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现代天气预报依赖于复杂的计算机模拟器。这些模拟器使用描述大气的所有物理方程，包括空气的运动，太阳的温暖，以及云和雨的形成。
随着时间的推移，预测的逐步改进意味着现代五天天气预报与20年前的三天预测一样熟练。
但是你不需要一台超级计算机来预测你头脑上的天气如何在接下来的几个小时内发生变化 - 这种情况在不同文化中已有数千年的历史。通过密切关注您上方的天空，并了解一下云是如何形成的，您可以预测是否正在下雨。
对云形成背后的物理学有一点了解，突出了大气的复杂性，并揭示了为什么预测超过几天的天气是如此具有挑战性的问题。
所以这里有六个云要注意，以及它们如何帮助你了解天气。
1）积云
当空气冷却到露点时形成云，空气不能再保持其所有水蒸气的温度。在此温度下，水蒸气凝结形成液态水滴，我们将其视为云。为了实现这一过程，我们需要迫使空气在大气中上升，或使潮湿空气与冷表面接触。
在阳光明媚的日子，太阳的辐射会加热土地，从而加热土地上方的空气。这种温暖的空气通过对流升起并形成积云。这些“天气晴朗”的云看起来像棉花。如果你看一个充满积云的天空，你可能会注意到它们有平底，它们都处于同一水平。在这个高度，来自地面的空气已经冷却到露点。积云一般不会下雨 - 你天气晴朗。
2）积雨云
虽然小积云不下雨，但如果你注意到积云越来越大并向更高层延伸到大气中，那就表明正在下大雨。这在夏天很常见，早晨的积云在下午发展成深层的积雨云（雷暴云）。
在地面附近，积雨云定义明确，但在更高的位置，它们开始在边缘看起来纤细。这种转变表明云不再是水滴，而是冰晶。当阵风吹过云层外的水滴时，它们会在干燥的环境中迅速蒸发，使水云形成非常锋利的边缘。另一方面，云外携带的冰晶不会迅速蒸发，呈现出细腻的外观。
积雨云通常是平顶的。在积雨云中，暖空气通过对流升起。在这样做时，它逐渐冷却，直到它与周围大气的温度相同。在这个水平，空气不再浮力，所以它不能进一步上升。相反，它展开，形成一个特征性的铁砧形状。
3）Cirrus
Cirrus在大气中形成非常高的。它们纤细，完全由落入大气层的冰晶组成。如果Cirrus通过以不同速度移动的风水平运载，则它们采用特有的钩状形状。只有在非常高的海拔高度或纬度，Cirrus才会在地面产生雨水。
但是如果你注意到Cirrus开始覆盖更多的天空，并且越来越厚，这是一个很好的迹象表明暖锋正在接近。在温暖的前方，温暖和冷空气相遇。较轻的暖空气被迫在冷空气质量上升，导致云形成。降低的云层表明前方正在靠近，在接下来的12小时内会有一段时间的降雨。
4）层云
Stratus是覆盖天空的低连续云片。通过轻微上升的空气或温和的风将层云形成，在寒冷的陆地或海面上带来潮湿的空气。层云很薄，所以虽然条件可能会让人感到沮丧，但下雨的可能性很小，最多只会是细雨。 Stratus与雾相同，所以如果你在大雾天一直在山里行走，你就一直在云中行走。
5）透镜状
我们最后的两种云类型无法帮助您预测即将到来的天气，但它们确实可以让人一瞥大气中非常复杂的运动。当空气被吹散并越过山脉时，形成光滑的透镜状透镜状云。
一旦经过山峰，空气就会回到原来的水平。当它下沉时，它会变暖并且云蒸发。但它可以超调，在这种情况下，空气质量会反弹，从而形成另一个透镜云。这可能会导致一串云，延伸到山脉之外。风与山脉和其他表面特征的相互作用是必须在计算机模拟器中表示的许多细节之一，以获得对天气的准确预测。
6）Kelvin-Helmholtz
最后，我个人的最爱。 Kelvin-Helmholtz云类似于破碎的海浪。当不同高度的气团以不同的速度水平移动时，情况变得不稳定。气团之间的边界开始波动，最终形成更大的波浪。
Kelvin-Helmholtz云是罕见的 - 我发现它的唯一一次是在丹麦西部的Jutland上 - 因为我们只能看到这个过程发生在大气中，如果较低的气团包含云。然后云可以追踪破碎的波浪，揭示我们头顶上看不见的动作的复杂性。
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本文最初发表于Hannah Christensen的The Conversation。阅读原文。