气变化；雾的预警与防范建立观察习惯培养日常云观察的兴趣，记录当地云型变化规律同形成途径（对流上升、地形抬升、辐射冷却等）安全指导雾天交通安全措施；航空和航海中的云雾风险管理分类系统云的高度分类（高云、中云、低云）和形态分类（层参与公民科学加入云观察社区，分享观察记录与其他爱好者交云、积云等）；雾的类型（辐射雾、平流雾、蒸发雾等）流环境监测雾与空气质量的关系；云在气候变化研究中的指示作物理特性云滴和雾滴的大小、分布及相变过程；云和雾的寿命、用跨学科学习将云和雾知识与物理、化学、环境科学等学科知识动态变化规律结合教学示范简易实验演示云和雾的形成过程；户外观察活动设计气象影响云与降水的关系；雾对能见度的影响；云和雾在气候关注前沿研究了解云和雾在气候变化、空气质量等领域的最新系统中的角色研究成果推荐免费课件资源网址资源名称网址资源特点中国气象科普网权威气象科普资料，适合中学教学http://www.kepu.gov.cn气象爱好者社区实践观测指南，丰富的云图集http://bbs.weather.com.cn国家气象科学数据中心专业气象数据，适合高等教育http://data.cma.cn全球云图观察计划国际标准云图，多语言支持http://cloudatlas.wmo.int云和雾作为大气中最常见也最神奇的现象，既是科学研究的对象，也是艺术灵感的源泉通过本课件的学习，希望能激发您对大气科学的兴趣，培养观察自然、理解自然的科学素养无论是专业气象工作者，还是气象爱好者，都能在云和雾的世界中发现无尽的奥秘和美丽。