Quan trắc nắng bằng nhật quang ký Universal

2.1. Cách thay giản đồ nhật quang ký Universal:

Giản đồ nhật quang ký có 2 loại: Loại thẳng và loại cong.

Từ 16 tháng 10 đến hết tháng 2 dùng giản đồ loại cong đặt ở khe trên của máng.

Từ 1 tháng 3 đến 15 tháng 4 và từ 1 tháng 9 đến 15 tháng 10 dùng giản đồ loại thẳng đặt ở khe giữa.

Từ 16 tháng 4 đến 31 tháng 8 dùng giản đồ cong và đặt ở khe dưới.

Trước khi thay giản đồ, cần ghi tên trạm, giờ, ngày tháng năm ở phía sau giản đồ. Giản đồ buổi sáng ghi chữ A, buổi chiều ghi chữ B. Buổi sáng thay giản đồ lúc 5h30, buổi trưa lúc 12 giờ, theo giờ địa phương. Buổi tối sau khi mặt trời lặn, tháo giản đồ, quay úp máng và cắm chốt ở phía dưới. Việc thay giản đồ cần được thực hiện nhanh chóng, nếu lúc thay đang nắng, thì phải che máy, để khỏi có vết cháy ghi trên giản đồ mới. Chú ý vạch 12 giờ trên giản đồ phải trùng với vạch kẻ trên máng, lỗ cắm kim ở giản đồ buổi sáng trùng với đường kẻ 10 giờ, giản đồ buổi chiều trùng với đường kẻ 18 giờ.

2.2. Quy toán giản đồ theo hướng dẫn ở mục 1.3.

Tầm nhìn ngang được xác định theo 10 cấp: 0, 1, 2,..., 9.

1.1.Thiết lập tiêu điểm tầm nhìn ngang ban ngày ở một trạm khí tượng:

Để xác định tầm nhìn ngang đủ chính xác, tin cậy, mỗi trạm phải có ít nhất 9 tiêu điểm ứng với tiêu chuẩn xác định tầm nhìn ngang: 50m, 200m, 500m, 1km, 2, 4, 10, 20 và 50km. Ngoài các tiêu điểm chính nói trên, cần chọn thêm các tiêu điểm phụ, trong và ngoài phạm vi các khoảng cách quy định.

Chín tiêu điểm chính có thể chọn xê dịch theo bảng 6 dưới đây:

KHOẢNG CÁCH QUY ĐỊNH CHO CÁC TIÊU ĐIỂM

Một tiêu điểm tốt phải có các điều kiện sau:

- Màu sẫm, không thay đổi theo mùa hay rất ít thay đổi. Trường hợp bất đắc dĩ mới dùng các tiêu điểm màu trắng hay các màu nhạt khác.

- Tiêu điểm phải in trên nền trời. Có thể chọn tiêu điểm in trên bối cảnh khác (núi, rừng cây...) nhưng chỉ khi tiêu điểm có bờ ngoài rõ rệt và bối cảnh nằm ở khá xa tiêu điểm.

Trường hợp bối cảnh sáng hơn tiêu điểm thì khoảng cách từ tiêu điểm đến bối cảnh phải ít nhất là 1,5 lần khoảng cách từ nơi quan trắc tới tiêu điểm. Nếu bối cảnh sẫm hơn thì khoảng cách ít nhất phải 2 lần.

- Kích thước góc của tiêu điểm không nhỏ hơn 0,5o, được xác định theo công thức:

K: Kích thước góc

C: Góc cao

n: Góc ngang

Góc nhìn cao của tiêu điểm không được lớn hơn 5- 6^o trên mặt phẳng chân trời. Riêng trường hợp trạm miền núi, không thể có các tiêu điểm thấp thì có thể chọn các tiêu điểm có góc cao tới 11^o.

Việc chọn tiêu điểm phải làm ngay từ khi khảo sát địa điểm đặt trạm vào ngày trời tốt, quang tạnh, khí quyển ít bụi. Sau khi chọn phải đo khoảng cách thực tới tiêu điểm và đo kích thước góc. Khoảng cách của các tiêu điểm gần dưới 500 m có thể đo bằng thước dây hoặc máy đánh thăng bằng, với các tiêu điểm xa thì xác định trên bản đồ tỷ lệ 1/100.000 hay lớn hơn.

1.2. Vẽ sơ đồ tiêu điểm tầm nhìn ngang:

Sau khi chọn xong tiêu điểm, lập bảng danh sách tiêu điểm ghi theo thứ tự từ gần đến xa cho từng hướng một, từ Bắc qua Đông, sang Nam, đến Tây rồi vẽ sơ đồ. Thí dụ:

Bảng 6

Tên tiêu điểm		Tầm nhìn xác định	Khoảng cách thực	Góc cao	Góc ngang	Hướng	Đặc điểm	Bối cảnh
Tên thật	Mã
Cây đa Tháp trắc địa	T1 T2	200m 500m	185m 512m	120’ 130’	12’ 15’	N W	Tán lá um tùm Đen	Trời Trời

2.1. Quan trắc tầm nhìn ngang được thực hiện tại một nơi cố định trong vườn khí tượng, ở đó mắt quan trắc viên xấp xỉ độ cao chuẩn trên mặt đất (khoảng 1m50), không làm quan trắc trên gác hay trên nóc nhà.

