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1939年版本的序言 1

首次发布的2云分类仅仅能追溯到19世纪初,这本著作是由Lamarck (1802)完成。这位著名的博物学家并没有着手对所有可能的云进行分类;他仅仅局限于区分某些形式,他认为这些形式是一般原因的表现并且对于认识是有用的。但这本著作虽然具有真正的价值,但即使在法国也没有给人留下任何印象,他的命名似乎也没有被任何人使用过。也许这是因为他选择了某些特殊的法国名字,而这些名字在其他国家并不容易被采用,或者也许这篇论文是发表在出版物(气象目录 - Annuaire Météorologique)上而未受到重视,因为该出版物是基于占星资料作预报。

一年后, Luke Howard在英国发表一种云分类,与之形成鲜明对比的是,这一次取得了非常大的成功,也成为现有分类的基础。虽然Lamarck满足于定义和命名一定数量的有趣形式,但Howard决心建立一套涉及所有可能情况的完整分类。他区分了三个简单的基础云类 - 卷云、积云、层云 - 所有其他类都是通过这几类的过渡或关联得出的。但这个概念在某些方面是不正确的。如果卷云和积云有资格占据分类中的重要位置,那么第一个是大气高层区域由冰晶形成的最纯净的云,第二个则显然是下部区域中的一团液体粒子,Howard称之为层云的云与前两者的类型不同。它不是用其要素的物理状态方面的术语来定义的,而且可以存在于任何高度上。然而,从实际角度来看,Howard得出的结果与Lamarck大致相同。Lamarck的五种主要类型中有四种在Howard的命名法中以不同的名字出现。值得注意的是,具有不同科学文化并且从未相互接触过的这两个人应该是独立地得出了这样兼容的结果。

1840年,德国气象学家Kaemtz 将层积云添加到Howard的形式中,给出了与现代用法一致的精确定义。

Renou,Parc Saint-Maur和Montsouris天文台主任在他书中《气象指南》(Instructions météorologiques)(1855年)中给出了云的分类,其中可能是当前命名法中几个名称的明确起源:卷积云、卷层云、高积云和高层云。他首次将后两类纳入了《蒙苏里观测台公报》,随后乌普萨拉观测台就效仿了他的做法。因此,他在低云与卷云类云之间引入了中等高度的云,并开始开发这种理念,最终促进采用高度作为标准,后来是由Hildebrandsson确定下来。也是他对分离云和连续云之间的各种不同层次作了明显的区别。

1863年,Poey在哈瓦那开展观测,他公布了一些原创的想法,但这些想法可能没有获得应有的尊重,首先是因为鱼龙混杂,也是因为他开始尝试创建对所有类型的分类时没有参考任何主要的大纲,而这些大纲自Howard开始便在欧洲连续尝试,虽进展缓慢,但仍稳步出现。然而,应该记住,因为定义了碎积云、一些辐状云类云(以Fracto-命名)和乳状云类云(以Globo-命名),他应该获得赞扬。特别是,他非常清楚地描述了低气压区的中央天空,方法是区分两层云,一层在另一层之上:高层云状(以Pallio-Cirrus命名)以及碎层云层或碎积云层(以Pallio-Cumulus命名)。

1879年,乌普萨拉观测台的主任Hildebrandsson首次在对云状的研究和分类中使用了摄影照片。在他的著作《关于乌普萨拉观测台使用的云分类》中,他收录了共16张照片的图集。采用的分类是Howard的分类,并对其进行了一些修改。这些变化尤其涉及到雨云、层云和层积云,雨云并没有归类到每个雨云复合体(特别是没有分配给积雨云),而是仅限于雨天的阴雨下层,层云被归类为从地面升起产生的雾并与地球保持一定的距离,层积云则被归类为较重的聚生积云;根据Kaemtz的举例,Hildebrandsson也采用了层积云。在他的第一部作品中,Hildebrandsson一直坚持采用Howard的计划,但同时也考虑后来其他的作品。

随后,WeilbachRitter 提出的分类与Howard的分类(已被普遍接受)分歧很大,但他俩没有任何成功的机会 - 正如后来的MazeClaytonClement Ley,也是如此。然而,多亏了这些作者对云种(大属的细分)或云类(在不同高度观测到的特定方面)的有趣定义以及Weilbach引入积雨云或雷云,我们才可以明确区别积云,即使当出现“复合体”时。

