Mây

Đối với các định nghĩa khác, xem Mây (định hướng).

Cảnh mây tích tụ trên Swifts Creek, Úc

Cloud (khoảng những năm 1920), một bộ phim tài liệu câm về những đám mây do Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ sản xuất

Cảnh mây tầng

Tổng phần mây bao phủ được tính trung bình trong những năm 1981-2010 từ tập dữ liệu CHELSA-BIOCLIM+

Trong khí tượng học, đám mây là một aerosol bao gồm một khối lượng nhỏ có thể nhìn thấy chất lỏng giọt nước, tinh thể đông lạnh, hoặc hạt khác lơ lửng trong bầu khí quyển của một hành tinh vật thể khô hoặc không gian tương tự. Nước hoặc nhiều hóa chất khác có thể tạo thành các giọt và tinh thể. Trên Trái đất, các đám mây được hình thành do bão hòa của không khí khi nó được làm lạnh đến điểm sương hoặc khi đạt đủ độ ẩm (thường là ở dạng của hơi nước) từ nguồn lân cận để nâng điểm sương lên nhiệt độ xung quanh.

Chúng được nhìn thấy trong khí quyển của Trái đất, bao gồm tầng đối lưu, tầng bình lưu và tầng trung lưu. Nghiên cứu về mây là khoa học về các đám mây, được thực hiện trong nhánh vật lý đám mây của khí tượng học. Có hai phương pháp đặt tên cho các đám mây trong các lớp tương ứng của khí quyển, tiếng Latinh và tên chung. Các loại Chi trong tầng đối lưu, lớp khí quyển gần bề mặt Trái đất nhất, có tên tiếng Latinh vì sự phổ biến của danh pháp của Luke Howard được đề xuất chính thức vào năm 1802 Nó trở thành cơ sở của một hệ thống quốc tế hiện đại chia các đám mây thành năm dạng vật lý có thể được chia nhỏ hoặc phân loại thành độ cao mức để rút ra mười chi cơ bản. Các loại đám mây đại diện chính cho mỗi dạng này là tầng, cumuliform, tầng tích, cumulonimbiform và dạng ti ti. Các đám mây cấp độ thấp không có bất kỳ tiền tố nào liên quan đến độ cao. Tuy nhiên, các loại địa tầng và địa tầng cấp trung bình được đặt tiền tố alto- trong khi các biến thể cấp cao của hai dạng giống nhau này mang tiền tố Cirro- . Trong cả hai trường hợp, strato- được loại bỏ khỏi dạng sau để tránh tiền tố kép. Các loại chi có phạm vi thẳng đứng đủ để chiếm nhiều hơn một cấp độ không mang bất kỳ tiền tố nào liên quan đến độ cao. Chúng được phân loại chính thức là thấp hoặc trung bình tùy thuộc vào độ cao mà mỗi loại ban đầu hình thành, và cũng được đặc trưng một cách chính thức hơn là đa cấp hoặc thẳng đứng. Hầu hết mười chi có nguồn gốc theo phương pháp phân loại này có thể được chia nhỏ thành loài và được chia nhỏ hơn nữa thành giống. Những đám mây có dạng địa tầng rất thấp kéo dài xuống bề mặt Trái đất được đặt tên chung là sương mù, nhưng không có tên Latinh.

Ở tầng bình lưu và tầng trung lưu, các đám mây có tên gọi chung cho các loại chính của chúng. Chúng có thể có sự xuất hiện của các mạng hoặc tấm dạng địa tầng, các nếp nhăn dạng vòng, hoặc các dải hoặc gợn sóng dạng địa tầng. Chúng không thường xuyên được nhìn thấy, chủ yếu ở các vùng cực của Trái đất. Các đám mây đã được quan sát thấy trong bầu khí quyển của hành tinh và mặt trăng trong Hệ mặt trời và hơn thế nữa. Tuy nhiên, do đặc điểm nhiệt độ khác nhau, chúng thường bao gồm các chất khác như mêtan, amoniac, và axit sunfuric, cũng như nước.

Các đám mây tầng đối lưu có thể có ảnh hưởng trực tiếp đến biến đổi khí hậu trên Trái đất. Chúng có thể phản xạ các tia tới từ mặt trời có thể góp phần tạo ra hiệu ứng làm mát tại nơi và khi những đám mây này xuất hiện, hoặc bẫy bức xạ sóng dài hơn phản xạ ngược lại từ bề mặt Trái đất có thể gây ra hiệu ứng ấm lên. Độ cao, hình thức và độ dày của các đám mây là những yếu tố chính ảnh hưởng đến quá trình làm nóng hoặc lạnh cục bộ của Trái đất và bầu khí quyển. Những đám mây hình thành phía trên tầng đối lưu quá khan hiếm và quá mỏng để có thể có bất kỳ ảnh hưởng nào đến biến đổi khí hậu. Mây là yếu tố không chắc chắn chính trong độ nhạy cảm với khí hậu.

Hơi nước ngưng tụ tạo thành các giọt nước nhỏ (thông thường 0,01 mm) hay tinh thể nước đá, cùng với hàng tỷ giọt nước hay tinh thể nước đá nhỏ khác tạo thành mây mà con người có thể nhìn thấy. Mây phản xạ tương đương nhau toàn bộ các bước sóng ánh sáng nhìn thấy, do vậy có màu trắng, nhưng chúng ta cũng có thể nhìn thấy mây màu xám hay xanh nếu chúng quá dày hoặc quá đặc do ánh sáng không thể đi qua.

Mây trên các hành tinh khác thông thường chứa các loại chất khác chứ không phải nước, phụ thuộc vào các điều kiện của khí quyển của chúng (thành phần khí và nhiệt độ).

