近十年我国云量整体增加,日照时数明显减少

张永宁/北京日报

2017-08-23 14:57

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本文图片均来自北京日报社微信公号“猜你会好奇”,图表由中国天气网提供
俗话说:七月八月看巧云。阴历的七八月,天高云淡,空中常挂满了千姿百态的云朵。有些细心的人发现,比起从前,现在的云好像增多了。果然如此吗?
天上云量如何测算
卫星云图和地面观测相结合

云不仅仅是可以用来欣赏的,还是我们“识天”的好工具。自古以来,劳动人民在生产、生活的实践中,积累了很多“出门看天气”的宝贵经验。所谓“看天”,其实主要是看云。
我国关于云与天气变化的记载,可以追溯到殷商时期。在河南挖掘出的甲骨文中就有“冬云自南,雨”的卜辞。此外,老百姓通过长时间观察云和天气,留下了很多相关谚语,例如“低云不走,大雨淋头”、“朝霞不出门,晚霞行千里”等。
云是悬浮在大气中的小水滴、过冷水滴、冰晶或它们的混合物组成的可见聚合体,有时候也包含一些较大的雨滴、冰粒和雪晶。云块占据天空的面积就是云量,计算单位为“成”,云是一种重要的天气现象,云在天气和气候及全球变化中起到十分重要的作用。它在气候系统中最主要的作用之一就是调节地气系统的辐射能量平衡。同时,云的外形特征和云量大小,可以清楚地反映出当前的大气环流和天气状况,因此云是重要的气象观测要素之一。
随着科技的发展,气象上的很多观测项目已经改为自动化或半自动化。而当前云的观测既有气象卫星提供的卫星云图,也有由地面气象观测员定时进行的人工观测。这是因为,卫星云图可以清楚地反映出较大范围内云的分布和演变,而地面气象站云的观测报告则是各地天空中的云和天气状况的详细记载,两者相辅相成。
地面气象站观测云时,一般选择在能看到全部天空及地平线的开阔地点或平台。当天空部分为障碍物(如山、房屋等)遮蔽时 ,云量应从未被遮蔽的天空部分中估计,如果一部分天空为降水所遮蔽,这部分天空应作为被产生降水的云所遮蔽来看待。此外,如果观测时阳光较强,还需戴上黑色(或暗色)眼镜遮挡。
我们通常将整个天空划分为10等份,云量是指天空被云遮蔽的份数,记整数,共有0-10个等级。当全天无云时,云量为“0”;天空完全为云所遮蔽,记“10”,云遮盖天空一半时,云量为“5”(就是50%),以此类推。云量还分为总云量和低云量两种,总云量指观测天空被所有云遮蔽的总成数,低云量则指天空被低云族的云所遮蔽的成数。当雪、雾、轻雾使天空的云量无法辨明或不能完全辨明时,总、低云量记10;可完全辨明时,按正常情况记录。因霾、浮尘、沙尘暴、扬沙等视程障碍现象使天空云量全部或部分不能辨明时,总、低云量记“-”,若能完全辨明时,则按正常情况记录。
我们经常使用的天气预报中提到的晴、少云、多云和阴,就是根据云量的多少划分的。天空无云,或者总云量少于1成,则为“晴天”,总云量1-3成为“少云”;3-7成为“多云”,当云量在8成以上时则是“阴天”。
我国云量南多北少
夏季常“浓云密布”

