云的真相（新海诚电影《天气之子》科学顾问、日本气象专家荒木健太郎的入门观云科普指南）

    ※ 日本气象专家、忠实的云彩研究者、新海诚执导电影《天气之子》科学顾问——荒木健太郎的权威科普力作。
    ※ 北京天文馆副研究员王燕平 权威审校推荐，中国科普作家协会会员张超、中国气象局高级工程师&天体物理学博士宋乔、译者杨秀艳 倾情推荐。
    ※ 一次关于云彩的视觉盛宴。60幅手绘插画图表，300多张精美摄影图，把大气物理的硬核知识写得通俗易懂，普通人看了也能会心一笑。
    ※ 热爱云彩也需要技术。你处在第几级呢？学完本书，提升你的爱云技术等级。

    日本气象专家、忠实的云彩研究者、新海诚执导电影《天气之子》科学顾问——荒木健太郎献给普通人的观云入门指南。
    
    通过这本书，你能获取这些丰富、有趣而且专业的知识：
    ①爱云的基础
    ②各种各样的云
    ③美丽的云和天空
    ④读懂云的心
    ⑤爱云爱得更深沉
    
    作者利用大量的手绘卡通分解图和精美摄影，讲述云的产生、分类、意义，再现云的一生。全书用60幅手绘插画图表，300多张精美摄影图，把大气物理的硬核知识写得通俗易懂，普通人看了也能会心一笑。走近科学，解读云的内心。换个角度，鉴赏云彩气势磅礴的美。
    
    本书由北京天文馆副研究员王燕平 权威审校推荐，中国科普作家协会会员张超、中国气象局高级工程师&天体物理学博士宋乔、译者杨秀艳 倾情推荐。

    作者：【日】荒木健太郎。1984年生，日本茨城县人。毕业于日本气象大学，并获得日本三重大学博士学位。专业方向是云科学、中尺度气象学。曾在地方气象台从事预报和观测业务工作，后任日本气象厅气象研究所研究官。致力于研究导致暴雨、暴雪、龙卷风等剧烈大气现象的云的结构和云物理学研究，为防灾减灾做贡献。著书有《云中发生了什么事》等。
    
    译者：宋乔，中国气象局高级工程师，天体物理学博士，研究方向为太阳活动和空间天气。“资浅”天空爱好者，喜欢看星空看云和发呆，合译有《太阳全书》等科普书籍。
    
    译者：杨秀艳，毕业于大连理工大学，原日语专利代理人。
    
    监审：王燕平，北京天文馆副研究员，合著作品有《云与大气现象》《星空帝国》等，合译作品有《云彩收集者手册》《DK宇宙大百科》等。

第1 章 爱云的基础
1.1 什么是爱云的技术
1.2 什么是云
1.3 产生云的空气的性质
水的相变
含有水蒸气的空气的行为举止
水在零度不结冰
1.4 形成云的粒子
云中发生的事情
云和气溶胶质粒
水的粒子们
冰的粒子们
1.5 决定“云的一生”的因素
可以形成云的大气层
产生云的大气条件 
孕育积雨云的大气条件
1.6 云和风的关系
风吹起来的原因
气团的交界——锋和云
通过云来实现可视化的涡旋

第2 章 各种各样的云
2.1 十云属
什么是十云属？
如何区分各种云？
2.2 云的进一步分类 
云的种和变种
让人想摸摸头的卷云小朋友
让人想去钻个洞的卷积云
卷层云施展着冰和光的魔法
多彩多姿的高积云
让天空变朦胧的高层云
会下雨的雨层云
让天空黯淡的层积云
触手可及的层云
让人想尝一口的积云
能带来暴风雨的积雨云
2.3 特殊的云
云的副变种
火焰产生的火成云
人类活动所产生的云
在瀑布上出现的云
在森林里出现的云
2.4 高层大气中的云
贝母云的虹彩色光辉
夜空中闪耀的夜光云
与宇宙有关的火箭云

第3 章 美丽的云和天空
3.1 大气的色彩
光的特征
决定云和天空颜色的因素
朝霞和晚霞
曙暮光的天空色彩
曙暮光条和反曙暮光条
地影和维纳斯带
幸福的光芒——绿闪
光之魔法产生的幻象——海市蜃楼
3.2 水粒子产生的色彩
雨后天空的彩虹色
叠加的彩虹色——附属虹
四重彩虹？——反射虹
云滴产生的白虹
从太阳扩展出的光之环
从影子扩展出的虹彩色的光——宝光
幸福就在身边——虹彩云
3.3 冰粒子产生的色彩
晕和弧
冰与光的初级魔法——晕
倒挂彩虹和水平彩虹
汪汪的彩虹色——幻日
映照在云上的太阳——映日
与晕的外侧相切的晕——外接晕圈
天空中广为延伸的彩虹色——侧弧
各种各样的弧 
在天空中延伸的光之柱——日柱和光柱
3.4 夜空的光芒
明月映照的天空
月亮的表情变化
月光产生的大气光学现象
3.5 由于电而发光的天空
空中的雷电魔法——大气电学现象
高空的光芒——高层大气放电 
在夜空中闪耀的极光
3.6 受污染的天空也很可爱
空中的土魔法——大气尘现象
霞的真面目——霾和烟
沙子飞舞的天空
越洋而来的黄沙
尘卷风和火灾旋风