So sánh bằng dạng bảng

Bảng sau có phạm vi rất rộng giống như mẫu đám mây theo sau nó. Có một số khác biệt về kiểu danh pháp giữa sơ đồ phân loại được sử dụng cho tầng đối lưu (tiếng Latinh nghiêm ngặt ngoại trừ các sol khí trên bề mặt) và các cấp cao hơn của khí quyển (các thuật ngữ phổ biến, một số có nguồn gốc không chính thức từ tiếng Latinh). Tuy nhiên, các sơ đồ được trình bày ở đây chia sẻ sự phân loại chéo của các dạng vật lý và các mức độ cao để rút ra 10 chi tầng đối lưu, sương mù và sương mù hình thành ở bề mặt, và một số loại chính khác ở trên tầng đối lưu. Chi cumulus bao gồm bốn loài biểu thị kích thước thẳng đứng có thể ảnh hưởng đến các mức độ cao.

Từ Mức độ	Mây vũ tích không đối lưu	Hình dạng chủ yếu là không đối lưu	Stratocumuliform đối lưu hạn chế	Có hình dạng như đám mây tích đối lưu tự do	Cumulonimbiform đối lưu rất mạnh
Cực cấp	Mây tầng trung cực: Dải mây dạ quang	Sóng hoặc xoáy dạ quang	Dải dạ quang
Rất cao cấp	Acid Nitric & nước Mây tầng bình lưu cực (PSC)	Cirriform Mây dạng xà cừ Mây tầng bình lưu cực (PSC)	Mây thấu kính Mây xà cừ Mây tầng bình lưu cực (PSC)
Cấp độ cao	Mây ti tầng	Mây ti	Mây ti tích
Mức giữa	Mây trung tầng		Mây trung tích
Cao chót vót				Mây Cumulus cao chót vót	Mây vũ tích
Đa cấp hoặc dọc vừa phải	Mây vũ tầng			Đám mây 'ôn hoà'
Cấp thấp	Mây tầng		Mây tầng tích	Mây tích thấp hoặc Mây mảnh
Mức độ bề mặt	Mây fog hoặc Sương mù

Đối với một tổng quan dạng bảng khác cũng bao gồm toàn bộ bầu không khí, xem Bài viết mẫu: Loại mây.

Từ nguyên và lịch sử của khoa học và danh pháp đám mây

Bài chi tiết: Dòng thời gian của khí tượng

Từ nguyên

Nguồn gốc của thuật ngữ "mây" có thể được tìm thấy trong các từ Tiếng Anh cổ clud hoặc clod, có nghĩa là một ngọn đồi hoặc một khối đá. Vào khoảng đầu thế kỷ 13, từ này được sử dụng như một phép ẩn dụ cho những đám mây mưa, vì sự giống nhau về hình dáng giữa một khối đá và đám mây tích. Theo thời gian, cách sử dụng ẩn dụ của từ này đã thay thế tiếng Anh cổ weolcan, vốn là thuật ngữ chỉ những đám mây nói chung.

Thời Aristolte

Các nghiên cứu về đám mây cổ đại không được thực hiện một cách riêng lẻ, mà được quan sát kết hợp với các yếu tố thời tiết khác và thậm chí là các ngành khoa học tự nhiên khác. Vào khoảng năm 340 trước Công nguyên, nhà triết học Hy Lạp Aristotle đã viết Khí tượng học, một tác phẩm đại diện cho tổng thể kiến ​​thức của thời đại về khoa học tự nhiên, bao gồm cả thời tiết và khí hậu. Lần đầu tiên, lượng mưa và những đám mây mà từ đó lượng mưa rơi xuống được gọi là sao băng, bắt nguồn từ từ tiếng Hy Lạp meteoros, có nghĩa là 'trên bầu trời cao'. Từ đó ra đời thuật ngữ hiện đại metnticlogy, nghiên cứu về các đám mây và thời tiết. Khí tượng học dựa trên trực giác và sự quan sát đơn giản, nhưng không dựa trên phương pháp khoa học ngày nay. Tuy nhiên, đây là công trình đầu tiên được biết đến đã cố gắng xử lý một loạt các chủ đề khí tượng một cách có hệ thống, đặc biệt là chu trình thủy văn.

Phân loại toàn diện đầu tiên

Phân loại mây tầng đối lưu theo độ cao xuất hiện: Các kiểu chi đa tầng và thẳng đứng không giới hạn ở một mức độ cao bao gồm mây vũ tích, mây vũ tích và một số loài vũ tích lớn hơn.

Sau nhiều thế kỷ suy đoán về sự hình thành và hành vi của các đám mây, các nghiên cứu khoa học thực sự đầu tiên được thực hiện bởi Luke Howard ở Anh và Jean-Baptiste Lamarck ở Pháp. Howard là một nhà quan sát có phương pháp với nền tảng vững chắc về ngôn ngữ Latinh, và đã sử dụng kiến ​​thức nền tảng của mình để chính thức phân loại các loại mây tầng đối lưu khác nhau trong năm 1802. Ông tin rằng những quan sát khoa học về các dạng mây thay đổi trên bầu trời có thể mở ra chìa khóa cho dự báo thời tiết.

Lamarck đã làm việc độc lập về phân loại đám mây cùng năm và đã đưa ra một cách đặt tên khác nhưng không tạo được ấn tượng ngay cả ở quê hương của ông Pháp vì nó sử dụng các tên và cụm từ tiếng Pháp mang tính mô tả và không chính thức cho các loại đám mây . Hệ thống danh pháp của ông bao gồm 12 loại mây, với những cái tên như (dịch từ tiếng Pháp) mây mờ, mây lốm đốm và mây giống cái chổi. Ngược lại, Howard sử dụng tiếng Latinh được chấp nhận rộng rãi, vốn đã nhanh chóng nổi tiếng sau khi nó được xuất bản vào năm 1803. Như một dấu hiệu cho thấy sự phổ biến của cách đặt tên, nhà viết kịch và nhà thơ người Đức Johann Wolfgang von Goethe đã sáng tác bốn bài thơ về những đám mây, dành tặng chúng cho Howard.

Hệ thống của Howard được cải tiến cuối cùng đã được Hội nghị Khí tượng Quốc tế chính thức thông qua vào năm 1891. Hệ thống này chỉ bao gồm các loại mây tầng đối lưu. Tuy nhiên, việc phát hiện ra các đám mây phía trên tầng đối lưu vào cuối thế kỷ 19 cuối cùng đã dẫn đến việc tạo ra các sơ đồ phân loại riêng biệt quay lại việc sử dụng các tên và cụm từ mô tả thông dụng phần nào gợi lại các phương pháp phân loại của Lamarck. Những đám mây rất cao này, mặc dù được phân loại theo các phương pháp khác nhau này, tuy nhiên về mặt rộng rãi, chúng tương tự như một số dạng mây được xác định trong tầng đối lưu với tên Latinh.