2.2. Khi quan trắc, quan trắc viên lần lượt nhìn cả 9 tiêu điểm, bắt đầu từ tiêu điểm gần nhất tới tiêu điểm xa nhất, xác định xem tiêu điểm nào thấy được và tiêu điểm nào không thấy được. Những tiêu điểm nào dù chỉ hiện lờ mờ trên bối cảnh cũng coi như là trông thấy. Những tiêu điểm hoàn toàn lẫn vào bối cảnh không thể nhận ra bằng mắt thường mới coi là không trông thấy.

Các cấp tầm nhìn được xác định ứng với khoảng cách giữa 2 tiêu điểm liên tiếp nhau theo bảng sau:

CẤP TẦM NHÌN NGANG

Bảng 7

Cấp tầm nhìn	Tiêu điểm xa nhất trông thấy được	Tiêu điểm gần nhất không trông thấy được
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9	< 50m 50m 200m 500m 1km 2km 4km 10km 20km 50km	200m 500m 1km 2km 4km 10km 20km 50km

Thí dụ: Không có tiêu điểm 2km. Lúc quan trắc thấy tiêu điểm 1km, không thấy được tiêu điểm 4km thì tầm nhìn ước định theo cách sau:

a) “Thấy rõ” tiêu điểm 1km, có thể coi như trông thấy 2km. Ước định tầm nhìn cấp 5.

b) “Thấy mờ mờ” tiêu điểm 1km, ước định tầm nhìn cấp 4.

2.4. Trạm thiếu tiêu điểm xa thì dùng phương pháp nhân.

Thí dụ: Trạm có các tiêu điểm 50, 200, 500m, 1, 2, 4 và 50km, thiếu các tiêu điểm 10, 20km, thì ước định tầm nhìn theo cách sau:

a) “Thấy rất rõ” các tiêu điểm 50, 200, 500m, 1, 2 và 4km, không thấy tiêu điểm 50km. Ước định tầm nhìn: 4km x 10 = 40km.

b) “Thấy rõ” tiêu điểm 4 km, không thấy tiêu điểm 50km. Ước định tầm nhìn: 4km x 4 = 16km.

c) Trạm miền núi, tiêu điểm xa thường ở vị trí quá cao, không đạt tiêu chuẩn góc cao của tiêu điểm, nên khi quan trắc phải kết hợp với biện pháp ước định tầm nhìn theo cách nhân.

3. Phương pháp quan trắc tầm nhìn ngang lúc trời tối

Quan trắc tầm nhìn lúc trời tối, quan trắc viên cần phải có thị lực chuẩn, hoặc dùng kính thích hợp và phải làm quen với bóng tối trước khi làm quan trắc 10 - 15 phút. Nhất thiết phải đứng ở vị trí thông thoáng quy định và tầm mắt ở độ cao chuẩn.

3.1. Quan trắc tầm nhìn ngang lúc trời tối khi có tiêu điểm sáng:

Để quan trắc tầm nhìn ban đêm bằng mắt thường, tốt nhất có một hệ thống tiêu điểm sáng bằng đèn màu trắng ở những vị trí quy định theo bảng 9 dưới đây:

KHOẢNG CÁCH TỪ TIÊU ĐIỂM ĐẾN VỊ TRÍ QUAN TRẮC

TẦM NHÌN NGANG

Quan trắc tầm nhìn ban đêm bằng các tiêu điểm sáng giống như quan trắc tầm nhìn ban ngày.

3.2. Trường hợp không có các tiêu điểm sáng thì quan trắc tầm nhìn theo cách sau:

a) Chú ý tham khảo tình hình tầm nhìn ban ngày, đặc biệt tầm nhìn vào giờ trước khi mặt trời lặn.

Nếu ban đêm không xuất hiện hiện tượng khí tượng nào mang đặc tính làm giảm tầm nhìn, có thể ước định tầm nhìn ban đêm là tầm nhìn lúc chiều.

Thí dụ: Vài giờ trước khi mặt trời lặn, tầm nhìn cấp 7, cho đến quan trắc 1 giờ không có hiện tượng khí tượng gì làm giảm tầm nhìn, thì tầm nhìn vẫn là cấp 7.

Nếu xuất hiện hiện tượng làm giảm tầm nhìn thì căn cứ vào cường độ của hiện tượng để ước định tầm nhìn theo bảng quy định cường độ hiện tượng phần quan hệ với tầm nhìn ở bảng 24.

Thí dụ: Quan trắc 1 giờ, có mưa rào mạnh, tầm nhìn cho cấp 5 (dưới 4 km).

b) Đêm có trăng, sao, chớp... thì lợi dụng ánh sáng thiên nhiên để nhìn các tiêu điểm ban ngày mà xác định tầm nhìn.

Thí dụ: Ban đêm có chớp thấy được tiêu điểm ban ngày 2km, không thấy tiêu điểm 4km. Xác định tầm nhìn cấp 5.

Mây là sản phẩm của hơi nước trong khí quyển, được tạo thành bởi những giọt nước, giọt băng hay hỗn hợp cả hai. Kích thước, hình dạng, độ cao của mây luôn thay đổi. Trong quá trình diễn biến liên tục, mây thể hiện nhiều dạng, nhiều vẻ. Căn cứ vào hình dạng, cấu trúc chủ yếu của mây, phân thành các loại, dạng, tính mây, mây phụ, dạng phụ, mây mẹ.

1.1. Loại mây được xác định theo cách phân loại mây quốc tế. Khi xác định loại, dạng, tính, dạng phụ và mây phụ, quan trắc viên cần theo đúng những hướng dẫn trong Atlas mây quốc tế.