第4 章 读懂云的心
4.1 通过云将大气流动可视化
和气流一起翻山的云
卷卷曲曲的卡门涡街
开尔文－亥姆霍兹不稳定性的云朵——波涛云
在空中起伏的糙面云
阵晨风云
4.2 云所传达的大气的心情
从云中长出的小尾巴——幡状云
航迹云和耗散尾迹
在水和冰的夹缝中——云洞
急流卷云
积云和云街
海洋性层积云
温和敦厚的雾和层云
4.3 警告危险的云
积雨云的构造
多个世代合为一体——多单体雷暴 
旋转的巨大积雨云——超级单体
发育中的云所戴的帽子——幞状云
在蓝天上铺展的不稳定的密卷云
暴风雨的前兆——悬球云
将阵风锋可视化的云——弧云
迫近的云墙——滩云
超级单体特有的云
龙卷风逼近的云——管状云
4.4 带来灾害的云
游击式暴雨的真面目
导致大范围水灾的短时特大暴雨
从天而降的巨大冰块——降雹
落雷并不是落下来？雷电的科学
由云产生的龙卷风和阵风
温带低气压的一生——外加炸弹低气压
巨大激烈的涡旋——台风
暴雪的机制
4.5 引起恐惧的云朵和天空
真有地震云吗？
雷达可见的东西 

第5 章 爱云爱得更深沉
5.1 和云一起做游戏
和云交流互动
映照出人的内心的云
拍摄云朵
虽然离得远，也能一起玩
5.2 用身边的云科学做游戏
云物理游戏 
雪的游戏
彩虹的游戏
流体的游戏
5.3 与云愉快地相处 
推荐“感天望气”
预知云的工具
如果知道雨要来，就不是游击式了
5.4 将对云的爱传播开来吧

后记
参考文献 
参考网址
特别致谢
相扑手的制作方法
附图

    曾经听到有人说“小时候经常仰望天空，现在都不留意看了”，可能很多人都有这样的感慨吧。大家还记得盛夏的感觉吗？蔚蓝的天空飘浮着大团大团的云朵，这一壮观的景象让人真切地感受到夏天的热情。大家想必也见过，猛烈的雷雨过后出现的让人心醉的美丽彩虹吧。
    如果我们抬头仰望，几乎每天都能看到云朵，云作为大自然的一部分，一直都在我们身边。或许，很多读者朋友在竞争激烈的社会中拼搏，很少有机会再去仰望天空。这本书的目的就是为这样的朋友们提供一个机会，让大家回忆起儿时仰望天空的乐趣。此外，针对那些平时留意看天空、喜欢在社交网络上发云和天空照片的朋友，本书还会分享一些技巧，让大家能够遇到自己喜欢的云朵，享受到更多的观云乐趣。
    之前我以“爱云的技术”为题目做过讲座，当时参加讲座的气象发烧友提问道：“爱云还有技术吗？”是的，爱云也是有技术的。当然，即便没有这种“爱云的技术”，也可以很好地享受观云的乐趣。你可以尽情地想象乘坐筋斗云在天空遨游，可以惊叹于停留在山顶附近的长得像不明飞行物的奇怪云彩，你还可以什么也不做，只是望着云朵，露出开心的笑容。然而，你要是学会了爱云的技术，你对云的爱会变得更加深沉。
    我现在是一名专门研究云的“云彩研究者”，但是过去的我并没有非常喜欢云。我是在写前一本书《云中发生了什么事》的时候，第一次思考应如何表现云的心，才算真正开始认识云。从那时起，云不再是单纯的研究对象，它们变得栩栩如生，开始跟我聊天，而我的世界也从此大不相同。我领悟到，只要我们主动去了解云，倾听云的声音并解读它的内心，我们就可以和云进行沟通，并爱上云。可以说越是相知，越是相爱。我写这本书就是想和爱云爱得无法自拔的广大云友们分享这些事情，加深大家对云的喜爱，并把这种喜爱传播开来。
    本书开篇第1 章讲述爱云的基础，介绍和云相关的基本知识。第2 章进一步讲解云的名字和特征等分类知识。在这一章大家可以试着确认一下之前遇到的云朵小朋友的名字。在第3 章中，我们将关注美丽的云彩和天空，并解释各种现象的原理以及如何发现它们。在第4 章中，我会讲解如何读懂云的心，包括云的结构和性格等。最后，在第5 章中，我将介绍爱云的心得体会以及如何与云一起玩耍，以加深大家对云的喜爱。本书大部分的讲解都配有照片和图解，所以你拿到书之后可以大致翻翻，从感兴趣的那部分开始读。当你读着读着，觉得有些吃力的时候，不妨先去看看第5 章放松一下。
    如果通过本书，大家能够更好地和云相处，例如能更加喜欢云，能看到美丽的云和天空，能够和带来恶劣天气的云保持适当的距离，那么我就非常满足了。我把爱云技术水平分为从0 到10 的不同等级（读到这里的朋友，恭喜你，你已经达到4 级水平了），尽管这个分级标准有一定的主观性，但还是建议大家在阅读本书之前先测试一下自己的等级，等到看完这本书、和云打过一段时间的交道之后，再来检查一下，看看水平提高了多少。在前言的最后，我收集了映衬在蓝天下的白云、色彩缤纷的虹彩云以及红彤彤的火烧云，请大家先欣赏一下这些

