云是大气运动的产物,又是天气变化的主要特征之一。 云的观测是气象观测中一个难度较大的基本项目。
我国在气象观测业务中根据云底高度将云分为高云、中云、低云三大云族。这四族云又由十类构成,称为云属。根据云高、外形和形成过程, 对云层进行的分类。其名称和代号为∶卷云(Ci), 卷积云(Cc), 卷层云(Cs),高积云(Ac), 高层云(As), 雨层云(Ns), 层积云(Sc), 层云(St), 积云(Cu), 积雨云(Cb)。
一 高云族(平均底高6000米)
卷云(Ci)具有丝缕结构、 分离散处的云丝或云片。
卷积云(Cc): 鳞片或球状的、 有柔丝般光泽。
卷层云(Cs):白色透明的云幕。透过云幕日弧状。月轮廓分明,地物有影,常有晕环。
雨层云(Ns),层积云(Sc),层云(St),积云(Cu),积雨云(Cb)。
二 中云族 (平均顶高6000米,底高2000米)
高积云(Ac):轮廓分明,常呈扁圆形、 瓦块形的云块或呈水波状的密集云条。 多数个体视宽度角1~5°。
高层云(As):带有条纹或纤缕结构的云幕。较薄部分看日月象隔毛玻璃。
三 低云族 (平均顶高2000米 底高近地 )
层积云(Sc):团块、 薄片或条形云组成的散片或云层。 多数个体视宽度大于5°。
层云(St):云底低而均匀的云层。
雨层云(Ns):厚而很均匀的云层。完全遮蔽日月,布满全天,常有连续性降水。
积雨云(Cb):垂直发展极盛,顶部有毛丝般光泽的丝缕结构。常呈铁砧状或马鬃状,底部阴暗起伏明显的庞大云塔。
积云(Cu): 垂直向上发展、顶部呈圆弧形或圆弧形重叠凸起而底部几乎是水平的边界分明的云块。
我国现行云的分类更是将云分为三族十属二十九类,见图1。这样分类比较简明扼要 便于观测记载。
根据云的外形特征、结构特点和云底高度,可把云分为三族十属二十九类。
云族 | 云底高度 | 云属 | 云类 | ||
学名 | 国际简写 | 学名 | 国际简写 | ||
高云 | >5 000 m | 卷云 | Ci | 毛卷云 | Ci fil |
密卷云 | Ci dens | ||||
伪卷云 | Ci not | ||||
钩卷云 | Ciunc | ||||
卷层云 | Cs | 薄幕卷层云 | Cs nebu | ||
毛卷层云 | Cs fil | ||||
卷积云 | Cc | 卷积云 | Cc | ||
中云 | 2500~5000 m | 高层云 | As | 透光高层云 | As tra |
蔽光高层云 | As op | ||||
高积云 | Ac | 透光高积云 | Ac tra | ||
蔽光高积云 | Ac op | ||||
荚状高积云 | Ac lent | ||||
积云性高积云 | Ac cug | ||||
絮状高积云 | Ac flo | ||||
堡状高积云 | Ac cast | ||||
低云 | <2500m | 层积云 | Sc | 透光层积云 | Se tra |
蔽光层积云 | Scop | ||||
积云性层积云 | Sc cug | ||||
堡状层积云 | Se Cast | ||||
荚状层积云 | Sc lent | ||||
层云 | St | 层云 | St | ||
碎层云 | Fs | ||||
雨层云 | Ns | 雨层云 | Ns | ||
碎雨云 | Fn | ||||
积云 | Cu | 淡积云 | Cu hum | ||
碎积云 | Fc | ||||
浓积云 | Cu cong | ||||
积雨云 | Cb | 秃积雨云 | Cb calv | ||
鬃积雨云 | Cb cap | ||||
参考资料来自: | |||||
典型高度:600~900米,低云
形成区域:世界各地,南极除外(地表温度太低,无法形成上升热气流)
降水情况:一般无降水。浓积云产生的短时阵雨除外
典型高度:600~14000米,直展云
形成地区:热带和温带
降水形态:暴雨,透通常伴有冰雹
典型高度:0~2000米 ,低云
形成区域:世界各地,沿岸和山林附进常见
降水形态:最多不过偶尔下毛毛雨、小雪或雪粒
典型高度:600~2000米,低云
形成地区:世界各地,是一种非常常见的云
降水形态:偶尔下小雨、小雪或雪丸
高积云是由许多小云块组成的一整层或一整片云,呈圆块状、卷轴状或者杏仁/透镜状。颜色为白色或灰色,背光的侧边色彩较暗。高积云通常由小水滴组成,但也可能包含冰晶。
典型高度:2000~5500米
形成区域:世界各地
降水情况:偶尔下小雨
某些部分云层较簿,可显露出太阳或月亮。透过它看太阳或月亮像隔着一层磨砂玻璃。高层云可在太阳或月亮周围形成白色或彩色(云层非常薄时)的“冕”或“华”。
典型高度:2000~7000米
形成区域:世界各地,中纬度地区更常见
降水情况:通常不产生降雨,但偶尔会有小雨或小雪
1、)云底。云底是否参差不齐、朦胧不清且呈深灰色;
2、)降雨。产生的降雨或降雪是否持续的中到大雨(雪)。若答案是肯定的,那这片云一定是雨层云。
典型高度:600~5500米
形成地区:世界各地,中纬度地区更常见
降水形态:形成中到强降雨或降雪(稳定而持久)
卷云的学名是Cirrus,源自拉丁文,意为“一缕头发”,因为它们是一缕缕高挂于天空的精致亮白的冰丝。
卷云是10种云属中高度最高的云,降落的冰晶形成了精致的细条纹状、斑块状或宽带状。云与云之间相互分离,外观光滑细腻,呈纤维状或丝绸状。
典型高度:5000~14000米
形成区域:世界各地
降水情况:无
卷积云是高度很高的云块,或由无数小云朵组成的云层,看起来像白色颗粒。即使位于太阳的背光面,云块也不会出现阴影。这些小云朵一般均匀分布于天空,常排列成涟漪状,称作卷积云的波状变种。
典型高度:5000~14000米
形成地区:世界各地
降水形态:无
典型高度:5000~14000米
形成地区:世界各地
降水形态:少
为了有效减小云层遮盖对遥感图像数据利用率的影响,提出了一种基于灰度特性的算法,实现了遥感图像高效自动的云分类及云检测。该方法首先将大幅遥感图像切分成小块子图,然后统计子图灰度值的均值和方差,在此基础上将云分成无云、薄云和厚云三类,最后通过边缘检测算法,实现了对厚云影响范围的有效标记。
云分类及云检测算法分为两大部分:1云分类模块:将原始图像切分成小块子图,通过对每幅子图统计灰度值的均值和方差范围后确定出云的类型;2云检测模块:在分类的基础上,通过边缘检测算法标记出厚云的影响范围。
利用卫星提供的图像数据进行云分类一般都要经过 3个步骤:数据预处理、特征提取和选择、分类。早期简单的云分类方法是基于图像的阈值方法,而随着卫星相关技术以及云图质量的提高,采用聚类的分类方法得以广泛研究和应用,到 80 年代中后期结合神经网络方法进行云分类的研究也开始兴起。 近些年的云分类研究则是在现有成熟理论基础上加以改进,针对具体卫星云图,将多种方法的优点相结合,使分类的结果更准确合理。
使用卫星图像进行云分类识别,是遥感图像领域的热点和难点。 对卫星云图进行分类核心问题是特征提取和选择,以及分类器的设计。 前者是影响分类结果的关键因素,后者是决定最终分类性能的重要环节。