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暴雨与湿证的生物气象学研究 摘要:从生物气象学角度对暴雨及湿证之间的关系作了研究，认为暴雨致病总属湿邪，而又多挟风、寒、热等邪。暴雨致病从清湿、浊湿两条途径侵袭人体，清湿多挟气机不畅；浊湿多伴血行不畅。对于暴雨所致之湿证的防治方法也进行了探讨。 Abstract:Torrential rain and damp syndrome were reviewed from the biometeorological was indicated that the diseases resulted from torrential rain were caused by dampness,and always accompanied with wind,cold and rain resulted in disease by the way of clear dampness and turbid dampness caused stagnation of dampness caused stagnation of therapeutic measures of damp syndrome were discussed too. Key words:Torrential rainDampnessDamp syndrome 暴雨是一种灾害性天气，严重影响人们的生产、工作与生活。暴雨又是一种致病因素，但其与人类疾病的关系，尤其是与湿证的生物气象学研究报道不多。笔者对有关暴雨与湿证的生物气象学研究探讨如下： 1生物气象学与气象病 自古以来，人们就注意到天气和气候能影响人的健康。但只是在近几十年来才进行了比较系统、深入地研究，并逐渐形成一门新的综合性学科——生物气象学［1］。据国际生物气象学会的定义：生物气象学是研究大气以及地球外的微观环境和宏观环境给予植物、动物、人类即生物体的一般理化因素的规律或不规律、直接或间接影响的科学。即使是健康人，由于天气、气候和季节的变化，其精神和身体也受到直接或间接的影响。气候变化大的时候就会引起疾病，甚至可使原有病情加重乃至死亡。因此，把与气象有密切关系的症候群叫气象病。近年，伴随着城市化、工业化，大气污染已经引起了一些疾病，这种人为环境的变化所产生的疾病可称为广义的气象病［2］。 2暴雨对人体健康的影响 暴雨前后一般都有风向、风力、气温、空气湿度、气压等的变化，影响着人体的健康，甚至诱发或引起某些疾病。多数病毒和革兰氏阴性细菌随湿度的增高而数量增加，而革兰氏阳性细菌和流感病毒则随湿度和风速的减低而数量增加［1］［3］。在蚊子可以全年繁衍及活动的热带，雨量对其个体数的增减有密切关系。通过对泰国北部秦吗地区脑炎患者月发生率和平均气温及雨量关系的调查表明，脑炎患者约半数是日本脑炎，但其高峰不在气温最高的4月，而在降雨量最多的7、8月(注：日 本脑炎病毒以保毒小型赤家蚊为媒介传染)。而在日本等温带，夏季里媒介蚊的个体数急剧上升，日本脑炎发生率也达到最高峰［4］。 在我国，有学者证实，气象因素与小儿肺炎发病密切相关，气温、相对湿度与肺炎发病率呈负相关，气压与肺炎发病率呈正相关。在炎热多雨的夏秋季，小儿机体抵抗力下降可感染为肺炎［5］。 不同的气象环境条件下给予的药物也可产生不同的作用。如毛地黄在暴风雨且有气压急骤下降的情况下使用其毒性增高，在平静的高气压条件下使用其毒性减低［1］。 3关于湿证的研究 湿邪为病在临床上极为常见，其治疗又非常棘手。有云“六气之中，湿热为病，十居八九”，湿邪“非若寒邪之一汗即解，温热之邪之一凉即退，故难速已。”［6］ 病因 湿之为病，所感不同，有从外得者，如居处潮湿、冒雨涉水、汗出沾衣等；有从内得者，如恣饮酒浆乳酪，过食瓜果生冷，致伤脾败胃而生［6］。内湿与外湿相互关联，有内湿者易受外湿侵袭而为病；感受外湿，日久不去，亦易使脾胃失运，酿成内湿。外湿的内涵，姜春华曾说：“湿就是空气中含水量增多。”