Sự hình thành trong khí quyển: Làm thế nào không khí trở nên bão hoà?

Bài chi tiết: Vật lý đám mây

Các Đám mây Cumulus humilis vào tháng 5 ở Ukraine

Các đám mây trên cạn có thể được tìm thấy trong hầu hết các khí quyển, bao gồm tầng đối lưu, tầng bình lưu và tầng trung lưu. Trong các lớp này của bầu khí quyển, không khí có thể trở nên bão hòa do được làm lạnh đến điểm sương của nó hoặc bằng cách bổ sung độ ẩm từ một nguồn lân cận. In the latter case, saturation occurs when the dew point is raised to the ambient air temperature.

Làm mát đoạn nhiệt

Làm mát đoạn nhiệt xảy ra khi một hoặc nhiều trong ba tác nhân nâng có thể có - đối lưu, xoáy thuận/trực diện hoặc orographic - làm cho một lô không khí chứa hơi nước vô hình bay lên và nguội đến điểm sương của nó, nhiệt độ tại đó không khí trở nên bão hòa. Cơ chế chính đằng sau quá trình này là làm mát đoạn nhiệt. Khi không khí được làm mát đến điểm sương và trở nên bão hòa, hơi nước thường ngưng tụ để tạo thành các giọt mây. Sự ngưng tụ này thường xảy ra trên hạt nhân ngưng tụ của đám mây chẳng hạn như muối hoặc các hạt bụi đủ nhỏ để được giữ ở trên cao bởi hoàn lưu của không khí.

Hoạt ảnh về sự tiến hóa của đám mây từ vũ tích thấp đến vũ tích capillatus

Một tác nhân là chuyển động đối lưu hướng lên của không khí gây ra bởi sự sưởi ấm ban ngày của năng lượng mặt trời ở cấp độ bề mặt. Khối lượng không khí ổn định cho phép hình thành các đám mây vũ tích có thể tạo ra mưa rào nếu không khí đủ ẩm. Trong những trường hợp hiếm hoi vừa phải, lực nâng đối lưu có thể đủ mạnh để xuyên qua vùng nhiệt đới và đẩy đỉnh mây vào tầng bình lưu.

Lực nâng phía trước và xoáy thuận xảy ra khi không khí ổn định bị cưỡng bức ở trên cao tại mặt trận thời tiết và xung quanh trung tâm của áp suất thấp bởi một quá trình được gọi là hội tụ. Mặt trước ấm liên kết với các xoáy thuận ngoại nhiệt đới có xu hướng tạo ra hầu hết các đám mây dạng vòng và dạng địa tầng trên một khu vực rộng trừ khi khối không khí ấm áp đến gần không ổn định, trong trường hợp đó mây vũ tích hoặc mây vũ tích thường được nhúng trong lớp mây kết tủa chính. Các Phrông lạnh thường di chuyển nhanh hơn và tạo ra một dòng mây hẹp hơn, chủ yếu là dạng tầng, dạng tích hoặc dạng tích tùy thuộc vào sự ổn định của không khí ấm ngay phía trước mặt trước.

Buổi tối lộng gió chạng vạng được nâng cao bởi góc của Mặt trời, có thể bắt chước trực quan lốc xoáy do lực nâng orographic

Nguồn lực nâng thứ ba là lưu thông gió ép không khí qua một rào cản vật lý chẳng hạn như núi (lực nâng orographic). Nếu không khí nói chung là ổn định, không có gì khác hơn là mũ dạng thấu kính hình thành các đám mây. Tuy nhiên, nếu không khí trở nên đủ ẩm và không ổn định, mưa rào hoặc dông có thể xuất hiện.

Làm mát không đoạn nhiệt

Cùng với việc làm mát đoạn nhiệt yêu cầu tác nhân nâng, ba cơ chế phi tần chính tồn tại để hạ nhiệt độ của không khí xuống điểm sương của nó. Làm mát bằng chất dẫn điện, bức xạ và bay hơi không yêu cầu cơ cấu nâng và có thể gây ngưng tụ ở mức bề mặt dẫn đến hình thành sương mù.

Bổ sung độ ẩm cho không khí

Một số nguồn hơi nước chính có thể được thêm vào không khí như một cách để đạt được độ bão hòa mà không cần bất kỳ quá trình làm mát nào: bay hơi từ nước bề mặt hoặc mặt đất ẩm, lượng mưa hoặc virga, và thoát hơi nước từ thực vật.

Classification: How clouds are identified in the troposphere

Đối với a comprehensive listing of over 90 combinations of genera divided into species and subdivided into varieties with Latin etymologies, xem List of cloud types.

Nimbostratus cloud producing precipitation

Tropospheric classification is based on a hierarchy of categories with physical forms and altitude levels at the top. These are cross-classified into a total of ten genus types, most of which can be divided into species and further subdivided into varieties which are at the bottom of the hierarchy.

Physical forms

Cirrus fibratus clouds in March

Clouds in the troposphere assume five physical forms based on structure and process of formation. These forms are commonly used for the purpose of satellite analysis. They are given below in approximate ascending order of instability or convective activity.

Stratiform

Nonconvective stratiform clouds appear in stable airmass conditions and, in general, have flat, sheet-like structures that can form at any altitude in the troposphere. The stratiform group is divided by altitude range into the genera cirrostratus (high-level), altostratus (mid-level), stratus (low-level), and nimbostratus (multi-level). Fog is commonly considered a surface-based cloud layer. The fog may form at surface level in clear air or it may be the result of a very low stratus cloud subsiding to ground or sea level. Conversely, low stratiform clouds result when advection fog is lifted above surface level during breezy conditions.

Stratocumulus over Orange County.

