仍有一些云种未被发现——你可以自己去发现它们

云的形状和大小多种多样，它们在天空中无限的组合和位置随着光线条件的变化而呈现出一种视觉盛宴。然而，尽管云看似随机，但仍有一套详细的命名惯例来对它们进行分类。如果某种云最终无法归入现有的众多类别之一，则可以为其指定一个单独的类别。2017 年，世界气象组织 (WMO) 在《国际云图集》中增加了 12 种新类型的云，《国际云图集》是云分类的世界标准指南。我作为一个小团队的一员，研究一种新分类的云——糙面云（Asperitas）背后的科学原理，这种云表现出波浪状的扰动，让人联想到云底部波涛汹涌的大海。

云的命名采用的是卢克·霍华德于 1803 年提出的拉丁语系统，该系统为 1939 年的 WMO 云图奠定了基础。云分为十个基本属，如下图所示，并通过其形状和高度进行描述。

例如，Cumulus 源自拉丁语，意为堆积或膨起，描述具有“棉絮”外观的云。Stratus 描述具有均匀、均匀的底部覆盖大部分天空的低层云。Nimbus 意为带雨，因此称为 Nimbostratus 的云是一种会产生雨水或有时会产生雪的层云。

除了云属所提供的基本类型外，云还可细分为若干种类和类型，而这些种类和类型又可以表现出补充特征。这导致对云的描述非常精确。例如，下图中有四种积云：a) 是矮积云，是一种垂直延伸较短的积云；b) 是辐射积云，是一种在天空中排列成线状的积云；c) 和 d) 都是由于深对流形成的浓积云。但是，d) 的顶部有一层云，称为 Pileus，这是另一个补充特征。

为什么这么大惊小怪？

WMO 云图集在 79 年的历史中仅更新过三次，分别是 1975 年、1987 年以及最近的 2017 年。因此，很少能识别出新的云。那么，为什么补充云图集很重要呢？

云层可以指示大气的当前状态，世界各地的气象观测员都会报告云层的类型。大气观测站至少有 100 年的长期气象数据，这些数据对于了解气候变化非常重要。因此，拥有一套全面且最新的云层识别系统对于描述天气和气候非常重要。

这些罕见的更新有两个主要原因。首先，一些新分类的云，如卷云（意为人造卷云），通常被称为凝结尾，是自客机时代以来才出现的。这些云图集的新增内容则显示了人类对大气的影响。

其次，随着智能手机技术的出现，公众观察和分享云层图片的机会迅速增加。云层欣赏协会 (CAS) 有一个云层观测应用程序，允许其成员上传云层图片，这些图片还附有位置数据。这是一种公民科学。这意味着现在比以往任何时候都更有可能报告新的云层形成。CAS 创始人 Gavin Prator-Pinney 的宣传活动使 Asperitas 被认可为最新 WMO 云图集的补充特征。

新的天空

我在雷丁大学气象系工作时，利用卫星图像、激光云记录仪和天气预报模型调查了 CAS 应用程序观测到的 Asperitas 周围的大气条件。通过这种方式，我们发现 Asperitas 是层云或层积云的补充特征。

研究人员发现，在云底观察到的波浪状结构与沿云底流动的大气波有关。这些波是大气运动和重力作用的结果，被称为大气重力波（不要与引力波混淆）。它们的作用就像水波在平静的湖面上荡漾，但会穿过大气层。

它们通常是由雷暴、急流和空气越过山脉而产生的。重力波沿云底的相互作用使糙面云具有波浪状特征。我们的论文对此进行了全面描述，可在此处查阅。

Asperitas 提供了一个极好的例子，说明公民科学如何用于科学发现。我们的数百万部智能手机都是可以记录天空的微型测量设备。它们结合在一起，形成了一个前所未有的大气测量系统。所以下次你外出时发现一朵你从未见过的云，拍一张照片，看看你是否能在 WMO 云图中找到它。

您可能刚刚目睹了新的云的形成。

格雷姆·马尔顿 (Graeme Marlton) 是雷丁大学的博士后研究员。本文最初发表于 The Conversation。