［7］湿本身是一种正常气候变化的构成要素，只有当湿气过盛，侵入人体造成疾病时，就成为湿邪。而与风、寒、暑、燥、火不同的是，湿邪在天地间的存在形式是多种多样的，如雾、露、雨、雪、霜、水、冰以及蒸腾于空气中的湿热之气等［8］。 病机 湿有天地之分，自天而降之湿，即清湿，包括雾、露、霜、雪、雨及蒸腾于天地间的湿热之气，其性轻散，中病易入气分，走上焦，中营卫，或内舍脏气(困脾)；在地之湿，即浊湿，包括水、泉、冰、泥，其性重着，中病易入血分，走下焦，留滞于皮肉、筋骨、血脉［8］。 湿邪致病繁杂，善于变易。湿为弥漫性水气，形无定体，上下中外，无处不到。犯上则头重项强；停中则痞满呕恶；流下则足胫浮肿；阻于脉络则气滞血瘀；聚于关节则骨骱烦痛不利；客于肌肤则寒热疼痛；散于孔窍则流浊不通；著于脏腑则气化受阻……。因而诸多病证，不是因湿而病，就是因病而生湿，为泻、为痹、为疸、为疟、为淋、为瘀……，其莫不与湿相关。况且湿能伤脾，脾土一亏，百病丛生［6］。 诊疗 湿邪致病广泛，其临床表现错综复杂，常见症状有：困重乏力，倦怠少动，精神萎靡，苔腻，脉濡等。现代医学中许多疾病与湿邪有关，如：病毒性疾病与中医湿证的临床表现相似［9］；原发性肾小球肾炎无论是其病程中的哪一阶段都与湿邪有关，湿邪既是病理产物又是致病因子，湿邪内蕴是肾炎的基本病理变化［10］；慢性肾炎的基本病理为“湿热久羁，阻滞三焦”，［11］与湿邪密切相关。而这些疾病大都病程较长，缠绵难愈。 祛湿之法，因病位不同，治亦有别。病在上焦者，宜辛香宣透，芳香化浊，常用藿香、佩兰、白芷等。湿阻中焦者，宜以燥湿，湿重于热者，用半夏、苍术、草果等苦温燥湿；热重于湿者，宜黄芩、黄连、栀子之类苦寒清热燥湿。湿在下焦者，宜滑石、木通、茯苓之类淡渗利湿。而湿常困脾，故治重在中焦，临床常配健脾益气之茯苓、薏苡仁及醒胃消导之砂仁、麦芽等［12］。又湿邪致病多有阻遏气机，郁困清阳，气郁愈深，湿愈难解。因此，治疗湿证除运用祛湿诸法外，必须配合宣开、宣通等宣展气机之法，借助脏腑组织器官的气机活动，促使湿闭得开，湿郁得解，给湿邪以外泄之机。这样，才能尽快驱邪外出，提高疗效，缩短病程［13］。 护理 祛湿棘手，失度则伏，其来也渐去也缓，隐伏体内，难以速去，缓图有望［6］，故湿证护理非常重要。其护理宜避免重受湿邪，居处环境不宜潮湿，防冒雨涉水，防汗出淋漓，衣服需穿吸湿性强的柔软装，衣服湿后需及时更换干净、干燥，饮食防过饮酒浆乳酪，勿过食生冷瓜果等等。如护理得当，则可有效地配合治疗。 4暴雨与湿邪的关系 唐以前，“雨”被认为是一种致病因素。如公元前514年，秦国医和就提出“阴、阳、风、雨、晦、明”为六种致病因素；《素问*调经论》提出风、雨 、寒、暑为致病因素。直到唐代王冰补运气七篇，才提出风、寒、暑、湿、燥、火为“六气”，太过则为致病因素，称“六淫”。［14］可见，“雨”邪已归纳入其它邪气中，而根据湿邪的病因研究，雨邪属于湿邪。暴雨较微雨、小雨、大雨等量大、危害性大，对人体影响也更大，故而，暴雨属湿邪，湿邪包括暴雨。暴雨降时可作为“清湿”伤气分，走上焦；既降则又可为在地之湿，为“浊湿”，走下焦，易入血分。暴雨因其发生前后大都有风力、风向、温度等的变化，故其致病多兼挟风、寒等邪。 5人工气象室研究 为了方便研究，美国的Hollander制作了精密的人工气象室进行实验，即制作了温度、湿度、气压、气流和离子浓度五个可随意变化的气象条件，称之为Climatron房间。创造了在外面操纵而住在里面的风湿病患者并不知道的气象条件，观察此种条件对风湿症状的影响。结果，当气压下降而湿度上升时，患者症状立即加重，如单纯是气压下降或湿度上升，症状几乎没有变化。虽然气象条件变化时可导致恶化，但是在一定的时间内即使条件恶化，症状也不太受影响。此结果与风湿病患者经常主诉的气象前锋经过时症状加重是一致的，特别是雨前疼痛加重、雨后减轻这一事实在科学上是有根据的。［15］ 综上所述，天气和气候变化能够影响人的健康，而暴雨作为一种灾害性天气会对人体产生很大影响。不同的人在不同的条件下，对同一种气象刺激亦可表现不同的反应，产生不同的结果。湿证作为一种常见证候、难治证，与暴雨又有密切关系，我们就可通过多种手段对之进行治疗，如随气象和季节变化，进行相应的饮食疗法、运动疗法、精神疗法、康复等［16］。已病者可起到治疗作用，从各途径防止病情进展，未病者亦可起到预防保健的效果。 [NextPage]