1.2. Xác định mây: Phải bắt đầu từ loại mây có nhiều nhất, rồi đến những mây ít hơn.

1.3. Xác định mây ban đêm: Cần kết hợp sự theo dõi mây hiện tại với tình hình mây lúc hoàng hôn, kết hợp với những tính chất của các hiện tượng khí tượng (mưa, dông, chớp, quầng, tán...)

Xác định lượng mây bằng cách nhìn sao, để ước lượng phần bầu trời không thấy sao. Cách này không áp dụng cho các loại mây mỏng như Ci, Cs...vì qua những mây này, vẫn nhìn thấy sao.

Trước khi quan sát mây phải đứng trong bóng tối khoảng 10 - 15 phút để mắt quen nhìn trong tối. Trong điều kiện không thể xác định được đủ chính xác loại, thì ghi dấu (?), không ghi suy diễn.

1.4. Trạm trên núi: Khi quan trắc có mây ở thấp hơn mực trạm, thì không tính lượng mây dưới mực trạm, chỉ xác định lượng mây từ mặt trạm trở lên và phải xác định cả loại, dạng, tính mây đó.

2. Quan trắc độ cao trần mây

2.1. Độ cao trần mây: Là khoảng cách từ mặt dưới các lớp mây tới mặt đất thuộc khu vực trạm.

Độ cao trần mây không đồng nhất, nên nói độ cao trần mây của một mây nào đó, là nói đến độ cao của những đám mây thấp nhất trong lớp đó.

Độ cao trần mây được xác định bằng nhiều cách:

Dùng mắt nhìn, dùng cầu bay hay đèn chiếu (khi trời tối) hay dùng máy bay đi vào các đám mây rồi xác định độ cao bằng cao kế.

2.2. Xác định độ cao trần mây bằng mắt: Phương pháp này thông dụng nhất, nhưng cũng kém chính xác nhất, đòi hỏi quan trắc viên phải nhiều kinh nghiệm.

Trường hợp mây thấp, có thể căn cứ trên những tiêu điểm cao, đỉnh núi, nóc nhà, cột cờ... để xác định độ cao trần mây.

Trường hợp mây cao thì căn cứ trên dạng mây, màu sắc của mây, tốc độ di chuyển của mây mà ước đoán theo kinh nghiệm.

2.3. Xác định độ cao trần mây bằng cầu bay: Dùng quả cầu bay bằng cao su, được bơm một lượng khí hyđro nhất định, cầu bay lên với tốc độ không đổi - 100 m/phút, 200 m/phút - Quan trắc viên theo dõi cầu bay bằng mắt thường hay ống nhòm, ghi thời gian từ lúc cầu bắt đầu thả cho tới lúc cầu bị mờ trong mây.

Độ cao trần mây tính theo công thức:

Phương pháp cầu bay chỉ dùng trong trường hợp mây dàn thành lớp. Khi lượng mây ≤ 5/10, hay khi có gió thổi về phía bầu trời không mây, thì nên quan trắc bằng mắt thường.

Trường hợp độ cao trần mây < 100 mét, có thể quan trắc bằng cầu buộc:

Dùng một cầu cao su buộc vào đầu một sợi dây dài và chắc. Đầu kia quan trắc viên cầm ở tay và thả dần dần. Độ cao trần mây xác định theo công thức:

: Góc nghiêng của dây với mặt đất.

2.4. Xác định độ cao trần mây bằng đèn chiếu mây:

Với đèn pha có mặt phản xạ pa- ra- bôn (parabol) đặt cố định tại một nơi cách vị trí quan trắc một khoảng L không đổi và vuông góc với mặt đất, vào kỳ quan trắc có mây ở thiên đỉnh. Đứng tại vị trí đã định, quan trắc viên mở đèn, một vệt sáng in trên nền trần mây. Với một kính đo góc, quan trắc viên đo 3 lần lấy trị số trung bình góc cao của trần mây, rồi tính theo công thức:

H = L tg.

2.5. Độ cao trần mây trung bình:

Độ cao trần mây thay đổi theo vĩ độ, theo mùa và địa hình. Độ cao thông thường của các loại mây ở miền nhiệt đới như sau:

Bảng 9

Tên mây	Độ cao trung bình	Độ dầy của mây
Ci	6 - 12 km
Cc	6 - 8 km
Cs	6 - 8 km
Ac	2,5 - 6km
As	2,5 - 6km
Ns	2 - 5 km
Sc	< 2,5 km	500 - 1000 m
St	< 2 km	Hàng chục đến hàng trăm mét
Cu	< 2 km	< 5km
Cb	< 2 km	3 - 15 km

3. Phân hạng mây

3.1. Phân hạng mây theo quy ước quốc tế:

Việc quan trắc mây phải tuân thủ định nghĩa, nội dung mô tả và phải đối chiếu với ảnh mây trong Atlas mây do WMO xuất bản năm 1986 và của Tổng cục xuất bản năm 1995.