在全球范围内,天空中平均总云量约为67%,不过它的分布是非常不均匀的。全球总云量随纬度和海陆的变化有较大差异。一般来说,云量在海洋地区高于陆地地区。由赤道至两极附近,云量的分布有三个峰值带,一个位于赤道附近,另外两个分别位于南北纬60°附近,云量可达到90%。赤道地区云量之所以多,是因为该地区接收到的太阳辐射能量最多,水汽充分,垂直气流发展旺盛。在南北回归线附近,云量又出现低值区,因为这个区域处在环流的下流区,来自赤道地区的上升气流在此下沉,抑制了云的生成。非洲北部、中东、印度西北部、北美洲南部以及中美洲部分地区、澳大利亚、南美洲以及非洲的南部地区云量都比较少,只有30%左右。中东和撒哈拉地区是世界上云量最少的地区。天空中云量甚至低于10%。
相比全球,我国年平均总云量略微偏少,为61%。由于我国地域纬度跨越较大,云量在南北的分布差异较大,从南到北呈带状分布而减少,纬度越高,云量越少。总云量空间分布与我国气候环境相关,北部地区气候干旱、少雨、云量少;南部水汽供应充足及受季风影响,云量多。同一纬度下,东部云量多于西部。
我国多云区域主要在西南地区东部、东北东部、新疆西北部。西南的云贵川地区、华南、江南等地云量非常多,超过65%,以贵州的湄潭为中心,年平均总云量最多可达到87%。这些地方云量多主要与西南季风、水汽供应充足和高原的动力作用有关。云量偏少的区域位于北方干旱区域,包括新疆北部、内蒙古东部、东北西部、华北北部、青藏高原等。其中北京、呼和浩特、拉萨等也属于少云的城市。青藏高原地域由于受夏季高原地形影响,空间分布比较复杂,总云量在35-65%之间。青藏高原东部云量多,西部云量少。西藏南部的江孜地区是高原总云量最少区域。
我国总云量分布与季风气候特征密切相关,呈现出明显的季节变化特征。一般来说,夏季是我国夏季风最强盛时期,暖湿气流供应充足,同时温度高,蒸发量大,从而形成了云量最多的时期,尤其5、6、7这三个月的平均总云量可达6-7成。而冬季影响我国的气流主要是西北干冷空气,同时温度低,蒸发量少,云朵难以形成,是一年中云量明显偏少的一段时间,12月平均总云量甚至不足4成。
近十年我国总云量明显上升
多云天致太阳能资源减少

统计表明,1961-2015年,我国平均总云量年代际变化特征明显,20世纪90年代中期以前呈减少趋势,而之后呈现反转趋势,总云量在波动中上升。尤其是最近十多年以来,我国年平均白天的总云量呈明显上升趋势。2015年全国平均总云量比常年偏多了0.27成。
全国各地云量的变化不尽相同,通过部分专家的研究发现,近几十年来,青藏高原、西南地区、西北地区等总云量的年际变化呈下降趋势,而华南和华中、北方部分地区、新疆北部等地总云量有增加的趋势。
大自然变化的奥秘是十分复杂的。关于近十年我国云量整体增加的原因,人们并不能得出肯定的结论,只是有人做过一些推测。比如有人认为是气溶胶含量增加引起的,也有人认为是气候变暖引发的效应。
云量的变化直接影响日照。2000年以来,我国日照时数明显减少,大多数年份低于常年平均值,这可能与云量增多有关。日照的长短与人类生活、农业生产密切相关,如果日照时数减少,可能影响人类的日常生活,例如,缩短人类皮肤的有效日晒时间,造成人类皮肤的免疫力下降、佝偻病和骨软化症的诱发机因增多,对人类健康产生影响。日照时数减少还可能对小麦、玉米、棉花、水稻等主要农作物的生长造成不利影响,甚至还可能影响作物的种植适宜区域。
此外,云量增加会减少地面所接受到的太阳能辐射量。2004年以来,我国云量超8成的日数渐增多,导致地面接收的太阳能辐射量渐减少。例如,2015年云量超过8成的比常年偏高7.2%,而太阳能资源为1476.1千瓦时/平方米,较平均值偏少24.8千瓦时/平方米。
有研究报告表明,2016年12月20日与12月某天气较良好日相比,北京、石家庄、郑州、西安、合肥等9地阴雨等天气导致空中云量明显增加,从而造成光伏发电量大幅下降,发电量降低幅度达54.9%-95.2%,其中西安、合肥降幅均超过90%。(原题为《我国云量近十年增加了》)
责任编辑:刘恋澎湃新闻报料:4009-20-4009   澎湃新闻,未经授权不得转载
关键词 >> 云量,南北差异,东西部

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