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雨是由云“变”来的。雨滴的体积是云滴体积的100万倍。也就是说，要100万个云滴才能构成一个雨滴。在湿空气中，因冷却而凝结出云滴。对于云体温度高于0℃的暖云来说，云中存在大小不同的云滴，大云滴下降速度快，上升速度慢；小云滴下降速度慢，上升速度快。于是，由于大小云滴相对速度的差异，使得大云滴有机会与小云滴相撞，结果小云滴就合并到大云滴中去了。这样，大云滴不断地增大，又因为上升气流分布不均匀，大云滴可以在云中多次上下运动，再加上云内的湍流作用，大云滴增大的机会就增加，于是大云滴越来越大，直到上升气流托不住它，掉下来成为雨还有一种比较专业的意见，我觉得更有道理：当你飞行在1万米高空，看到更高处仍有少量雾障与淡云时，往往会有这样的疑问，为什么大多数云粒都在云海海面以下，这些高云有什么特殊，能比其它云飘得更高呢？实际上，20公里高空都还有极稀薄的水分子存在，如前所述，这个高度的水分子不是从地面直接就蒸腾上来的，而是“第二次蒸发”后，负氢氧根离子还原出来的水分子。因为氢氧根（OH－）的分子量是17，比水气分子量小1，故比水气浮得更高。当它们在平流层底部还原成水（H2O）后，在－45℃的气温环境下，立即凝结成固态的霰粒，其直径在1微米以下，反射阳光，就像是雾障，特别浓密时，便犹如淡云。由于大量霰粒向云海掉落，云层的水雾向霰粒聚集，冻成较大的霰粒。当聚到1毫米左右直径时，原霰粒熔解为水，成为雨滴下落到地面。在冬季，原霰粒未被熔解，形成雪花或大霰粒下落到地面，这便是雨和雪的成因。在晴天时，高空霰粒在穿过没有云的云层时，因气温增高而在半空熔解，化为薄雾，或降落地面成为露、霜、或在降落途中，又被第二天的阳光和风再次蒸发。这些高空霰粒体积太小，容易熔解，不易现场“抓获”，故它的存在和作用常被气象学家们忽略。 现气象学一讲雨雪的成因，就说是暖湿气流遇到了冷气团，或湿热空气上升后冷却凝结云云。问题是，在夏秋雨季里，这些冷气团是从哪里来的呢?难道是从南北极圈专门跑来下雨的不成?既然湿热空气把地面的水汽与热能带到了高空，高空应该更热，为何又会冷却凝结为雨雪的呢?不首先弄清对流层顶部出现低温的原因，这种雨雪成因理论就根本不能自圆其说。 如前所述，第二次蒸发是高空寒冷的主因，大量霰粒落入云海并吸热熔解，会使云海“雪上加霜”，当云汽在这种寒冷条件下凝结为雨滴和雪粒后，比重增大，浮力消失，当然会向下飘落，形成雨雪。现在所说的“对流雨”、“地形雨”、“锋面雨”、“台风雨”、“人工降雨”等都只是在说明降雨过程所伴随的现象，并没有说清降雨的原因=========================================我们都知道,云是由许多小水滴和小冰晶组成的，雨滴和雪花是由这些小水滴和小冰晶增长变大而成的。那么，雪是怎么形成的呢? 在水云中，云滴都是小水滴。它们主要是靠继续凝结和互相碰撞并合而增大成为雨滴的。 冰云是由微小的冰晶组成的。这些小冰晶在相互碰撞时，冰晶表面会增热而有些融化，并且会互相沾合又重新冻结起来。这样重复多次，冰晶便增大了。另外，在云内也有水汽，所以冰晶也能靠凝华继续增长。但是，冰云一般都很高，而且也不厚，在那里水汽不多，凝华增长很慢，相互碰撞的机会也不多，所以不能增长到很大而形成降水。即使引起了降水，也往往在下降途中被蒸发掉，很少能落到地面。 最有利于云滴增长的是混合云。混合云是由小冰晶和过冷却水滴共同组成的。当一团空气对于冰晶说来已经达到饱和的时候，对于水滴说来却还没有达到饱和。这时云中的水汽向冰晶表面上凝华，而过冷却水滴却在蒸发，这时就产生了冰晶从过冷却水滴上"吸附"水汽的现象。在这种情况下，冰晶增长得很快。