Cirriform

Cirriform clouds in the troposphere are of the genus cirrus and have the appearance of detached or semimerged filaments. They form at high tropospheric altitudes in air that is mostly stable with little or no convective activity, although denser patches may occasionally show buildups caused by limited high-level convection where the air is partly unstable. Clouds resembling cirrus, cirrostratus, and cirrocumulus can be found above the troposphere but are classified separately using common names.

Stratocumuliform

Clouds of this structure have both cumuliform and stratiform characteristics in the form of rolls, ripples, or elements. They generally form as a result of limited convection in an otherwise mostly stable airmass topped by an inversion layer. If the inversion layer is absent or higher in the troposphere, increased airmass instability may cause the cloud layers to develop tops in the form of turrets consisting of embedded cumuliform buildups. The stratocumuliform group is divided into cirrocumulus (high-level, strato- prefix dropped), altocumulus (mid-level, strato- prefix dropped), and stratocumulus (low-level).

Stratocumulus cloud

Cumuliform

Cumuliform clouds generally appear in isolated heaps or tufts. They are the product of localized but generally free-convective lift where no inversion layers are in the troposphere to limit vertical growth. In general, small cumuliform clouds tend to indicate comparatively weak instability. Larger cumuliform types are a sign of greater atmospheric instability and convective activity. Depending on their vertical size, clouds of the cumulus genus type may be low-level or multi-level with moderate to towering vertical extent.

Cumulus humilis clouds

Cumulonimbiform

Cumulonimbus cloud over the Gulf of Mexico in Galveston, Texas

Xem thêm: Atmospheric convection

The largest free-convective clouds comprise the genus cumulonimbus, which has a towering vertical extent. They occur in highly unstable air and often have fuzzy outlines at the upper parts of the clouds that sometimes include anvil tops. These clouds are the product of very strong convection that can penetrate the lower stratosphere.

Levels and genera

Xem thêm: Weather map và Station model

Tropospheric clouds form in any of three levels (formerly called étages) based on altitude range above the Earth's surface. The grouping of clouds into levels is commonly done for the purposes of cloud atlases, surface weather observations, and weather maps. The base-height range for each level varies depending on the latitudinal geographical zone. Each altitude level comprises two or three genus-types differentiated mainly by physical form.

The standard levels and genus-types are summarised below in approximate descending order of the altitude at which each is normally based. Multi-level clouds with significant vertical extent are separately listed and summarized in approximate ascending order of instability or convective activity.

High-level

High clouds form at altitudes of 3.000 đến 7.600 m (10.000 đến 25.000 ft) in the polar regions, 5.000 đến 12.200 m (16.500 đến 40.000 ft) in the temperate regions, and 6.100 đến 18.300 m (20.000 đến 60.000 ft) in the tropics. All cirriform clouds are classified as high, thus constitute a single genus cirrus (Ci). Stratocumuliform and stratiform clouds in the high altitude range carry the prefix cirro-, yielding the respective genus names cirrocumulus (Cc) and cirrostratus (Cs). If limited-resolution satellite images of high clouds are analysed without supporting data from direct human observations, distinguishing between individual forms or genus types becomes impossible, and they are collectively identified as high-type (or informally as cirrus-type, though not all high clouds are of the cirrus form or genus).

• Genus cirrus (Ci):

These are mostly fibrous wisps of delicate, white, cirriform, ice crystal clouds that show up clearly against the blue sky. Cirrus are generally non-convective except castellanus and floccus subtypes which show limited convection. They often form along a high altitude jetstream and at the very leading edge of a frontal or low-pressure disturbance where they may merge into cirrostratus. This high-level cloud genus does not produce precipitation.

High cirrus upper-left merging into cirrostratus and some cirrocumulus upper right

• Genus cirrocumulus (Cc):

This is a pure white high stratocumuliform layer of limited convection. It is composed of ice crystals or supercooled water droplets appearing as small unshaded round masses or flakes in groups or lines with ripples like sand on a beach. Cirrocumulus occasionally forms alongside cirrus and may be accompanied or replaced by cirrostratus clouds near the leading edge of an active weather system. This genus-type occasionally produces virga, precipitation that evaporates below the base of the cloud.

A large field of cirrocumulus

• Genus cirrostratus (Cs):

Cirrostratus is a thin nonconvective stratiform ice crystal veil that typically gives rise to halos caused by refraction of the sun's rays. The sun and moon are visible in clear outline. Cirrostratus does not produce precipitation, but often thickens into altostratus ahead of a warm front or low-pressure area, which sometimes does.

Mid-level

Sunrise scene giving a shine to an altocumulus stratiformis perlucidus cloud (see also 'species and varieties')

Nonvertical clouds in the middle level are prefixed by alto-, yielding the genus names altocumulus (Ac) for stratocumuliform types and altostratus (As) for stratiform types. These clouds can form as low as 2.000 m (6.500 ft) above surface at any latitude, but may be based as high as 4.000 m (13.000 ft) near the poles, 7.000 m (23.000 ft) at midlatitudes, and 7.600 m (25.000 ft) in the tropics. As with high clouds, the main genus types are easily identified by the human eye, but distinguishing between them using satellite photography alone is not possible. When the supporting data of human observations are not available, these clouds are usually collectively identified as middle-type on satellite images.

• Genus altocumulus (Ac):

This is a midlevel cloud layer of limited convection that is usually appears in the form of irregular patches or more extensive sheets arranged in groups, lines, or waves. Altocumulus may occasionally resemble cirrocumulus, but is usually thicker and composed of a mix of water droplets and ice crystals, so the bases show at least some light-grey shading. Altocumulus can produce virga, very light precipitation that evaporates before reaching the ground.

• Genus altostratus (As):

Altostratus translucidus near top of photo merging into altostratus opacus near bottom

Altostratus is a midlevel opaque or translucent nonconvective veil of grey/blue-grey cloud that often forms along warm fronts and around low-pressure areas. Altostratus is usually composed of water droplets, but may be mixed with ice crystals at higher altitudes. Widespread opaque altostratus can produce light continuous or intermittent precipitation.

