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云和山峰的“帽子戏法”

  云和山峰的“帽子戏法”
  整理:刘伟 审核:刘娜、刘法同
  8000米级雪山“戴帽”:只有登山家才能欣赏到这种罕见美景
  帽状云(也叫山帽云)极为罕见,只有极少数摄影师才有幸捕捉到了它的踪迹。在拍摄帽状云的过程中,摄影师构建了一种新景观——“戴帽”山,这是一种由奇绝瑰丽的帽状云,与千姿百态的山峰组合而成的新景观……
  云彩像一顶顶大帽不偏不倚地“戴”在山顶上,这种云,被称为帽状云(也叫山帽云),属于一种特殊的荚状云。登山家张梁,可能是全世界拍摄最多8000米级“戴帽”山的人。他登顶了全部14座8000米以上山峰,其中在10座山峰上目击了帽状云,他每次都用相机详细拍摄了帽状云的景观。这10座山峰中,令张梁印象最深刻的,还是乔戈里峰(海拔8611米)那一次的目击,当时有很奇特的云彩组合——山顶帽状云和山谷“心形”荚状云同时出现,可谓千载难逢,世所罕见。
  张梁看得目瞪口呆,“我不知道该怎么描绘它们,以前攀登其他8000米级雪山,从来没有遇到过这样美丽的云彩,这次在乔戈里峰遇到了,也算是乔戈里峰送给我们攀登者的礼物,让我们欣赏到这么美的风景——此景只应天上有。我相信,只有在乔戈里峰这样恶劣的自然环境下才能看到如此美景”。
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  登山家刘政,也是一位幸运儿,先后在卓奥友峰(海拔8201米)和珠峰(海拔8848.86米)目击、拍摄到了帽状云“当浓浓的云海突然消失的时候,有奇怪的云层萦绕在卓奥友峰的顶峰上,云在山尖上聚集,山巅就像戴着一顶白色帽子,随着时间推移,周围的云渐渐消散,只剩一圈白色的云环绕在顶峰,这种情况持续了40多分钟才渐渐消失。我从来没见到过这样的云,完全被震撼了”。
  欣赏地球海拔最高的“戴帽”山景观,这样的体验和经历,也许只能是属于张梁和刘政这样的登山家。不过,由于高海拔地区的气象变化无常,因此登山家要想目击,捕捉到8000米级雪山顶上的帽状云,也非易事,这是一个极小概率的事件。
  跟“日照金山”相比,“戴帽”山是可遇不可求的神级景观
  气流在移动中,遇到山峰,便顺山坡不断抬升,在抬升过程中,气流的温度降低,并凝结成云,这种因地形抬升而形成的云,被称为地形云。帽状云就是地形云中的一个特例,需要太多巧合才能出现,极为罕见。我国西部众多的极高山是帽状云出现的多发地区,除了前文提到的8000米级雪山,另外一些高耸的山峰,特别是那些一峰突起、周围海拔相对较低的山峰,如南迦巴瓦峰、贡嘎山等,是目击帽状云的理想地区。
  帽状云一般是出现在一座孤立、挺拔的山峰顶部,几乎静止不动,气流翻越山脉时可激发出地形重力波,如果这种大气波动的幅度与山体空间尺度接近,当气流上升到峰顶,赶上周围气流又很稳定,那么上升气流在峰顶冷却至饱和时就会形成帽状云,由于在高海拔山区,山顶气流要保持稳定状态,是很少见的,因此要形成帽状云也极为难得,正因如此,摄影师要碰巧目击并拍摄到帽状云,更是难上加难。
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  简单科普一下云的分类
  云是一种水凝物由液态水或冰或两者结合的微小颗粒组成,悬浮在大气中并且通常不接触地面。它还可以包括较大的液态水或冰颗粒,以及非水性液体或固体颗粒,例如存在于烟雾、烟尘或灰尘中的颗粒。其多样变化使人类着迷,更使科学家探究其分类及成因。
  简单来说,云主要有三种形态:一大团的积云、一大片的层云和纤维状的卷云。1929年,国际气象组织以英国科学家路克·何华特(Luke Howard)于1803年制定的分类法为基础,按云的形状、组成、形成原因等把云分为十大云属。而这十大云属则可按其云底高度把它们划入三个云族:高云族、中云族、低云族。另一种分法则将积雨云从低云族中分出,称为直展云族。这里使用的云底高度仅适用于中纬度地区。(除英美等国外,世气组织与各国一般采用国际单位制)
  ü 高云族