Theo quy ước quốc tế, mây được phân thành loại, dạng, tính, dạng phụ, mây phụ và mây mẹ. Căn cứ theo độ cao, hình dáng bên ngoài và kiến trúc nội bộ của mây, chia mây thành 3 họ mây: Mây trên, mây giữa, mây dưới. Mỗi họ mây có nhiều loại mây khác nhau như trong bảng 10 dưới đây:

Mây riêng biệt, hình sợi trắng mịn, hoặc đám hay dải trắng. Những mây ấy có dạng sợi (giống như tóc), hoặc ánh mịn như tơ, hoặc cả hai.

b) Mây ti tích - Cirrocumulus - viết tắt: Cc

Đám, màn, hoặc lớp mây mỏng trắng, không có bóng, gồm những phân tử rất nhỏ hình dạng như những hạt, nếp nhăn. Kết hợp với nhau hay riêng biệt và sắp xếp đều đặn nhiều hay ít, đa số các phân tử có bề rộng biểu kiến nhỏ hơn 1^o.

c) Mây ti tầng - Cirrostratus - viết tắt: Cs

Màn mây trong và trắng nhạt, dạng tơ sợi (giống như tóc) hoặc nhẵn lỳ, che cả bầu trời hay một phần và thường sinh ra hiện tượng quầng.

d) Mây trung tích - Altocumulus - viết tắt: Ac

Đám, màn hoặc lớp mây trắng, hoặc xám, hoặc vừa trắng vừa xám, thường có bóng, gồm những phiến mỏng, khối tròn, cuộn....đôi khi có bộ phận dáng sợi hoặc mờ, kết hợp lại hay không, đa số những phần tử nhỏ sắp xếp đều đặn, thường có bề ngang biểu kiến khoảng từ 1o - 5o. Mây Ac thường cho tán mặt trời hay tán mặt trăng.

e) Mây trung tầng - Altostratus - viết tắt: As

Màn hoặc lớp mây màu xám hoặc xanh nhạt, dáng vết khía, tơ sợi, hoặc đồng nhất, che toàn thể hoặc một phần bầu trời, có đôi chỗ khá mỏng để nhìn thấy mặt trời mờ mờ, như qua một tấm kính mờ. Mây As không cho hiện tượng quầng, nhiều khi cho mưa.

g) Mây vũ tầng - Nimbostratus - viết tắt: Ns

Lớp mây xám, thường tối, dạng hóa mờ vì mưa hay tuyết, sự rơi ít nhiều liên tục, đa số trường hợp là tới mặt đất. Mây đủ dầy để che khuất hoàn toàn mặt trời. Ở dưới lớp mây Ns thường có những mây thấp tơi tả liên kết hay không với nó.

h) Mây tầng tích - Stratocumulus - viết tắt: Sc

Đám, màn hoặc lớp mây màu xám hoặc trắng nhạt, hoặc đồng thời xám và trắng nhạt, gần như bao giờ cũng có bộ phận tối, gồm những khối tròn, gạch lát, đá cuội, cuộn....không có dạng tơ sợi (trừ virga), kết hợp lại hay không. Đa số những phân tử nhỏ sắp xếp đều đặn, có bề rộng biểu kiến lớn hơn 5o. Mây Sc cho mưa với cường độ nhỏ.

i) Mây tầng - Stratus - viết tắt: St

Lớp mây thường màu xám, chân mây khá đồng nhất, thường cho mưa phùn, có thể cho mưa phùn tinh thể đá, hoặc tuyết hạt. Khi mặt trời thấy được qua mây, vành mặt trời phân biệt được rõ ràng. St không cho hiện tượng quầng, trừ khi nhiệt độ rất thấp. Đôi khi St thể hiện dưới dạng những đám mây tơi tả.

k) Mây tích - Cumulus - viết tắt: Cu

Mây riêng biệt, thường đặc và bờ ngoài rõ ràng, phát triển theo chiều thẳng đứng thành hình đồi, vòm tròn hoặc tháp mà phần trên phình lên thường tựa cải hoa. Phần mây được mặt trời chiếu luôn trắng xóa, chân mây tương đối đen và khá bằng. Đôi khi Cu có dạng tơi tả. Nếu cho mưa, mây tích cho mưa rào. Khi đám mây chưa xác định rõ giữa Cu và Cb, nếu có chớp hoặc dông, thì xác định là Cb.

l) Mây vũ tích - Cumulonimbus - viết tắt: Cb

Mây lớn và đặc, phát triển theo chiều thẳng đứng dữ dội, thành hình núi hoặc tháp đồ sộ. Ít nhất một phần ở bộ phận trên thường nhẵn lỳ, dạng tơ sợi hay vết khía và dẹt. Phần này tỏa thành hình đe, hoặc bó lúa. Dưới chân mây này rất tối, thường có mây thấp rách xác xơ, kết hợp với mây Cb hay không, giáng thủy đôi khi không tới đất. Mây Cb thường cho dông, chớp, nhiều khi kèm mưa rào.

3.2. Dạng, tính, dạng phụ, mây phụ và mây mẹ:

Mỗi loại mây có những dạng, tính, dạng phụ, mây phụ và mây mẹ khác nhau (Xem các bảng 11-15).

BẢNG DẠNG MÂY

Bảng 11

Dạng	Ký hiệu	Tên tiếng việt
Fibratus Uncinus Spissatus Castellanus Flocus Stratiformis Nebulosus Lenticularis Fratus Humilis Mediocris Congestus Calvus Capillatus	Fib Unc Spi Cas Flo Str Neb Len Fra Hum Med Con Cal Cap	Tơ sợi Hình móc câu Tơ sợi dầy Mây thành Hình kén hoặc túm Mây thành màn lớp Dạng sương mù Dạng thấu kính, hình con cá, hạt hạnh nhân Mảnh xơ xác Dạng dẹt (đạm) Dạng trung gian Dạng dầy đặc Dạng hói Dạng có tóc

Mỗi loại mây chỉ có thể có một dạng mây, nhưng một dạng mây lại có thể chung cho nhiều loại mây.