另外，过冷却水是很不稳定的。一碰它，它就要冻结起来。所以，在混合云里，当过冷却水滴和冰晶相碰撞的时候，就会冻结沾附在冰晶表面上，使它迅速增大。当小冰晶增大到能够克服空气的阻力和浮力时，便落到地面，这就是雪花。 在初春和秋末，靠近地面的空气在0℃以上，但是这层空气不厚，温度也不很高，会使雪花没有来得及完全融化就落到了地面。这叫做降"湿雪"，或"雨雪并降"。这种现象在气象学里叫“雨夹雪”。 同样雪的大小也按降水量分类. 雪可分为小雪,中雪和大雪三类, 具体见表3.表3. 各类雪的降水量标准种类 小雪 中雪 大雪 24小时降水量 以下 大于 12小时降水量 以下 大于雪的形成和种类 作者：大山文章来源：网上收集点击数：97更新时间：2005-1-16 我们都知道,云是由许多小水滴和小冰晶组成的，雨滴和雪花是由这些小水滴和小冰晶增长变大而成的。那么，雪是怎么形成的呢? 在水云中，云滴都是小水滴。它们主要是靠继续凝结和互相碰撞并合而增大成为雨滴的。 冰云是由微小的冰晶组成的。这些小冰晶在相互碰撞时，冰晶表面会增热而有些融化，并且会互相沾合又重新冻结起来。这样重复多次，冰晶便增大了。另外，在云内也有水汽，所以冰晶也能靠凝华继续增长。但是，冰云一般都很高，而且也不厚，在那里水汽不多，凝华增长很慢，相互碰撞的机会也不多，所以不能增长到很大而形成降水。即使引起了降水，也往往在下降途中被蒸发掉，很少能落到地面。 最有利于云滴增长的是混合云。混合云是由小冰晶和过冷却水滴共同组成的。当一团空气对于冰晶说来已经达到饱和的时候，对于水滴说来却还没有达到饱和。这时云中的水汽向冰晶表面上凝华，而过冷却水滴却在蒸发，这时就产生了冰晶从过冷却水滴上"吸附"水汽的现象。在这种情况下，冰晶增长得很快。另外，过冷却水是很不稳定的。一碰它，它就要冻结起来。所以，在混合云里，当过冷却水滴和冰晶相碰撞的时候，就会冻结沾附在冰晶表面上，使它迅速增大。当小冰晶增大到能够克服空气的阻力和浮力时，便落到地面，这就是雪花。 在初春和秋末，靠近地面的空气在0℃以上，但是这层空气不厚，温度也不很高，会使雪花没有来得及完全融化就落到了地面。这叫做降"湿雪"，或"雨雪并降"。这种现象在气象学里叫“雨夹雪”。 同样雪的大小也按降水量分类. 雪可分为小雪,中雪和大雪三类, 具体见表3.表3. 各类雪的降水量标准种类 小雪 中雪 大雪 24小时降水量 以下 大于 12小时降水量 以下 大于 雪花的形状 雪花的形状极多,而且十分美丽.如果把雪花放在放大镜下,可以发现每片雪花都是一幅极其精美的图案,连许多艺术家都赞叹不止。但是，各种各样的雪花形状是怎样形成的呢?雪花大都是六角形的，这是因为雪花属于六方晶系。云中雪花"胚胎"的小冰晶，主要有两种形状。一种呈六棱体状，长而细，叫柱晶，但有时它的两端是尖的，样子象一根针，叫针晶。别一种则呈六角形的薄片状，就象从六棱铅笔上切下来的薄片那样，叫片晶。 如果周围的空气过饱和的程度比较低，冰晶便增长得很慢，并且各边都在均匀地增长。它增大下降时，仍然保持着原来的样子，分别被叫做柱状、针状和片状的雪晶。 如果周围的空气呈高度过饱和状态，那么冰晶在增长过程中不仅体积会增大，而且形状也会变化。最常见的是由片状变为星状。 原来，在冰晶增长的同时，冰晶附近的水汽会被消耗。所以，越靠近冰晶的地方，水汽越稀薄，过饱和程度越低。在紧靠冰晶表面的地方，因为多余的水汽都已凝华在冰晶上了，所以刚刚达到饱和。这样，靠近冰晶处的水汽密度就要比离它远的地方小。水汽就从冰晶周围向冰晶所在处移动。水汽分子首先遇到冰晶的各个角棱和凸出部分，并在这里凝华而使冰晶增长。于是冰晶的各个角棱和凸出部分将首先迅速地增长，而逐渐成为枝叉状。以后，又因为同样的原因在各个枝叉和角棱处长出新的小枝叉来。与此同时，在各个角棱和枝叉之间的凹陷处。空气已经不再是饱和的了。有时，在这里甚至有升华过程，以致水汽被输送到其他地方去。这样就使得角棱和枝叉更为突出，而慢慢地形成了我们熟悉的星状雪花。 上面说的实际上是一个典型的星状雪花的形成过程。