Low-level

Cumulus humilis clouds over Jakarta, Indonesia

Low clouds are found from near the surface up to 2.000 m (6.500 ft). Genus types in this level either have no prefix or carry one that refers to a characteristic other than altitude. Clouds that form in the low level of the troposphere are generally of larger structure than those that form in the middle and high levels, so they can usually be identified by their forms and genus types using satellite photography alone.

Stratocumulus stratiformis perlucidus over Galapagos, Tortuga Bay (see also 'species and varieties')

• Genus stratocumulus (Sc):

This genus type is a stratocumuliform cloud layer of limited convection, usually in the form of irregular patches or more extensive sheets similar to altocumulus but having larger elements with deeper-gray shading. Stratocumulus is often present during wet weather originating from other rain clouds, but can only produce very light precipitation on its own.

• Genus cumulus (Cu); species humilis – little vertical extent:

These are small detached fair-weather cumuliform clouds that have nearly horizontal bases and flattened tops, and do not produce rain showers.

• Genus stratus (St):

Stratus nebulosus translucidus

This is a flat or sometimes ragged nonconvective stratiform type that sometimes resembles elevated fog. Only very weak precipitation can fall from this cloud, usually drizzle or snow grains. When a very low stratus cloud subsides to surface level, it loses its Latin terminology and is given the common name fog if the prevailing surface visibility is less than 1 km. If the visibility is 1 km or higher, the visible condensation is termed mist.

Multi-level or moderate vertical

Deep multi-level nimbostratus cloud covering the sky with a scattered layer of low stratus fractus pannus (see also 'species' and 'supplementary features' sections)

Cumulus humilis and cumulus mediocris with stratocumulus stratiformis perlucidus in the foreground (see also 'species and varieties')

These clouds have low- to mid-level bases that form anywhere from near the surface to about 2.400 m (8.000 ft) and tops that can extend into the mid-altitude range and sometimes higher in the case of nimbostratus.

• Genus nimbostratus (Ns); multi-level:

This is a diffuse, dark grey, multi-level stratiform layer with great horizontal extent and usually moderate to deep vertical development that looks feebly illuminated from the inside. Nimbostratus normally forms from mid-level altostratus, and develops at least moderate vertical extent when the base subsides into the low level during precipitation that can reach moderate to heavy intensity. It achieves even greater vertical development when it simultaneously grows upward into the high level due to large-scale frontal or cyclonic lift. The nimbo- prefix refers to its ability to produce continuous rain or snow over a wide area, especially ahead of a warm front. This thick cloud layer lacks any towering structure of its own, but may be accompanied by embedded towering cumuliform or cumulonimbiform types. Meteorologists affiliated with the World Meteorological Organization (WMO) officially classify nimbostratus as mid-level for synoptic purposes while informally characterizing it as multi-level. Independent meteorologists and educators appear split between those who largely follow the WMO model and those who classify nimbostratus as low-level, despite its considerable vertical extent and its usual initial formation in the middle altitude range.

• Genus cumulus (Cu); species mediocris – moderate vertical extent:

These cumuliform clouds of free convection have clear-cut, medium-grey, flat bases and white, domed tops in the form of small sproutings and generally do not produce precipitation. They usually form in the low level of the troposphere except during conditions of very low relative humidity, when the clouds bases can rise into the middle-altitude range. Cumulus mediocris is officially classified as low-level and more informally characterized as having moderate vertical extent that can involve more than one altitude level.

Towering vertical

Xem thêm: Atmospheric convection

Towering vertical cumulus congestus embedded within a layer of cumulus mediocris: Higher layer of stratocumulus stratiformis perlucidus.

Progressive evolution of a single cell thunderstorm

These very large cumuliform and cumulonimbiform types have cloud bases in the same low- to mid-level range as the multi-level and moderate vertical types, but the tops nearly always extend into the high levels. Unlike less vertically developed clouds, they are required to be identified by their standard names or abbreviations in all aviation observations (METARS) and forecasts (TAFS) to warn pilots of possible severe weather and turbulence.

• Genus cumulus (Cu); species congestus – great vertical extent:

Increasing airmass instability can cause free-convective cumulus to grow very tall to the extent that the vertical height from base to top is greater than the base-width of the cloud. The cloud base takes on a darker grey coloration and the top commonly resembles a cauliflower. This cloud type can produce moderate to heavy showers and is designated Towering cumulus (Tcu) by the International Civil Aviation Organization (ICAO).

• Genus cumulonimbus (Cb):

Isolated cumulonimbus cloud over the Mojave Desert, releasing a heavy shower

This genus type is a heavy, towering, cumulonimbiform mass of free-convective cloud with a dark-grey to nearly black base and a very high top in the form of a mountain or huge tower. Cumulonimbus can produce thunderstorms, local very heavy downpours of rain that may cause flash floods, and a variety of types of lightning including cloud-to-ground that can cause wildfires. Other convective severe weather may or may not be associated with thunderstorms and include heavy snow showers, hail, strong wind shear, downbursts, and tornadoes. Of all these possible cumulonimbus-related events, lightning is the only one of these that requires a thunderstorm to be taking place since it is the lightning that creates the thunder. Cumulonimbus clouds can form in unstable airmass conditions, but tend to be more concentrated and intense when they are associated with unstable cold fronts.

Species

Genus types are commonly divided into subtypes called species that indicate specific structural details which can vary according to the stability and windshear characteristics of the atmosphere at any given time and location. Despite this hierarchy, a particular species may be a subtype of more than one genus, especially if the genera are of the same physical form and are differentiated from each other mainly by altitude or level. There are a few species, each of which can be associated with genera of more than one physical form. The species types are grouped below according to the physical forms and genera with which each is normally associated. The forms, genera, and species are listed from left to right in approximate ascending order of instability or convective activity.