  高云形成于6000m以上高空,对流层较冷的部份。分三属,都是卷云类的。在这高度的水都会凝固结晶,所以这族的云都是由冰晶体所组成的。高云一般呈纤维状,薄薄的并多数会透明。高云族主要包括卷云、卷积云、卷层云。
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  左图为卷云,分离散开处呈白色细丝状,或白色(或主要是白色)碎片状或窄条状;
  右图为卷积云,云块很小,云体呈白色细鳞,片状,有时部分云块呈絮状、堡状或者荚状,常排列成群或成行,像水面上的小波纹,多数云块的视角小于1°,边缘有纤维结构。
  下图为卷层云,白色透明的云幔,有丝缕状结构或呈均匀薄幕状,可以部分或全部遮蔽天穹,常伴有晕。
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  ü 中云族
  中云于2500m至6000m的高空形成。它们是由过度冷冻的小水点组成。中云族主要包括高积云、高层云。
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  左图为高积云,云块较小,轮廓分明,在厚薄、形状上有很大差异。薄的云块呈白色,能见日月轮廓,厚的云块呈暗灰色,日月轮廓分辨不清。常呈椭圆形、瓦块状、鱼鳞片或水波状的密集云条,常成群、成行、成波状排列,云块的视角宽度为1~5。
  右图为高层云,云体均匀成层,外观或平淡无奇、或呈纤维状,呈灰白色或灰色。云层较厚,多在1500~3500米之间,云底部常出现条纹结构,一般延伸覆盖近几万平方千米的天空。
  ü 低云族
  低云是在2500m以下的大气中形成。当中包括浓密灰暗的积云、层积云(不连续的层云)和浓密灰暗兼带雨的雨层云。层云接地就被称为雾。
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  左图为雨层云云底很低、漫无定形,云体均匀成幕状,云层很厚,一般厚度为4000~5000米,能遮蔽日、月,呈暗灰色,云底经常出现碎雨云。雨层云覆盖范围很大,常布满天空。
  右图为层积云,云块一般较大,其薄厚或形状有很大差异,有条状、片状或团状,结构较松散。层积云外形看起来像积云,有时分散的云块会融合成一整片连续的云层,有时云块间有缝隙,看起来就像是“棉花糖机忘记了关闭开关”。无论是连续的还是有缝隙的,层积云的颜色变化多端,而且云底一般有很清晰的轮廓。
  下图为层云,云体均勾成层,呈灰色,似雾,但不与地接,常笼罩山腰,厚度一般在400-500米之间;云底离地面高度常在2000米以下。
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  ü 直展云族
  直展云有非常强的上升气流,所以它们可以一直从底部长到更高处。带有大量降雨和雷暴的积雨云(Cb,Cumulonimbus)就可以从接近地面的高度开始,然后一直发展到75000尺的高空。在积雨云的底部,当下降中较冷的空气与上升中较暖的空气相遇就会形成像一个个小袋的乳状云。薄薄的幞状云则会在积雨云膨胀时于其顶部形成。包括积云和积雨云。
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  左图为积云,垂直向上发展的顶部呈圆弧形或圆拱形重叠凸起,而底部几乎是水平的云块。云体边界分明。如果积云和太阳处在相反的位置上,谭老师地理工作室综合整理云的中部比隆起的边缘要明亮;反之,如果处在同一侧,云的中部显得黝黑但边缘带着鲜明的金黄色;如果光从旁边照映着积云,云体明暗就特别明显。
  右图为积雨云云体浓厚而庞大,垂直发展极其旺盛,远看很像耸立的高山。有白色毛丝般光泽的丝缕结构,常呈铁砧状或马鬃状,云底阴暗混乱,起伏明显,有时呈悬球状结构。
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  【思考讨论】:简述帽状云的形成过程
  (综合自中国国家地理、谭老师地理工作室公众号)

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