它的相当部位，不论形状或大小，都应当是相同的。这种典型的星状雪花只有在一个理想的、平静的环境中(譬如在实验室内)才能形成。在大气中，它不能象上面说的那样有步骤地增大，所形成的形状也就不能那样典型。这是因为冰晶逐渐在下降着，而且有时在旋转着，各个枝叉接触水汽的多少有所不同，而那些接触水汽较多的枝又便增长得较多。因此，我们平常所看到的雪花虽大体上一样但又互不相同。 另外，雪花在云内下降的过程中，也会从适宜于形成这种形状的环境降到适宜于形成另一种形状的环境，于是便出观了各种复杂的雪花形状。有的象袖扣，有的象刺猾。即使都是星状雪花，也有三个枝叉的、六个枝叉的，甚至有十二个枝叉、十八个枝又的。 以上所述都是单个雪花的情况。在雪花下降时，各个雪花也很容易互相攀附并合在一起，成为更大的雪片。雪花的并合大多在以下三种情况下出观。(1)当温度低于0℃的时候，雪花在缓慢下降的途中相撞。碰撞产生了压力和热，使相撞部分有些融化而彼此沾附在一起，随后这些融化的水又立即冻结起来。这样，两个雪花就并合到一起了。(2)在温度略高于0℃的时候，雪花上本来已覆有一层水膜，这时如果两个雪花相碰，便借着水的表面张力而沾合在一起。(3)如果雪花的枝叉很复杂，则两个雪花也可以只因简单的攀连而相挂在一起。 雪花从云中下降到地面，路途很长，在条件适合时，可以经多次攀连并合而变得很大。在降大雪的时候，有时有一些鹅毛般的大雪片，就是经过多次并合而成的。 但是，有时雪花互碰时不是互相并合在一起，而是给碰破了，这时便产生一些畸形的雪花。例如，在降雪的时候，有时会见到一些单个的"星枝"，就属于这种情况。===========================================云是降水的基础，是地球上水分循环的中间环节，并且云的发生发展总伴随着能量的交换。云的形状千变万化，一定的云状常伴随着一定的天气出现，因而云对于天气变化具有一定的指示意义。（一）云的形成条件和分类大气中，凝结的重要条件是，要有凝结核的存在，及空气达到过饱和。对于云的形成来说，其过饱和主要是由空气垂直上升所进行的绝热冷却引起的。上升运动的形式和规模不同，形成的云的状态、高度、厚度也不同。大气的上升运动主要有如下四种方式：1.热力对流指地表受热不均和大气层结不稳定引起的对流上升运动。由对流运动所形成的云多属积状云。2.动力抬升指暖湿气流受锋面、辐合气流的作用所引起的大范围上升运动。这种运动形成的云主要是层状云。3.大气波动指大气流经不平的地面或在逆温层以下所产生的波状运动。由大气波动产生的云主要属于波状云。4.地形抬升指大气运行中遇地形阻挡，被迫抬升而产生的上升运动。这种运动形成的云既有积状云，有波状云和层状云，通常称之为地形云。尽管云的形态千差万别，但其形成总有一定的规律。根据云的形成高度并结合其形态，国分类法将云分为4族10属。我国于1972年出版的《中国云图》将云分成3族11属（表3·3，详见《气学与气候学实习》第五章）。（二）各种云的形成1.积状云的形成积状云是垂直发展的云块，主要包括淡积云、浓积云和积雨云。积状云多形成于夏季午后，具孤立分散、云底平坦和顶部凸起的外貌形态。积状云的形成总是与不稳定大气中的对流上升运动相联系。有对流能否形成积云，除了取决于凝结的条件外，还取决于对流上升所能达到的高度。如果对流上升所能达到的最大高度（对流上限）高于凝结高度，则积状云形成，否则就不会形成积状云。对流愈强，对流上限高于凝结高度的差值就愈大，积状云厚度就愈大。对流上升区的水平范围广大，则积状云的水平范围也就愈大。淡积云、浓积云和积雨云是积状云发展的不同阶段。气团内部热力对流所产生的积状云最为典型。夏半年，地面受到太阳强烈辐射，地温很高，进一步加热了近地面气层。由于地表的不均一性，有的地方空气加热得厉害些，有的地方空气湿一些，因而贴地气层中就生成了大大小小与周围温度、湿度及密度稍有不同的气块（热泡）。这些气块内部温度较高，受周围空气的浮力作用而随风飘浮，不断生消。较大的气块上升的高度较大，当到达凝结高度以上，就形成了对流单体，再逐步发展，就形成孤立、分散、底部平坦、顶部凸起的淡积云。