Forms and levels	Stratiform non-convective	Cirriform mostly nonconvective	Stratocumuliform limited-convective	Cumuliform free-convective	Cumulonimbiform strong convective
High-level	Cirrostratus * nebulosus * fibratus	Cirrus non-convective * uncinus * fibratus * spissatus limited convective * castellanus * floccus	Cirrocumulus * stratiformis * lenticularis * castellanus * floccus
Mid-level	Altostratus * no differentiated species (always nebulous)		Altocumulus * stratiformis * lenticularis * castellanus * floccus * volutus
Low-level	Stratus * nebulosus * fractus		Stratocumulus * stratiformis * lenticularis * castellanus * floccus * volutus	Cumulus * humilis * fractus
Multi-level or moderate vertical	Nimbostratus * no differentiated species (always nebulous)			Cumulus * mediocris
Towering vertical				Cumulus * congestus	Cumulonimbus * calvus * capillatus

Stable or mostly stable

Of the non-convective stratiform group, high-level cirrostratus comprises two species. Cirrostratus nebulosus has a rather diffuse appearance lacking in structural detail. Cirrostratus fibratus is a species made of semi-merged filaments that are transitional to or from cirrus. Mid-level altostratus and multi-level nimbostratus always have a flat or diffuse appearance and are therefore not subdivided into species. Low stratus is of the species nebulosus except when broken up into ragged sheets of stratus fractus (see below).

Cirriform clouds have three non-convective species that can form in stable airmass conditions. Cirrus fibratus comprise filaments that may be straight, wavy, or occasionally twisted by wind shear. The species uncinus is similar but has upturned hooks at the ends. Cirrus spissatus appear as opaque patches that can show light grey shading.

Tập tin:Lenticular Cloud in Wyoming 0034b.jpg

Altocumulus lenticularis forming over mountains in Wyoming with lower layer of cumulus mediocris and higher layer of cirrus spissatus

Stratocumuliform genus-types (cirrocumulus, altocumulus, and stratocumulus) that appear in mostly stable air with limited convection have two species each. The stratiformis species normally occur in extensive sheets or in smaller patches where there is only minimal convective activity. Clouds of the lenticularis species tend to have lens-like shapes tapered at the ends. They are most commonly seen as orographic mountain-wave clouds, but can occur anywhere in the troposphere where there is strong wind shear combined with sufficient airmass stability to maintain a generally flat cloud structure. These two species can be found in the high, middle, or low levels of the troposphere depending on the stratocumuliform genus or genera present at any given time.

Ragged

The species fractus shows variable instability because it can be a subdivision of genus-types of different physical forms that have different stability characteristics. This subtype can be in the form of ragged but mostly stable stratiform sheets (stratus fractus) or small ragged cumuliform heaps with somewhat greater instability (cumulus fractus). When clouds of this species are associated with precipitating cloud systems of considerable vertical and sometimes horizontal extent, they are also classified as accessory clouds under the name pannus (see section on supplementary features).

Partly unstable

Example of a castellanus cloud formation

These species are subdivisions of genus types that can occur in partly unstable air with limited convection. The species castellanus appears when a mostly stable stratocumuliform or cirriform layer becomes disturbed by localized areas of airmass instability, usually in the morning or afternoon. This results in the formation of embedded cumuliform buildups arising from a common stratiform base. Castellanus resembles the turrets of a castle when viewed from the side, and can be found with stratocumuliform genera at any tropospheric altitude level and with limited-convective patches of high-level cirrus. Tufted clouds of the more detached floccus species are subdivisions of genus-types which may be cirriform or stratocumuliform in overall structure. They are sometimes seen with cirrus, cirrocumulus, altocumulus, and stratocumulus.

A newly recognized species of stratocumulus or altocumulus has been given the name volutus, a roll cloud that can occur ahead of a cumulonimbus formation. There are some volutus clouds that form as a consequence of interactions with specific geographical features rather than with a parent cloud. Perhaps the strangest geographically specific cloud of this type is the Morning Glory, a rolling cylindrical cloud that appears unpredictably over the Gulf of Carpentaria in Northern Australia. Associated with a powerful "ripple" in the atmosphere, the cloud may be "surfed" in glider aircraft.

Unstable or mostly unstable

More general airmass instability in the troposphere tends to produce clouds of the more freely convective cumulus genus type, whose species are mainly indicators of degrees of atmospheric instability and resultant vertical development of the clouds. A cumulus cloud initially forms in the low level of the troposphere as a cloudlet of the species humilis that shows only slight vertical development. If the air becomes more unstable, the cloud tends to grow vertically into the species mediocris, then strongly convective congestus, the tallest cumulus species which is the same type that the International Civil Aviation Organization refers to as 'towering cumulus'.

Cumulus mediocris cloud, about to turn into a cumulus congestus

With highly unstable atmospheric conditions, large cumulus may continue to grow into even more strongly convective cumulonimbus calvus (essentially a very tall congestus cloud that produces thunder), then ultimately into the species capillatus when supercooled water droplets at the top of the cloud turn into ice crystals giving it a cirriform appearance.

Varieties

Genus and species types are further subdivided into varieties whose names can appear after the species name to provide a fuller description of a cloud. Some cloud varieties are not restricted to a specific altitude level or form, and can therefore be common to more than one genus or species.

Opacity-based

A layer of stratocumulus stratiformis perlucidus hiding the setting sun with a background layer of stratocumulus cumulogenitus resembling distant mountains.

All cloud varieties fall into one of two main groups. One group identifies the opacities of particular low and mid-level cloud structures and comprises the varieties translucidus (thin translucent), perlucidus (thick opaque with translucent or very small clear breaks), and opacus (thick opaque). These varieties are always identifiable for cloud genera and species with variable opacity. All three are associated with the stratiformis species of altocumulus and stratocumulus. However, only two varieties are seen with altostratus and stratus nebulosus whose uniform structures prevent the formation of a perlucidus variety. Opacity-based varieties are not applied to high clouds because they are always translucent, or in the case of cirrus spissatus, always opaque.

Pattern-based

Cirrus fibratus radiatus over ESO's La Silla Observatory

A second group describes the occasional arrangements of cloud structures into particular patterns that are discernible by a surface-based observer (cloud fields usually being visible only from a significant altitude above the formations). These varieties are not always present with the genera and species with which they are otherwise associated, but only appear when atmospheric conditions favor their formation. Intortus and vertebratus varieties occur on occasion with cirrus fibratus. They are respectively filaments twisted into irregular shapes, and those that are arranged in fishbone patterns, usually by uneven wind currents that favor the formation of these varieties. The variety radiatus is associated with cloud rows of a particular type that appear to converge at the horizon. It is sometimes seen with the fibratus and uncinus species of cirrus, the stratiformis species of altocumulus and stratocumulus, the mediocris and sometimes humilis species of cumulus, and with the genus altostratus.