Mỗi mây còn có những đặc điểm về độ trong suốt, cách sắp xếp các phần tử ... gọi là tính.

BẢNG TÍNH MÂY

Bảng 12

Tính	Ký hiệu	Tên tiếng việt
intortus vertebratus undulatus radiatus lacunosus duplicatus translucidus perlucidus opacus	in ve un ra la du tr pe op	rối loạn hình xương sống làn sóng rẻ quạt tổ ong chồng chất thấu quang có khoảng trống tế quang

Ngoài dạng và tính mây, còn có dạng phụ và mây phụ.

BẢNG DẠNG PHỤ

Quan trắc mây phải đứng ở nơi cố định, nhìn thấy cả bầu trời.

Phải theo dõi liên tục bầu trời, kết hợp với diễn biến của mây, kết hợp với hiện tượng thời tiết để xác định mây.

4.1. Quan trắc lượng mây tổng quan: Ước lượng phần bầu trời bị mây che phủ, không phân biệt mây trên, mây giữa và mây dưới. Tính theo phần mười bầu trời.

Lượng mây dưới: Ước lượng phần bầu trời bị mây dưới (Sc, Cu, Cb, St) che phủ.

Lượng mây từng loại mây: Phần bầu trời bị che phủ bởi loại mây đó.

4.2. Ghi kết quả quan trắc mây vào sổ; tên loại mây; dạng mây; tính mây; dạng phụ mây phụ; mây mẹ; độ cao mây, theo thứ tự lượng mây nào nhiều ghi lên trên.

Thí dụ: 9/5 Sc str op un 1500^m

Ci spi cbgen

X. QUAN TRẮC HIỆN TƯỢNG KHÍ TƯỢNG

Hiện tượng khí tượng là hiện tượng quan sát được ở trong khí quyển hoặc ở trên mặt đất. Bao gồm giáng thủy ở lơ lửng trong không khí hoặc đọng lại trên mặt đất dưới thể lỏng hay đặc; hoặc là hiện tượng gồm sự tập hợp những phần tử chủ yếu là rắn lơ lửng trong không khí, hoặc là hiện tượng trong thiên nhiên biểu hiện của điện trời, hay ánh sáng mặt trời, mặt trăng bị phản xạ, khúc xạ.... Hiện tượng khí tượng được quan sát liên tục suốt ngày đêm. Nội dung quan sát nhằm xác định:

- Loại hiện tượng,

- Thời gian bắt đầu và chấm dứt,

- Đặc điểm và cường độ của hiện tượng,

- Hướng xuất hiện của hiện tượng,

- Kích thước (đối với một số hiện tượng)

1. Phân loại hiện tượng khí tượng:

Những hiện tượng khí tượng thể hiện ra rất nhiều đặc điểm khác nhau. Căn cứ vào quá trình phát triển vật lý và bản chất các phân tử cấu tạo cuả chúng, có thể xếp những hiện tượng khí tượng thành bốn loại: Thủy hiện tượng, thạch hiện tượng, quang hiện tượng và điện hiện tượng.

1.1. Thủy hiện tượng:

Thủy hiện tượng gồm: Mưa, mưa rào, mưa phùn, tuyết, tuyết bông, tuyết hạt, mưa đá phùn, mưa lẫn tuyết, mưa đá, tuyết cuốn thấp, tuyết cuốn cao, sương mù, sương mù băng, sương mù sát mặt đất, mù, mặt nước bốc hơi, sương, sương muối (sương giá), sương mù kết băng, mưa kết băng, vòi rồng. Chúng là những hiện tượng khí tướng sinh ra do sự biến đổi trong các trạng thái khác nhau của nước trong khí quyển.

Mỗi thủy hiện tượng đều sinh ra từ một hoặc một số loại mây, nên ban đêm có thể căn cứ vào loại thủy hiện tượng để xác định mây.

1.2. Thạch hiện tượng:

Thạch hiện tượng gồm: Mù khô, khói, bụi cuốn hay cát cuốn, lốc bụi hay cát, là tập hợp những phần tử chủ yếu là rắn và không phải là nước. Những phần tử ấy nhiều hay ít lơ lửng trong không khí, hoặc bị nâng lên do gió từ mặt đất.

1.3. Quang hiện tượng:

Quang hiện tượng quan sát được gồm: Quầng, tán, vân ngũ sắc, cầu vồng, giải hoàng hôn, ảo ảnh, là những hiện tượng quang phát sinh từ phản xạ, khúc xạ, khuếch tán hoặc giao thoa ánh sáng mặt trời hay mặt trăng.

1.4. Điện hiện tượng:

Điện hiện tượng là hiện tượng phóng điện của điện khí quyển quan sát được bằng mắt hay nghe thấy, gồm: Sấm, chớp, lửa thần, cực quang.