终于在1887年,HildebrandssonAbercromby 发布了云的分类,其中他们努力调和现有习惯,同时坚持Howard的方案,最终纳入了后来的一些成果,特别是Renou(引入了高积云和高层云,区分了分离状和连续状之间的每个阶段)和Weilbach(引入了积雨云,将积云和雷雨云归为特有的一类)的成果。为了确保所有地方的云状都是相同的,Abercromby事前在世界各地进行了两次旅行(因而给出了很好的科学诚信例子),但是,这一事实只是作为第一近似值而成立。这种分类的主要特征之一是将高度作为标准的重要性,因为作者认为云观测的最重要应用是确定不同海拔高度的风向。他们将云分为四层,其平均高度是根据瑞典的测量结果暂时确定的。国际分类是直接沿用Hildebrandsson和Abercromby分类,没有任何重大修改。

1891年在慕尼黑举行的国际气象大会,明确推荐了这些作者的分类,并授权指定一个特别委员会,委托其最终审议和发表这种分类,并附有地图集形式的插图说明。该委员会于1894年8月在乌普萨拉召开会议,并着手选择要复制的插图。为此,还安排展览了三百多幅云照片或草图。由Hildebrandsson、Riggenbach和Teisserenc de Bort组成的出版委员会不得不面对技术性方面的困难,经济方面的困难尤为突出。 最后,Teisserenc de Bort独自承担了制作图集的全部责任,于1896年出版。该作品中包含28幅彩色图,并附有三种语言的文本(法语、德语、英语),包括各种云的定义和介绍以及如何观测这些云的说明。

很快《国际图集》中的这种分类就被正式认可,并在所有国家几乎普遍使用。几乎所有随后发表云研究的气象学家都采用了这种命名法;但经常发现缺乏细节;因此,许多气象学家 - 特别是ClaydenVincent—进而创建新的种类和云类,但不影响原状。

因此,由于Howard的开创努力,以及后来Renou、Hildebrandsson和国际气象委员会的持续努力,终于结束了最重要的气象领域之一持续了近一个世纪的混乱状态。首份国际图集 使得全世界的云观测结果真正具有可比性,实现了重大的进步。

1910年的重印只略作修改,多年来早已销售一空,而到1921年国际云研究委员会在伦敦创立。委员会主席Napier Shaw爵士开始讨论对这种分类进行修改,在一份备忘录中,他提出了自己的个人想法,并呼吁所有成员提出建议;着手开始的调查发展得非常迅速,以至于在1925年,Napier Shaw爵士的继任者认为有必要将委员会的所有活动都侧重于对《国际图集》的修订问题上。

由于多个原因,这项任务已变得非常必要。首先,有一个非常实际的原因:迫切需要向观测员提供新的图集,以免观测的质量退化并再出现解释上的差异。但是,除了这个实际原因之外,还有更深层次的原因:1896年的工作,尽管当时非常出色,显然并不完美。从观测标准化这个单一但必要的观点来看,三十年的经验揭示了一些缺陷和缺乏精确性的情况,这导致不同国家在某些方面存在不相容的传统。此外,气象学已经发展很快,特别是因为航空已经变得普遍。当Teisserenc de Bort和Hildebrandsson发表第一本图集时,他们考虑的主要问题是环流;他们认为云层首先是空中浮流,其能够显示上层涌流,他们还有意创建能够尽可能精确地使不同类型的云与高度相对应的分类法。但是从那时起,气象学家对云就越来越感兴趣了。云观测的增加以及天气信息中包含的扩展资料(1929年哥本哈根,新的国际代码 中给予其应有认可)促成了对其分布进行直接的天气研究并为“天空”和“云系统”的概念铺平了道路,1923年云研究委员会组织的国际云周充分展示了其价值。

飞机观测使人们可以认识以前不为人知的云方面,使人们更加深入和完整地对其进行认识;最后,新理论通常是基于对探测结果的流体动力学和热力学解释,这决定了它们的物理意义及其在扰动中的作用。必须明确认可这些新的和令人关注的观点。