由于空气运动是连续的，相互补偿的，上升部分的空气因冷却，水汽凝结成云，而云体周围有空气下沉补充，下沉空气绝热增温快，不会形成云。所以积状云是分散的，云块间露出蓝天。对于一定的地区，在同一时间里，空气温、湿度的水平分布近于一致，其凝结高度基本相同，因而积云底部平坦。如果对流上限稍高于凝结高度，则一般只形成淡积云。由于云顶一般在0℃等温线高度以下，所以云体由水滴组成，云内上升气流的速度不大，一般不超过5m/s，云中湍流也较弱。在淡积云出现的高度上，如果有强风和较强的湍流时，淡积云的云体会变得破碎，这种云叫碎积云。当对流上限超过凝结高度许多时，云体高大，顶部呈花椰菜状，形成浓积云。其云顶伸展至低于0℃的高度，顶部由过冷却水滴组成，云中上升气流强，可达15—20m/s，云中湍流也强。如果上升气流更强，浓积云云顶即可更向上伸展，云顶可伸展至-15℃以下的高空。于是云顶冻结为冰晶，出现丝缕结构，形成积雨云。积雨云顶部，在高空风的吹拂下，向水平方向展开成砧状，称为砧状云。在顺高空风的方向上，云砧能伸展很远，因而它的伸展方向，可作为判定积雨云的移动方向。积雨云的厚度很大，在中纬度地区为5 000—8 000m，在低纬度地区可达10000m以上。云中上升下沉气流的速度都很大，上升气流常可达20—30m/s，曾观测到60m/s的上升速度，下沉速度也有10—15m/s。云中湍流十分强烈。热力对流形成的积状云具有明显的日变化。通常，上午多为淡积云。随着对流的增强，逐渐发展为浓积云。下午对流最旺盛，往往可发展为积雨云。傍晚对流减弱，积雨云逐渐消散，有时可以演变为伪卷云、积云性高积云和积云性层积云。如果到了下午，天空还只是淡积云，这表明空气比较稳定，积云不能再发展长大，天气较好，所以淡积云又叫晴天积云，是连续晴天的预兆。夏天，如果早上很早就出现了浓积云，则表示空气已很不稳定，就可能发展为积雨云。因此，早上有浓积云是有雷雨的预兆。傍晚层积云是积状云消散后演变成的，说明空气层结稳定，一到夜间云就散去，这是连晴的预兆。由此可知，利用热力对流形成的积云的日变化特点，有助于直接判断短期天气的变化。2.层状云的形成层状云是均匀幕状的云层，常具有较大的水平范围，其中包括卷层云、卷云、高层云及雨层云。层状云是由于空气大规模的系统性上升运动而产生的，主要是锋面上的上升运动引起的。这种系统性的上升运动，通常水平范围大，上升速度只有—1m/s，因持续时间长，能使空气上升好几千米。例如当暖空气向冷空气一侧移动时，由于二者密度不同，稳定的暖湿空气沿冷空气斜坡缓慢滑升，绝热冷却，形成层状云。云的底部同冷暖空气交绥的倾斜面（又称锋面）大体吻合，云顶近似水平。在倾斜面的不同部位，云厚的差别很大。最前面的是卷云和卷层云，其厚度最薄，一般为几百米至2000m，云体由冰晶组成。位于中部的是高层云，其厚度一般为1000—3000m，顶部多为冰晶组成，主体部分多为冰晶与过冷却水滴共同组成。最后面是雨层云，其厚度一般为3000—6000m，其顶部为冰晶组成，中部为过冷却水滴与冰晶共同组成，底部由于温度高于0℃，故为水滴组成。从上述的系统性层状云形成中可以看到，在降水来临之前，有些云可以作为征兆。如卷层云，通常出现在层状云系的前部，其出现还往往伴随着日、月晕，因此如看到天空有晕，便知道有卷层云移来，则未来将有雨层云移来，天气可能转雨。农谚“日晕三更雨，月晕午时风”就是指此征兆。3.波状云的形成波状云是波浪起伏的云层，包括卷积云、高积云、层积云。云中的上升速度可达每秒几十厘米，仅次于积状云中的上升速度。当空气存在波动时，波峰处空气上升，波谷处空气下沉。空气上升处由于绝热冷却而形成云，空气下沉处则无云形成。如果在波动形成之前该处已有厚度均匀的层状云存在，则在波峰处云加厚，波谷处云减薄以至消失，从而形成厚度不大、保持一定间距的平行云条，呈一列列或一行行的波状云。一般认为形成波动的原因主要有二：一是由于大气中存在着空气密度和气流速度不同的界面，在此界面上引起波动。二是由于气流越山而形成的波动（称地形波或背风波）。