2. Mô tả hiện tượng khí tượng:

Mỗi hiện tượng khí tượng được ký hiệu bởi một ký hiệu riêng, quy định trong bảng 16 và mô tả hiện tượng dưới đây:

KÝ HIỆU	TÊN HIỆN TƯỢNG	KÝ HIỆU	TÊN HIỆN TƯỢNG
	Mưa		Sương mù sát lớp mặt
	Mưa rào		Mặt nước bốc hơi
	Mưa phùn		Mù
	Tuyết		Vòi rồng
	Tuyết rào		Mù khô
	Mưa lẫn tuyết		Kim nước đá
	Tuyết hạt		Lốc bụi hay lốc cát
	Mưa đá nhỏ		Khói
	Mưa đá		Bụi cuốn hay cát cuốn
	Sương móc		Quầng mặt trời
	Sương muối		Quầng mặt trăng
	Sương mù kết băng		Tán mặt trời
	Mưa đông kết		Tán mặt trăng
	Sương mù không thấy trời		Cầu vồng
	Sương mù thấy trời		Dông
	Hạt băng		Chớp
	Sương mù băng		Gió lớn
	Bão		Tố

Mưa thường rơi từ mây Ns , As , Sc.

Mưa rào do mây Cu, Cb gây ra.

c) Mưa phùn: Giáng thủy từ mây St, hạt nước nhỏ, đường kính nhỏ hơn 0,5 mm, rất dầy, rơi chậm, tựa như lơ lửng trong không khí.

Hạt mưa phùn rơi xuống mặt nước không gây ra vòng sóng, rơi trên gỗ khô không gây vết ướt, chỉ làm gỗ ẩm dần. Còn hạt mưa khi rơi xuống mặt nước gây ra vòng sóng, rơi trên gỗ khô gây ra vết ướt.

d) Tuyết: Giáng thủy dưới dạng những tinh thể đá, phần lớn hình lục lăng và có cánh hình sao, đôi khi bằng tinh thể đá không có nhánh.

Tuyết sinh ra từ mây As, Ns, Sc, Cb.

đ) Tuyết bôn: Giáng thủy dưới dạng những hạt nước đá trắng và đục kiến trúc giống như tuyết. Những hạt tuyết bông tròn, đôi khi hình chóp, đường kính từ 2 - 5 mm.

Tuyết bông sinh ra từ mây Sc, Cb.

e) Tuyết hạt: Giáng thủy dưới những hạt nước đá trắng và đục. Kiến trúc giống như tuyết. Tuyết hạt khác tuyết bông là kích thước nhỏ hơn, đường kính < 1 mm, hình dẹp và dài hơn. Tuyết hạt sinh ra từ mây St hoặc từ sương mù.

g) Mưa đá phùn: Giáng thủy dưới dạng những hạt nước đã đông lại, hơi trong, hình tròn, ít khi hình chóp, đường kính từ 2 - 5 mm. Thông thường những hạt đó có một hạt nhân là tuyết bông bọc ngoài một vỏ đá rất mỏng. Những hạt đó rơi trên mặt đất rắn , không bị vỡ và cũng không nẩy lên.

Mưa đá phùn sinh ra từ mây: As , Ns , Cb.

h) Mưa lẫn tuyết: Giáng thủy dưới dạng những hạt nước lẫn với tinh thể băng thường quan sát được khi nhiệt độ gần 0^oC.

i) Mưa đá: Giáng thủy dưới dạng các hạt nước đá lớn hay nhỏ, giữa là nhân màu trắng đục, chung quanh là nhiều lớp trong suốt hay trắng mờ. Kích thước hạt mưa đá từ 5mm đến hàng cm. Mưa đá sinh ra từ màn mây Cb.

k) Sương mù: Hiện tượng khí tượng do những hạt nước rất nhỏ lơ lửng trong không khí và làm giảm tầm nhìn ngang xuống dưới 1 km.

Trong sương mù có cảm giác “dinh dính” , “ẩm ướt”.

Thông thường sương mù màu trắng lờ, nhưng ở vùng công nghiệp có thể có màu vàng đục hay xám.

Có hai loại sương mù: Sương mù không thấy trời≡ và sương mù thấy trời e

l) Sương mù băng: Sương mù băng hình thành bởi trong không khí có nhiều tinh thể băng làm giảm tầm nhìn xuống dưới 1 km.

Sương mù băng chỉ quan sát được khi nhiệt độ thấp, độ ẩm cao. Khi sương mù băng che mặt trời thì quan sát được quang hiện tượng: cột sáng hay quầng 22^o.

m) Sương mù sát mặt đất: Sương mù thành lớp mỏng màu trắng lờ, bề dầy không quá 2m, thường xuất hiện ở những nơi tương đối thấp hay trên mặt sông hồ.

Sương mù sát đất thường xảy ra sau những đêm bầu trời quang và thường tan sau lúc mặt trời mọc.

n) Mù: Hiện tượng khí tượng do những hạt nước rất nhỏ lơ lửng trong không khí thành một màn khá mỏng màu xam xám, bao phủ cảnh vật, làm giảm tầm nhìn xuống dưới 10km, nhưng vẫn còn trên 1km. Trong mù không có cảm giác “ẩm ướt” hay “dinh dính”.

o) Mặt nước bốc hơi: Một loại mù mỏng thường thấy trên mặt sông, hồ về mùa đông trong trường hợp có sự chênh lệch rõ rệt giữa nhiệt độ không khí và nhiệt độ nước hồ hay sông.

Hiện tượng mặt nước bốc hơi, khi có gió mạnh, có thể bị cuốn lên cao và lan vào phía trong bờ.

p) Sương móc: Hạt nước hình thành trên bề mặt đồ vật, cây cỏ.... trên mặt đất mà nhiệt độ hạ thấp xuống khiến hơi nước trong không khí tiếp giáp các vật ngưng tụ lại.