Altocumulus stratiformis duplicatus at sunrise in the California Mojave Desert, USA (higher layer orange to white; lower layer grey)

Another variety, duplicatus (closely spaced layers of the same type, one above the other), is sometimes found with cirrus of both the fibratus and uncinus species, and with altocumulus and stratocumulus of the species stratiformis and lenticularis. The variety undulatus (having a wavy undulating base) can occur with any clouds of the species stratiformis or lenticularis, and with altostratus. It is only rarely observed with stratus nebulosus. The variety lacunosus is caused by localized downdrafts that create circular holes in the form of a honeycomb or net. It is occasionally seen with cirrocumulus and altocumulus of the species stratiformis, castellanus, and floccus, and with stratocumulus of the species stratiformis and castellanus.

Combinations

It is possible for some species to show combined varieties at one time, especially if one variety is opacity-based and the other is pattern-based. An example of this would be a layer of altocumulus stratiformis arranged in seemingly converging rows separated by small breaks. The full technical name of a cloud in this configuration would be altocumulus stratiformis radiatus perlucidus, which would identify respectively its genus, species, and two combined varieties.

Accessory clouds, supplementary features, and other derivative types

Xem thêm: List of cloud types

Supplementary features and accessory clouds are not further subdivisions of cloud types below the species and variety level. Rather, they are either hydrometeors or special cloud types with their own Latin names that form in association with certain cloud genera, species, and varieties. Supplementary features, whether in the form of clouds or precipitation, are directly attached to the main genus-cloud. Accessory clouds, by contrast, are generally detached from the main cloud.

Precipitation-based supplementary features

One group of supplementary features are not actual cloud formations, but precipitation that falls when water droplets or ice crystals that make up visible clouds have grown too heavy to remain aloft. Virga is a feature seen with clouds producing precipitation that evaporates before reaching the ground, these being of the genera cirrocumulus, altocumulus, altostratus, nimbostratus, stratocumulus, cumulus, and cumulonimbus.

When the precipitation reaches the ground without completely evaporating, it is designated as the feature praecipitatio. This normally occurs with altostratus opacus, which can produce widespread but usually light precipitation, and with thicker clouds that show significant vertical development. Of the latter, upward-growing cumulus mediocris produces only isolated light showers, while downward growing nimbostratus is capable of heavier, more extensive precipitation. Towering vertical clouds have the greatest ability to produce intense precipitation events, but these tend to be localized unless organized along fast-moving cold fronts. Showers of moderate to heavy intensity can fall from cumulus congestus clouds. Cumulonimbus, the largest of all cloud genera, has the capacity to produce very heavy showers. Low stratus clouds usually produce only light precipitation, but this always occurs as the feature praecipitatio due to the fact this cloud genus lies too close to the ground to allow for the formation of virga.

Cloud-based supplementary features

Incus is the most type-specific supplementary feature, seen only with cumulonimbus of the species capillatus. A cumulonimbus incus cloud top is one that has spread out into a clear anvil shape as a result of rising air currents hitting the stability layer at the tropopause where the air no longer continues to get colder with increasing altitude.

The mamma feature forms on the bases of clouds as downward-facing bubble-like protuberances caused by localized downdrafts within the cloud. It is also sometimes called mammatus, an earlier version of the term used before a standardization of Latin nomenclature brought about by the World Meteorological Organization during the 20th century. The best-known is cumulonimbus with mammatus, but the mamma feature is also seen occasionally with cirrus, cirrocumulus, altocumulus, altostratus, and stratocumulus.

A tuba feature is a cloud column that may hang from the bottom of a cumulus or cumulonimbus. A newly formed or poorly organized column might be comparatively benign, but can quickly intensify into a funnel cloud or tornado.

An arcus feature is a roll cloud with ragged edges attached to the lower front part of cumulus congestus or cumulonimbus that forms along the leading edge of a squall line or thunderstorm outflow. A large arcus formation can have the appearance of a dark menacing arch.

Several new supplementary features have been formally recognized by the World Meteorological Organization (WMO). The feature fluctus can form under conditions of strong atmospheric wind shear when a stratocumulus, altocumulus, or cirrus cloud breaks into regularly spaced crests. This variant is sometimes known informally as a Kelvin–Helmholtz (wave) cloud. This phenomenon has also been observed in cloud formations over other planets and even in the sun's atmosphere. Another highly disturbed but more chaotic wave-like cloud feature associated with stratocumulus or altocumulus cloud has been given the Latin name asperitas. The supplementary feature cavum is a circular fall-streak hole that occasionally forms in a thin layer of supercooled altocumulus or cirrocumulus. Fall streaks consisting of virga or wisps of cirrus are usually seen beneath the hole as ice crystals fall out to a lower altitude. This type of hole is usually larger than typical lacunosus holes. A murus feature is a cumulonimbus wall cloud with a lowering, rotating cloud base than can lead to the development of tornadoes. A cauda feature is a tail cloud that extends horizontally away from the murus cloud and is the result of air feeding into the storm.

Accessory clouds

Supplementary cloud formations detached from the main cloud are known as accessory clouds. The heavier precipitating clouds, nimbostratus, towering cumulus (cumulus congestus), and cumulonimbus typically see the formation in precipitation of the pannus feature, low ragged clouds of the genera and species cumulus fractus or stratus fractus.

A group of accessory clouds comprise formations that are associated mainly with upward-growing cumuliform and cumulonimbiform clouds of free convection. Pileus is a cap cloud that can form over a cumulonimbus or large cumulus cloud, whereas a velum feature is a thin horizontal sheet that sometimes forms like an apron around the middle or in front of the parent cloud. An accessory cloud recently officially recognized the World meteorological Organization is the flumen, also known more informally as the beaver's tail. It is formed by the warm, humid inflow of a super-cell thunderstorm, and can be mistaken for a tornado. Although the flumen can indicate a tornado risk, it is similar in appearance to pannus or scud clouds and does not rotate.

