一、主要參數是什麼意思?
- 地表露點 Td:地面空氣冷卻到何溫度會達到飽和。
與地表溫度 T 的差值T−Td稱為「露點差」,影響雲底高度 LCL。模型近似:LCL ≈ 125 × (T − Td) m;露點差愈小 → 雲底愈低。 - 環境遞減率 ELR(°C/km):環境氣溫隨高度降低的速率。與乾絕熱
9.8、濕絕熱約6比較可判別穩定度:- ELR > 9.8 → 絕對不穩定:對流旺,易長高塔狀雲。
- 6 ≤ ELR ≤ 9.8 → 條件不穩定:濕潤時對流易啟動。
- ELR < 6 → 穩定:易出層狀雲或無明顯對流。
- 上層濕度 RHhigh、中層濕度 RHmid:分別代表約 5–12 km、2–7 km 的相對濕度。本模型常用門檻:70% 以上易生成對應高度的雲;85% 以上可能成片。
- 垂直風切(0–3 級):高度改變時風速/風向的差異。
級數愈高,積雨雲頂部越傾斜並形成鐵砧;也較容易將高冰晶吹散成卷雲/卷層雲。 - 抬升機制:
日間對流地形抬升鋒面抬升
- 日間對流:地面增溫→氣塊上升;易產生積雲、條件佳時發展為積雨雲。
- 地形抬升:迎風坡氣流被迫上升;常見層雲/層積雲、高層雲。
- 鋒面抬升:暖/冷空氣交界的大尺度上升;常見高層雲、雨層雲、卷層雲。
二、參數如何影響雲族?(對照速查)
| 雲族(中/英) | 典型高度 | 成因/條件 | 降水 |
|---|---|---|---|
| 積雲 cumulus | 低(<2 km) | 小露點差、ELR ≥ 6;對流 | 通常無或局部微雨 |
| 積雨雲 cumulonimbus | 低起→高頂 | 露點差小、ELR 大、RHmid/high 足、風切中–大 | 陣雨/雷雨 |
| 層雲 stratus | 低 | 近地面飽和、ELR 小(穩定)、輕微抬升 | 毛毛雨/霧滴 |
| 層積雲 stratocumulus | 低 | 淺層混合作用、逆溫上蓋、ELR 中 | 局部零星 |
| 高積雲 altocumulus | 中(2–7 km) | RHmid 中–高;波動/弱不穩 | 通常無 |
| 高層雲 altostratus | 中 | 鋒面/地形抬升;RHmid 高、ELR 小–中 | 可有持續小雨 |
| 雨層雲 nimbostratus | 中(可伸至低) | 大尺度抬升、RHmid 很高、ELR 小(穩定) | 持續性降雨 |
| 卷雲 cirrus | 高(5–12 km) | RHhigh 中;常為對流雲頂外流 | 無 |
| 卷積雲 cirrocumulus | 高 | RHhigh 高;高層小對流或波動 | 無 |
| 卷層雲 cirrostratus | 高 | RHhigh 很高;鋒面前沿薄幕 | 無(可見暈) |
提示:T−Td 越小 → LCL 越低;ELR 越大 → 越有利對流;RHmid/high 決定中/高雲是否成片;風切影響雲塔傾斜與高雲外流。
三、如何用滑桿做探究?
- 固定 抬升機制=日間對流,逐步減少露點差(拉高 Td):觀察積雲 → 積雨雲的轉變與 LCL 變化。
- 固定 T、Td,改變 ELR:從穩定(層狀雲)到不穩定(對流雲)的過程。
- 固定低層條件,提升 RHhigh 或 RHmid:對比卷雲/卷層雲與高層/雨層雲出現的門檻。
- 在對流條件下增加 風切:觀察鐵砧與高雲外流的變化。