Sương móc thường xuất hiện về đêm, đôi khi vào buổi chiều do mặt đất bị bức xạ trong điều kiện trời quang hay ít mây mỏng, ẩm độ tương đối cao, lặng gió hay gió nhẹ. Lượng nước do sương đôi khi > 0,5 mm.

q) Sương muối (Sương giá): Hạt nước đá đọng lại dưới dạng tinh thể hình vẩy, kim, lông hoặc hình quạt, trên những đồ vật, cây cỏ.... trên mặt đất về mùa đông.

Sương muối hình thành do sự kết băng của hơi nước trong không khí tiếp xúc với các vật có nhiệt độ < 0^oC . Điều kiện thời tiết thuận lợi để hình thành sương muối là: Trời quang hay ít mây mỏng, nhiệt độ gần 0^oC , ẩm độ tương đối cao, lặng gió hay gió nhẹ . Sương muối thường xuất hiện ở nơi trũng, trên những lá cây, mái nhà ...

r) Mưa kết băng: Lớp băng hình thành trên mặt đất hay cây cỏ, đồ vật do những hạt mưa hay mưa phùn quá lạnh rơi xuống mặt đất hay các vật có nhiệt độ < 0^oC . Mưa kết băng cũng có thể sinh ra bởi những hạt mưa hoặc mưa phùn không quá lạnh rơi trên những vật có nhiệt độ < 0^oC và thành băng ngay.

s) Vòi rồng: Gió xoáy mạnh sinh ra từ chân mây Cb, cuốn mây xuống thành hình vòi voi khổng lồ - Vòi rồng.

Trục vòi rồng thẳng đứng hay nghiêng, đôi khi ngoằn ngoèo, đường kính khoảng vài chục mét tới hàng trăm mét.

Khi vòi rồng tới gần mặt đất hay mặt nước thì bụi cát hoặc nước, nhiều khi cả những vật nặng (nhà cửa, xe cộ, cây cối, vật nặng ...) bị cuốn lên khá cao. Vòi rồng có sức phá hoại khủng khiếp do tốc độ gió xoáy rất lớn trong vòi rồng.

2.2. Thạch hiện tượng:

a) Mù khô: Không khí vẩn đục do những phần tử khô lơ lửng mà mắt thường không phân biệt được, nhiều khi không khí có màu vàng mờ mờ.

Những tiêu điểm ở xa màu xẫm nhìn qua mù khô thì thể hiện màu xanh nhạt. Mặt trời ở thấp, nhìn qua mù khô, thì màu vàng và đỏ.

Trong mù khô, ẩm độ tương đối thấp, tầm nhìn thường dưới 10km; đôi khi mù khô dầy, tầm nhìn giảm xuống dưới 1km, có thể che cả bầu trời, trông giống mây Cs, nhưng màu vàng hơn và không sinh ra hiện tượng quầng.

b) Khói: Trong không khí lơ lửng những phần tử nhỏ, tàn dư của sự cháy. Màn khói có thể ở gần mặt đất hay cao hơn trong không khí tự do. Trông qua khói thì mặt trời lúc mọc hay lặn có màu rất đỏ. Khi có nhiều khói thì có thể ngửi thấy mùi của khói.

c) Bụi cuốn hay cát cuốn: Bụi hay cát bị gió khá mạnh đưa lên khỏi mặt đất, tùy theo hiện tượng ở sát mặt đất hay ở cao mà phân biệt:

Bụi cuốn hay cát cuốn thấp:

Bụi hay cát bị đưa lên khỏi mặt đất không cao, tầm nhìn ngang tầm mắt không bị giảm rõ rệt, những vật ở thấp bị mờ hay bị che khuất.

Bụi cuốn hay cát cuốn cao:

Bụi hay cát bị đưa lên khá cao trên mặt đất, tầm nhìn ngang bị giảm rõ rệt.

d) Lốc bụi hay lốc cát: Bụi hay cát bị gió xoáy cuốn lên cao khỏi mặt đất thành hình một cột xoáy thẳng đứng, độ cao và đường kính cột đó luôn biến đổi.

Hiện tượng xẩy ra trong những ngày trời nắng, mặt đất bị đốt nóng mạnh mẽ sinh ra lốc. Lốc không lan rộng và thường nhanh chóng kết thúc.

2.3. Quang hiện tượng:

a) Quầng: Hiện tượng quang học do ánh sáng mặt trời hay mặt trăng khi đi qua các mây Ci, Cs, có kiến trúc tinh thể đá, bị khúc xạ hay phản xạ sinh ra những vòng tròn, cánh cung với tâm là mặt trời hay mặt trăng, hoặc sinh ra cột sáng hay vết sáng.

Khi quầng sinh ra do ánh sáng mặt trời bị khúc xạ thì có nhiều màu, do ánh sáng mặt trăng thì thông thường màu trắng.

Phần lớn quan sát được quầng nhỏ có bán kính 22o, màu trắng hay màu vàng, vòng phía trong có màu đỏ và đôi khi phía ngoài có màu tím.

Đôi khi quan sát được vòng có góc 46o, gọi là quầng lớn, có độ sáng kém quầng nhỏ.

