水雲

根據雲內温度和雲粒子的相態，雲可以被分為水雲、冰雲和混合雲三種。水雲主要位於温度較高的大氣低層，由球形水滴組成 ^[2-3]  。

微觀水平上看，水雲主要是由球形水滴組成的。但是由於外界因素的影響，水雲微粒也有其他的形狀。比如，由於重力的作用，粒子可能會由球形變成橢球形；由於空氣中的污染物，粒子可能會變成有核的球形等 ^[3]  。通常水雲粒子的半徑從1μm到150μm大小不一 ^[4]  ，個別粒子最大半徑甚至可以達到 1 毫米 ^[3]  。水雲粒子的平均半徑大概在 10 微米左右 ^[4]  。

按照結構特點，天空中常見的水雲可以分為高層雲、層積雲、層雲、雨層雲、積雲和積雨雲 ^{[4]  [3]}  。其中，層雲又包括層雲I和層雲Ⅱ；層積雲又包括層積雲I和層積雲Ⅱ（I代表陸地上空，Ⅱ代表海洋上空）。這八種水雲的液態水含量和粒子濃度都具有典型代表性，它們各自的雲滴譜分佈見圖1。經計算，層雲I、層雲Ⅱ、層積雲I、層積雲Ⅱ、雨層雲、高層雲、積雲和積雨雲的雲滴平均有效半徑分別為：5.69um、6.00um、5.14um、9.90um、9.91um、5.83um、11.40um、29.15um ^[4]  。

水雲作為大氣成分，常年覆蓋地球大氣約20%～ 30%左右 ^[5]  ，其廣泛分佈性決定了它是地氣系統的主要調製者。水雲位於大氣對流層的中下層，大氣中經常出現的中低層雲一般也都是水雲。水雲會影響大氣的散射特性，因此對陸地的氣候模式、以及大氣的太陽輻射傳輸都具有重要的調節作用 ^[4]  。水雲將大部分的可見光波段的輻射反射回地球外部空間，而被雲滴吸收的能量對大氣有加熱作用。一般來講，中低水雲對太陽輻射的反射使地面降温的效應要大於其對長波吸收再輻射的温室效應，而位於高空的冰晶雲則具有很強的温室效應 ^[3]  。此外，水雲可以造成能見度減小，也可以減弱探測器、遙感裝置的探測能力 ^[4]  。