云研究委员会于1926年在巴黎召开大会,讨论了委员会开展的大规模调查的结果,并为编制新图集奠定了基础,此时委员会发现有大量的文献和非常多样化的建议。非常明智地是,委员会采用的原则是应该谨慎采用经得住多年测试并且经过委员会前届一致同意的分类方法。委员会决定只做必要的修改,以消除误解并推进观测的一致性,同时不那么强调高度作为分类基础的重要性。

虽然认识到为二级分类铺平道路的必要性,但委员会尽量不尝试完成,也没有过分细分以下称为“属”的主要云类;委员会制定了一项规则,只引入了大家普遍接受的“云种”,为未来的渐进增加做好了准备。因此,秉持了谨慎、保守的精神并稳妥安排了1896年的工作,另一方面,云研究委员会继续对新精神实际上表示满意。从一开始委员会就认为尝试基于物理属性的云分类为时过早 –将对该问题的研究留待新的国际云年之后(设想与1932-1933年的极地年结合并同时实现 ) - 委员会坚持这种态度,拒绝依赖任何理论,无论这种理论多么有吸引力。然而,委员会决定将通过观测天空或图表获得的信息记录下来。 因此,它决定包括:

(1) 关于飞机云观测的章节,主要是利用飞行员兼气象学家C.K.M. Douglas先生的著名作品;

(2) 根据挪威和法国学派著作中出现的低气压区的云结构,对“天空类型”进行分类;为了指出这一创新的重要性,图集的标题被改为《国际云和天空类型图集》。

云研究委员会于1926年9月在苏黎世召开第二次会议,为即将编制的图集做出了明确安排。与此同时,一系列云彩、天空和空中景观的照片 - 主要是从Cave、Clarke和Quénisset诸位先生的收藏以及Fundacio Concepcio Rabel基金会的收藏中借来的,精彩的照片汇集起来,为图集提供了丰富的插图。

为了使委员会的项目在编制最终地图集之前能够接受最广泛的批评,法国国家气象局局长决定以“临时图集”的形式发布该委员会的这一项目,费用由法国气象局负担。这本图集的广泛分发很好地印证了它的目的;随后,收到了世界各地的评论和建议。委员会于1929年在巴塞罗那审查了这些大量文件,并对所有建议进行了仔细审查和分类。也对图集中的插图进行了仔细审查,会议期间Fundacio Concepcio Rabel安排的规模宏大的云图片展在很大程度上推进了委员会的这一任务。

1929年9月,云研究委员会在局长大会举办期间再次在哥本哈根召开会议。除了一些细节外,审议了自巴塞罗那会议以来收到的建议,并商定了最终方案。会议建议应迅速发布完整图集的摘录以供观测员使用,从而促进应用新的国际代码,其中在很大程度上有对天空类型的观测。

由于加泰罗尼亚的慷慨资助者Rafael Patxot真正伟大的礼物,出版的问题在特别有利的条件下得以解决,云科学已经受益于其所资助的Fundacio Concepcio Rabel的有益工作;有了这笔慷慨的捐款才能免费印刷了1000份完整地图集以及节略版本,并以非常低的价格出售。指定了一个子委员会,由Süring教授担任主席,负责筹备云年的计划并研究云形成和演变的物理过程,旨在最终汇编总图集的附件。 建议增加另外两个附件,一个是关于热带云,另一个是关于特别的局地形成情况,而这两部分的编写工作分别授权由Braak博士和Bergeron博士完成。局长大会完全批准了委员会的建议,并就涉及编制图集的问题授权给专门建立的子委员会。

1930年期间,这本著作主要是由Süring、Bergeron和Wehrlé诸位先生在巴黎完成的。德文和英文的翻译工作是由Keil博士、Cave先生以及伦敦气象局负责的。在新的电码生效之前,最终于1930年完成了节略版本。还需要一年时间才能完成完整图集的插图以及未纳入节略版本中的章节。与此同时,Süring次委员会在布鲁塞尔(1930年12月)和法兰克福(1931年12月)举行了会议,认为似乎是时机在完整的图集中纳入一部分与观测云和水凝物有关的工作。

现在的书带有副标题“一、普通图集”(第二和之后的各卷将包括后来发表的附件),并由文字和174张插图组成。

文字部分分为5个部分:

