現代天氣預報依靠的是複雜的計算機模擬器。模擬器利用大氣物理模型和數學公式來描述大氣層的變化，例如空氣的運動，太陽的輻射以及雲和雨的形成等。
技術的革新極大地提升了天氣預報的準確度，現在預測5天后的天氣和20年前預測3天后的天氣在準確率上旗鼓相當。數字上的一小步，實際上是氣象科學發展的一大步。
但對於個人來說，其實並不需要一臺超級計算機來隨時預測接下來幾個小時的天氣變化情況，千百年來的文化常識告訴我們，抬頭看看天，仔細觀察一會兒，結合一些成雲理論，你就可以知道你會不會成為一隻“落湯雞”。
此外，對雲層形成背後的物理學的研究正逐漸揭示大氣的複雜性，這在一定程度上也解釋了為什麼預測幾天後的天氣是如此困難，極具挑戰性。
在這篇文章中，我們主要介紹六種值得留意的雲，以及它們如何幫助你預測天氣的。
積雲
當氣溫冷卻到露點溫度，空氣就不再能容納所有的水蒸氣，此時雲就形成了。在這種溫度下，水蒸氣凝結成水滴狀的液態水，這就是我們所說的雲。要實現這一過程，潮溼的空氣必須處於一個在大氣中上升的狀態，或者是接觸到寒冷的表面。
天氣晴朗時，太陽的輻射會使陸地升溫，也會使其上方的空氣升溫。這種熱空氣通過對流上升而形成積雲。這些“晴天雲朵”看起來像棉花。如果天空佈滿積雲，你可能會注意到它們都有平坦的位於同一層的基座。在這個高度，從地面上升來的空氣已經冷卻到露點。積雲一般不會導致下雨，也就是天氣晴朗，惠風和暢。
積雲：白色蓬鬆的小云朵
積雨雲
小積雨雲雖然不會導致降水，但如果你注意到積雨雲越來越大，並向大氣中延伸，這就表示強降雨即將來臨。這在夏天是很常見的，早晨的積雲在下午形成了深深的積雨雲。
在靠近地面的地方，積雨雲很容易被認出，但在高處，它們的邊緣處就逐漸看起來很模糊了。這一轉變表明，雲不再是由水滴構成的，而是由冰晶構成的。當水滴被風吹出雲外時，它們在乾燥的環境中迅速蒸發，使雲變得非常鋒利。另一方面，在雲外攜帶的冰晶不會很快蒸發，從而呈現出一種纖細的外觀。
積雨雲往往頂部平坦。在積雨雲內，暖空氣通過對流上升。在這個過程中，它逐漸冷卻，直到與周圍的大氣溫度相同。在這個水平上，空氣不再提供浮力，因此不能再上升。相反，它會擴散開來，形成一個典型的鐵砧形狀。
一種具有典型砧狀的積雨雲
捲雲
捲雲通常在大氣層的高處形成。它們很纖細，完全由在大氣中飄落的冰晶組成。如果捲雲被風以不同的速度水平移動，它們就會形成一個典型的鉤形。只有在高海拔或者高緯度地區，捲雲才會在近地面產生降雨。
但當你注意到捲雲開始在天空中越來越多，越來越厚，那則是說明前方是較為溫暖的一個區域，在這片區域中，暖空氣和冷空氣在此相遇。較輕的暖空氣被迫在冷空氣團中上升從而形成了雲。下部雲層預示著前方在接下來的12個小時裡會有一段時間的降雨。
捲雲可以標誌著溫暖的前陣雨的來臨
層雲
層雲是一種覆蓋天空的低層連續雲。一般溫和的上升氣流，或者是被柔風帶到寒冷陸地或海面的潮溼空氣可形成層雲。層雲很薄，所以天空難免看起來陰沉沉的，但下雨並不太可能，最多也只能是毛毛細雨。層雲與霧類似，所以如果曾經霧天漫步山林的話，那麼其實你已經有了漫步雲端的經歷了。
陰沉壓抑的層雲
莢狀雲
最後介紹的兩種雲對預測天氣幫助不大，但通過觀察它們，我們可以真真切切地感受到大氣層異常複雜的運動。當空氣被吹向山脈上空時便形成了光滑透鏡般的莢狀雲。
一旦過了山，空氣就下降至原水平高度。下降伴隨著變暖和蒸發過程。但可能會過度，在此情況下，氣團就會反彈，形成另一個莢狀雲，導致形成一串雲，延伸到山脈以外的地方。風與山脈和其他表面特徵的相互作用是計算機模擬器中必須準確預測天氣的眾多細節之一。
山脈之上形成的莢狀雲
開爾文一亥姆霍茲浪狀雲
壓軸的開爾文一亥姆霍茲浪狀雲看起來就像破碎的海浪。當不同高度的氣團以不同速度水平移動時，情況就變得不穩定。氣團之間的邊界開始出現波紋，最終形成更大的波浪。
開爾文一亥姆霍茲浪狀雲是非常罕見的，因為如果下層氣團包含雲的話，我們只能在大氣層中看到這個過程。然後，雲就可以追蹤到斷裂的波浪，揭示出我們頭頂上的不可見大氣運動的複雜性。
開爾文一亥姆霍茲浪狀雲就像在海洋中的小碎波
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