Có thể quan sát được một giải sáng thẳng đứng suốt từ phía trên đến phía dưới mặt trời gọi là “cột sáng ”.

b) Tán: Một hai hoặc ba vòng có màu, mà tâm là mặt trời hay mặt trăng. Vòng phía trong màu tím hay xanh và vòng phía ngoài màu đỏ, những màu khác có thể xuất hiện giữa hai vòng ấy. Thông thường góc từ vòng sáng đến tâm không quá 5^o.

Hiện tượng tán sinh ra do ánh sáng mặt trời hay mặt trăng chiếu qua sương mù hoặc mây mỏng cấu tạo bởi các hạt nước rất nhỏ, bị khuếch tán. Đôi khi tán quan sát được trên mây có hình không được tròn do có sự khác nhau của các phần tử cấu tạo mây biến đổi trong đám mây. Tán không tròn hoặc tán không đủ vòng sinh ra do nguồn sáng có hình lưỡi liềm.

c) Vân ngũ sắc: Quang hiện tượng xuất phát từ mây thành một hiện tượng hỗn hợp những giải có màu sắc khác nhau (màu xanh lá cây và hồng là chủ yếu) xen kẽ, gần song song với cạnh mây. Màu vân ngũ sắc thường sáng, trông tựa màu xà cừ.

Trong khoảng 10^o từ mặt trời, vân ngũ sắc chủ yếu sinh ra từ ánh sáng bị khuyếch tán. Ngoài 10^o, thông thường ánh sáng bị giao thoa là nhân tố chính. Vân ngũ sắc đôi khi phát triển trong một góc quá 40^o từ mặt trời mà màu sắc có thể còn sáng.

d) Cầu vồng: Vòng cung sáng, màu từ đỏ, da cam, vàng, xanh lá cây, xanh lơ, chàm và tím xuất hiện khi có mưa, sương mù ở một phía còn mặt trời hoặc mặt trăng ở phía đối diện.

Cầu vồng sinh ra do ánh sáng mặt trời hay mặt trăng bị khúc xạ và phản xạ. Màu sắc và bề rộng hẹp các giải màu sắc của cầu vồng, do độ lớn của hạt mưa, hạt sương mù quyết định. Cầu vồng do mặt trời, màu sắc thường sáng, cầu vồng do mặt trăng đôi khi có màu trắng. Thông thường cầu vồng có màu tím ở bên trong, màu đỏ ở vòng cung bên ngoài.

Có khi quan sát được cầu vồng thứ hai, không sáng bằng cầu vồng thứ nhất và bản rộng gần bằng hai. Ở cầu vồng này, màu đỏ phía trong (góc 50^o), màu tím phía ngoài (góc 54^o). Bờ ngoài cầu vồng thứ nhất có thể có màu xanh, tím hoặc da cam do hiện tượng giao thoa ánh sáng gây ra.

đ) Cầu vồng do sương mù: Cầu vồng do sương mù, kích thước như cầu vồng thứ nhất, do khúc xạ và phản xạ ánh sáng mặt trời hay mặt trăng. Cầu vồng xuất hiện ngay trên màn sương mù, là một giải màu trắng, thông thường có giải màu hơi đỏ ở ngoài và xanh nhạt ở trong.

2.4. Điện hiện tượng:

a) Dông: Một hoặc nhiều hiện tượng phóng điện trong thiên nhiên thể hiện bằng ánh sáng lóe ra (chớp) và tiếng rung động (sấm).

Dông phát sinh từ mây Cb và thường kèm theo giáng thủy tới đất dưới dạng mưa rào, tuyết hoặc mưa đá.

b) Chớp: Hiện tượng ánh sáng kèm theo sự phóng điện thiên nhiên, bất thình lình và mạnh, xuất hiện giữa mây và đất, hoặc giữa hai đám mây, hoặc từ hai bộ phận của một đám mây hoặc giữa đám mây và không khí trong sáng.

Có năm loại chớp:

- Chớp mờ: Chớp có hình một dạng sáng rộng mà không có phần nào sáng hơn ở bộ phận khác; đây là chớp trong mây hoặc là loại chớp thẳng nhìn qua mây.

- Chớp thẳng: Chớp có hình một vệt dài, trắng, thường hẹp, ngoài bờ rõ ràng và gần thẳng; loại chớp này ngắn, nếu dài hơn thì chớp có những chỗ khúc khuỷu.

- Chớp chuỗi: Chớp thẳng hay khúc khuỷu gẫy thành nhiều đoạn ngắn, có thể trở thành hình cầu tròn và tồn tại trong một khoảng thời gian đáng kể.

- Chớp nhiệt: Chớp ở xa, trông thấy ở chân trời nhưng không nghe được sấm.

- Chớp cục: Quả cầu sáng xuất hiện sau khi phóng điện nổ ra, đường kính từ vài phân đến một mét, lơ lửng trong không khí hoặc bị cuốn theo các dòng khí.

2.5. Các hiện tượng khác:

a) Gió lớn: Gió có tốc độ trung bình trong 2 phút > 15m/s, quan sát được ở các kỳ quan trắc hay trong khoảng thời gian giữa các kỳ quan trắc.

Ứng với cấp Beaufort gió lớn là gió từ cấp 7 trở lên.

b) Tố: Gió có tốc độ tăng lên đột ngột, biến thiên tốc độ > 8m/s, tốc độ gió phải ≥11 m/s, hướng cũng thay đổi bất chợt, nhiệt độ không khí giảm xuống mạnh, ẩm độ tăng nhanh thể hiện trên giản đồ máy tự ghi và thường kèm dông, mưa rào, đôi khi có mưa đá.