(1) 云部分 —对旧图集的文字进行了修改。主要的修改包括:

a) 卷积云的定义,相比以前的定义限制条件更多;

b) 积云与积雨云之间的区别;积雨云的特点是在其顶峰中有冰晶或是阵雨;

c) 高积云与层积云的区别;

d) 引入了雨层云(较低的高层云)以避免混淆(因为雨云的定义模棱两可)即因高层云向下扩展而产生的较低雨云层与通常在高层云下方或在上述提到的较低云层下方形成的非常低的密集云(恶劣天气中出现的碎层云和碎积云)之间的混淆。

大大增加了这些定义的注释,作为“解释性说明”,从非常实际的角度撰写,特别提到了观测人员的需要,并强调了同种类型形式之间的区别。在某些情况下,已经引入了一些种类,但如前所述,这种二级分类有意仅限于达成一致意见的情况;通过增加不同级别共有的一定数量的种类,可使其进一步大大简化。为了表明云的名称已成为符号的事实,其词源不应过分强调,它们在所有情况下都被写为单个字词。

(2) 代码部分 —第二部分包括供观测人员使用的实用和详细的评论,以及关于总体安排的解释性说明,以及如何避免混淆低、中、高云新代码规范的提示;将它称为天空类型的代码可能更合适,因为天空中云团的排列在其中起着至关重要的作用,并且已经以这样的方式构思第五部分中所有类型的天空分类可以用三个数字的组合来表示。

人们认为最好放弃文本中的所有“天气”考虑因素,观测人员应该忽略一般情况;尽管如此,不应该完全不让他从将天空类型与干扰的演变联系起来而获得真正的帮助。因此,在本节末尾中有一个图表,其中显示了代码中规定的下层、中层和高层天空相对于扰动所处的位置。

(3) 云日记部分 — 本部分是根据Bergeron博士的建议插入的,摘自Süring云年子委员会编写的文件。其中包括用于记录云观测的模型表以及如何在其中加入条目的详细说明。通过对不同水凝物或天气现象的精确描述可对这些进行补充,这一主题造成了不同的国家传统,并且需要修改和统一。

(4) 飞机对云的观测 部分—由于云的分类是基于从地面看到的外观,增加从飞机观测人员的角度看到的外观似乎是有用的,因为他能够接近云并能够处于云之上(至少,在低层云和中层云的情况下),可根据事实获得更完整的知识,使其有可能通过仅纳入真正重要的结构差别而大大简化分类。气象飞行数量的增加特别是与温度探测方面有关的增加,使得非常有必要增加这一章。

(5) 天空类型部分 —列举天空在给定时刻的云属或甚至云种并不足以表征天空的类型,也就是说,为了准确地详细说明可影响观测地点的干扰扇区,并且因此它并不能表示“天气”的一般特征。真正可描述天空类型特点的是个体云及其组织的总和。因此,需要对天空进行特殊分类,这种分类虽然要符合合格观测人员的经验,但也应符合物理过程的性质和干扰的结构。此外,这种分类有助于识别云属,并且在某些情况下(特别是在雷电条件下),它至少可部分地抵消模糊性。

底片的集合 —总计有174张底片(101张照片是从地面拍摄的,22张是从飞机上拍摄的,51张是关于天空类型的),其中31张是两种颜色的。使用两种颜色是为了区分天空的蓝色和云的阴影。其中大部分都包含在删节版中,旨在供需要详细指导的一般观测人员使用。每张底片都附有解释性说明和与照片相同比例的示意图,并列出其基本特征。

由于Cave先生的慷慨,他为云科学做了大量工作,Braak博士负责编辑关于热带云的附件,这是完整作品的第二卷,根据极地年的要求该附件已被纳入法语版本中。希望很快就会出现涉及特殊云的附件,并作为第三卷。特别是,其中将包括Störmer教授关于平流层云的完美照片。最后,希望云年的结果可以促进Süring 子委员会编写涉及云形成中物理过程的第四卷,这在气象史上将具有划时代的意义。

E. DELCAMBRE,

国际云研究委员会

主席


1 1939年版的序言与1932年版的序言基本相同。对1939年版本的修改包括云形式的缩写修订版、云代码的变化以及符号的变化和各种天气现象的描述。

2 在这份简要的历史介绍中,大量采用了Louis Besson的著作:Aperçu historique sur la Classification des Nuages, Mémorial de l’Office National Météorologique de France, No. 2, Paris 1923.

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