在上层风速大、密度小，下层风速小、密度大的界面上产生波动时，由于各高度上的风向、风速常随时间变化，波动的方向也随之改变，新产生的波动叠加在原来的波动之上，从而形成棋盘格子般的云块。波动气层甚高时形成卷积云，较高时形成高积云，低时形成层积云。波状云的厚度不大，一般为几十米到几百米，有时可达1000—2000m。在它出现时，常表明气层比较稳定，天气少变化。谚语“瓦块云，晒死人”、“天上鲤鱼斑，明天晒谷不用翻”，就是指透光高积云或透光层积云出现后，天气晴好而少变。但是系统性波状云，像卷积云是在卷云或卷层云上产生波动后演变成的，所以它和大片层状云连在一起，表示将有风雨来临。“鱼鳞天，不雨也风颠”就是指此种预兆。4.特殊云状的形成除上述几种云的形成外，还有一些特殊云状，如堡状、絮状、悬球状、荚状等，它们的出现往往能预测天气的变化趋势。因此，了解它们的成因和特征，有助于利用它们判断未来天气。（1）悬球状云：是指从云底下垂的云团，多出现在积雨云的底部。有时在高积云、高层云和雨层云的底部也可以见到。当云中有大量的水滴时，如果云底附近有强烈的上升气流，将下降的水滴托住，便会形成好像悬挂在云底的云团，这就是悬球状云。悬球状云的出现，通常预兆有降水产生，因为一旦上升气流减弱，原先被托住的水滴就会降落下来，形成降水。（2）堡状云和絮状云：堡状云底部水平，顶部则是并列着突起的小云塔，形状像远方的城堡。这种云的形成，常常是在波状云的基础上发展起来的。当波状云在逆温层下形成以后，如果逆温层不太厚，则逆温层下湍流发展时，较强的上升气流就穿过逆温层，使水汽凝结，形成具有圆弧顶部的云朵，这就是堡状云。常见的堡状云有堡状高积云和堡状层积云。絮状云的个体破碎，形状像棉絮团，它常是潮湿气层中的强烈湍流混合作用而形成的，主要为絮状高积云。夏半年如早晨出现堡状高积云或絮状高积云，表示该高度上气层不稳定，到了中午，低层对流一发展，上下不稳定气层结合起来，会产生强烈上升气流，形成积雨云，下雷暴雨或冰雹。傍晚对流减弱，如出现堡状高积云，表明高空将有不稳定系统逼近，次日可能出现系统性雷暴雨。（3）荚状云：荚状云中间厚、边缘薄，云块呈豆荚状。常见的荚状云主要是荚状高积云和荚状层积云。荚状云是由局部上升气流和下降气流相汇合而形成的。当上升气流使空气绝热冷却而形成云时，如果遇到下降气流的阻挡，其边缘部分因下降气流而逐渐变薄，这样便形成荚状云。在山区，气流受到地形的影响也能形成荚状云。上面介绍了积状云、层状云、波状云和一些特殊云状形成的物理过程。但它们并不是孤立的不变的。由于条件的变化，它们可以是发展的或消散的，也可以从这种云转化为那种云。例如积状云中，淡积云可以发展到浓积云，最后形成积雨云。积雨云在消散时，可以演变成伪卷云、积云性高积云和积云性层积云。又例如，波状云发展时，可以演变成层状云（蔽光高积云可以演变成为高层云，蔽光层积云可以演变成为雨层云）。层状云消散时，也会演变成为波状云（雨层云消散时，可演变为高层云、高积云或层积云）。总之，云的产生、发展和演变是复杂的，也是有规律的。参考资料：《气象学与气候学(第三版）》作者：周淑珍============================================雾是由浮游在空中的小水滴或冰晶组成的水汽凝结物，雾生成在大气的近地面层中。雾既然是水汽凝结物，因此应从造成水汽凝结的条件中寻找它的成因。大气中水汽达到饱和的原因不外两个：一是由于蒸发，增加了大气中的水汽；另一是由于空气自身的冷却。对于雾来说冷却更重要。当空气中有凝结核时，饱和空气如继续有水汽增加或继续冶却，便会发生凝结。凝结的水滴如使水平能见度降低到1千米以内时，雾就形成了。 另外，过大的风速和强烈的扰动不利于雾的生成。 因此，凡是在有利于空气低层冷却的地区，如果水汽充分，风力微和，大气层结稳定，并有大量的凝结核存在，便最容易生成雾。一般在工业区和城市中心形成雾的机会更多，因为那里有丰富的凝结核存在。 ============================================露是水蒸气遇到冷的物体凝结成的水珠。