    这本书做到了一个极致，那就是把大气物理中的硬核知识，变得让人会心一笑。即便你对云彩一无所知，也应该会被里面的各种插画和槽点萌到吧。
    ——张超，中国科普作家协会会员
    
    云之彼端的天空，是比大海还深的未知世界。本书就像一把钥匙，用它打开新世界的大门，一起见证天空的奇迹吧。
    ——王燕平，北京天文馆副研究员
    
    在繁忙的工作之中，抬头看一眼窗外的云朵，浮生偷得一刻闲，整个人都觉得轻松起来。这是一本让人爱不释手的有趣小书，回答了关于云和天空的各种问题：什么样的云会下雨？如何同云朵赛跑？怎样在自家后院制造双彩虹？在哪能看到卡门涡街？真的有地震云吗？不论是观云新手还是资深天空爱好者，都能从中找到乐趣。
    ——宋乔，中国气象局高级工程师，天体物理学博士
    
    我想向热爱天空和云朵的朋友推荐这本书。它介绍了各种各样的云，深入浅出，并附有精美的照片，为我们勾勒出一个奇妙的云彩世界。
    ——杨秀艳，译者

1.1 什么是爱云的技术
    云就好像小孩子，有着不一样的名字、不一样的性格（图1.1）。云和人一样具有个性。如果大家遇到了喜欢的人，就会想要知道那个人的名字和性格。比方说，如果遇到相貌美丽、气质优雅的人，就会对其产生兴趣，然后会继续观察，从而了解这个人的身高、周围的朋友、成长环境、行为模式。逐渐产生好感之后，就可以预测他的行为，然后与之相遇。这一点不仅适用于人类，也适用于云。
    生活在地球上的我们，与云有着深厚的缘分。云就像我们的家人一样，几乎每天都能见到。正因为云对我们来说是如此的熟悉，所以，如果我们不只关注它们的外表，连性格和行为模式也略微了解一下的话，就会对它们产生兴趣，然后交流也逐渐顺畅起来。
    一旦能和云顺畅交流，我们就能自行去发现美丽的云和天空（图1.2）。只要具备基本的背景知识，知道现象的构成、产生条件等，那么遇见美丽景象的概率就会飞跃性地提升。而且，在注意到云的情绪变差时，我们能够与之保持适当的距离，保护自身远离自然灾害。根据云、天空来预测天气的变化，被称为“观天望气”，云舒展开身体，向我们传达天空的心情（状态）。会招来灾害的云常常被当成坏家伙，其实它们的存在是一种预兆，让我们看到未来，告诉我们危险即将到来。也就是说，爱云的技术是一门“每天熟悉和喜爱云朵，并聆听云朵告诉我们天空的心情”的技术。
    爱云的方式因人而异，不过很多人都喜欢外貌美丽、气质优雅的云朵。对于他们来说，只要能够有幸遇到夏日天空升起的入道云、染上了虹彩色的云和天空、朝霞和晚霞的天空等，就会开心到飞起。云朵根据大气运动和状态而改变自身的形态，表明了它们的纯朴；云朵严格遵守物理法则来行动，体现了它们的规矩，这些都是让人喜爱的“爱点”。在阅读本书的过程中，如果能够加深大家对云的喜爱、让大家发现自己对云的“爱点”，那么我会感到非常荣幸。
    
    1.2 什么是云
    说起来，究竟什么是云呢？云是指“无数的微小的水滴、冰的晶体的集合体浮在地球大气中所形成的一种肉眼可见的东西”。云之所以能展现出各种各样的姿态，是因为构成云的微小的水滴——即云滴和冰的晶体——冰晶随着云中大气的流动而流动。构成云的云滴和冰晶统称为云质粒。
    云质粒以1 厘米/ 秒左右的速度在大气中下落，然而，因为在大气中存在超过该速度的上升气流，所以云质粒能够浮在大气中。另外，虽然一个一个粒子过于微小，我们无法看到，但是非常多的水滴和冰晶集合在一起、使太阳光中我们肉眼可见的可见光发生散射，这样我们就能够看到云（第3 章第1 节）。想象一下，浮在空中的一朵朵云都是由数量庞大的粒子所组成的，不禁有些心潮澎湃了吧。