为了说明露的成因，可以模拟自然界形成露的条件，利用水的蒸发增加空气的湿度，利用冰降低物体的温度，这样，在冷的物体上就会有露出现。通过此实验，既可以使学生了解露的成因，又可以使学生学习模拟实验的设计方法。============================================在寒冷季节的清晨，草叶上、土块上常常会覆盖着一层霜的结晶。它们在初升起的阳光照耀下闪闪发光，待太阳升高后就融化了。人们常常把这种现象叫"下霜"。翻翻日历，每年10月下旬，总有"霜降"这个节气。我们看到过降雪，也看到过降雨，可是谁也没有看到过降霜。其实，霜不是从天空降下来的，而是在近地面层的空气里形成的。 霜是一种白色的冰晶，多形成于夜间。少数情况下，在日落以前太阳斜照的时候也能开始形成。通常，日出后不久霜就融化了。但是在天气严寒的时候或者在背阴的地方，霜也能终日不消。 霜本身对植物既没有害处，也没有益处。通常人们所说的"霜害"，实际上是在形成霜的同时产生的"冻害"。 霜的形成不仅和当时的天气条件有关，而且与所附着的物体的属性也有关。当物体表面的温度很低，而物体表面附近的空气温度却比较高，那么在空气和物体表面之间有一个温度差，如果物体表面与空气之间的温度差主要是由物体表面辐射冷却造成的，则在较暖的空气和较冷的物体表面相接触时空气就会冷却，达到水汽过饱和的时候多余的水汽就会析出。如果温度在0°C以下，则多余的水汽就在物体表面上凝华为冰晶，这就是霜。因此霜总是在有利于物体表面辐射冷却的天气条件下形成。 另外，云对地面物体夜间的辐射冷却是有妨碍的，天空有云不利于霜的形成，因此，霜大都出现在晴朗的夜晚，也就是地面辐射冷却强烈的时候。 此外，风对于霜的形成也有影响。有微风的时候，空气缓慢地流过冷物体表面，不断地供应着水汽，有利于霜的形成。但是，风大的时候，由于空气流动得很快，接触冷物体表面的时间太短，同时风大的时候，上下层的空气容易互相混合，不利于温度降低，从而也会妨碍霜的形成。大致说来，当风速达到3级或3级以上时，霜就不容易形成了。 因此，霜一般形成在寒冷季节里晴朗、微风或无风的夜晚。 霜的形成，不仅和上述天气条件有关，而且和地面物体的属性有关。霜是在辐射冷却的物体表面上形成的，所以物体表面越容易辐射散热并迅速冷却，在它上面就越容易形成霜。同类物体，在同样条件下，假如质量相同，其内部含有的热量也就相同。如果夜间它们同时辐射散热，那末，在同一时间内表面积较大的物体散热较多，冷却得较快，在它上面就更容易有霜形成。这就是说，一种物体，如果与其质量相比，表面积相对大的，那么在它上面就容易形成霜。草叶很轻，表面积却较大，所以草叶上就容易形成霜。另外，物体表面粗糙的，要比表面光滑的更有利于辐射散热，所以在表面粗糙的物体上更容易形成霜，如土块。 霜的消失有两种方式：一是升华为水汽，一是融化成水。最常见的是日出以后因温度升高而融化消失。霜所融化的水，对农作物有一定好处。==================================================冰雹和雨、雪一样都是从云里掉下来的。不过下冰雹的云是一种发展十分强盛的积雨云，而且只有发展特别旺盛的积雨云才可能降冰雹。 积雨云和各种云一样都是由地面附近空气上升凝结形成的。空气从地面上升，在上升过程中气压降低，体积膨胀，如果上升空气与周围没有热量交换，由于膨胀消耗能量，空气温度就要降低，这种温度变化称为绝热冷却。根据计算，在大气中空气每上升100米，因绝热变化会使温度降低1度左右。我们知道在-定温度下，空气中容纳水汽有一个限度，达到这个限度就称为“饱和”，温度降低后，空气中可能容纳的水汽量就要降低。因此，原来没有饱和的空气在上升运动中由于绝热冷却可能达到饱和，空气达到饱和之后过剩的水汽便附着在飘浮于空中的凝结核上，形成水滴。当温度低于摄氏零度时，过剩的水汽便会凝华成细小的冰晶。这些水滴和冰晶

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