Mother clouds

Cumulus partly spreading into stratocumulus cumulogenitus over the port of Piraeus in Greece

Clouds initially form in clear air or become clouds when fog rises above surface level. The genus of a newly formed cloud is determined mainly by air mass characteristics such as stability and moisture content. If these characteristics change over time, the genus tends to change accordingly. When this happens, the original genus is called a mother cloud. If the mother cloud retains much of its original form after the appearance of the new genus, it is termed a genitus cloud. One example of this is stratocumulus cumulogenitus, a stratocumulus cloud formed by the partial spreading of a cumulus type when there is a loss of convective lift. If the mother cloud undergoes a complete change in genus, it is considered to be a mutatus cloud.

Cumulonimbus mother cloud dissipating into stratocumulus cumulonimbogenitus at dusk

Other genitus and mutatus clouds

The genitus and mutatus categories have been expanded to include certain types that do not originate from pre-existing clouds. The term flammagenitus (Latin for 'fire-made') applies to cumulus congestus or cumulonimbus that are formed by large scale fires or volcanic eruptions. Smaller low-level "pyrocumulus" or "fumulus" clouds formed by contained industrial activity are now classified as cumulus homogenitus (Latin for 'man-made'). Contrails formed from the exhaust of aircraft flying in the upper level of the troposphere can persist and spread into formations resembling cirrus which are designated cirrus homogenitus. If a cirrus homogenitus cloud changes fully to any of the high-level genera, they are termed cirrus, cirrostratus, or cirrocumulus homomutatus. Stratus cataractagenitus (Latin for 'cataract-made') are generated by the spray from waterfalls. Silvagenitus (Latin for 'forest-made') is a stratus cloud that forms as water vapor is added to the air above a forest canopy.

Stratocumulus fields

Stratocumulus clouds can be organized into "fields" that take on certain specially classified shapes and characteristics. In general, these fields are more discernible from high altitudes than from ground level. They can often be found in the following forms:

• Actinoform, which resembles a leaf or a spoked wheel.
• Closed cell, which is cloudy in the center and clear on the edges, similar to a filled honeycomb.
• Open cell, which resembles an empty honeycomb, with clouds around the edges and clear, open space in the middle.

Vortex streets

Bài chi tiết: Karman vortex street

Cirrus fibratus intortus formed into a Kármán vortex street at evening twilight

These patterns are formed from a phenomenon known as a Kármán vortex which is named after the engineer and fluid dynamicist Theodore von Kármán,. Wind driven clouds can form into parallel rows that follow the wind direction. When the wind and clouds encounter high elevation land features such as a vertically prominent islands, they can form eddies around the high land masses that give the clouds a twisted appearance.

Sự hình thành mây và các thuộc tính

Một loạt các đám mây hình thành.

Mây được tạo thành trong những khu vực không khí ẩm bị làm lạnh, nói chung là do bay lên. Nó có thể xảy ra:

• Cùng với frông nóng và frông lạnh,
• Khi không khí chuyển động lên trên các dãy núi và bị làm lạnh khi nó lên cao hơn trong khí quyển (sự nâng sơn căn),
• Khi không khí ấm thổi qua bề mặt lạnh hơn, chẳng hạn mặt nước.

Mây tương đối nặng. Nước trong các đám mây điển hình có thể có khối lượng hàng triệu tấn, mặc dù mỗi mét khối mây chứa chỉ khoảng 5 gam nước. Các giọt nước trong mây nặng hơn hơi nước khoảng 1.000 lần, vì thế chúng nặng hơn không khí. Lý do tại sao chúng không rơi, mà lại được giữ trong khí quyển là các giọt nước lỏng được bao quanh bởi không khí ấm. Không khí bị ấm lên do năng lượng nhiệt giải phóng khi nước ngưng tụ từ hơi nước. Do các giọt nước rất nhỏ, chúng "dính" với không khí ấm. Khi mây được tạo thành, không khí ấm mở rộng hơn là giảm thể tích sau khi hơi nước ngưng tụ, làm cho các đám mây bị đẩy lên cao, và sau đó mật độ riêng của mây giảm tới mức mật độ trung bình của không khí và mây trôi đi trong không khí.

Hình thái thực thụ của mây được tạo ra phụ thuộc vào cường độ lực nâng và phụ thuộc vào sự ổn định của không khí. Trong các điều kiện khi sự không ổn định của sự đối lưu thống lĩnh thì sự tạo thành các đám mây theo chiều thẳng đứng được hình thành. Không khí ổn định tạo ra chủ yếu là các đám mây thuần nhất theo chiều ngang. Sự nâng lên theo các phrông tạo ra các hình thái khác nhau của mây, phụ thuộc vào thành phần của các phrông này (dạng ana hay dạng kata của phrông ấm hay phrông lạnh). Sự nâng sơn căn cũng tạo ra các hình thái khác nhau của mây, phụ thuộc vào sự ổn định của không khí, mặc dù mây chóp và các mây sóng là đặc thù của các loại mây sơn căn.

Các hình thức và cấp độ	Stratiform không đối lưu	Cirriform chủ yếu là không hoạt động	Stratocumuliform giới hạn-đối lưu	Cumuliform - tự do đối lưu	Cumulonimbiform đối lưu mạnh
Cực cấp	PMC: Noctilucent veils	Dạ quang cuồn cuộn hay quay cuồng	Dải dạ quang
Rất cao cấp	Axit nitric và nước PSC	Dạng hình tròn xà cừ PSC	Dạng thấu kính đám mây xà cừ PSC
Cấp độ cao	Cirrostratus	Cirrus	Cirrocumulus
Mức giữa	Altostratus		Altocumulus
Cấp thấp	Stratus		Stratocumulus	Cumulus humilis hoặc fractus
Đa cấp hoặc dọc vừa phải	Nimbostratus			Cumulus tầm thường
Thẳng đứng cao chót vót				Cumulus congestus	Cumulonimbus
Mức độ bề mặt	Fog hoặc mist

Các thuộc tính của mây (chủ yếu là suất phản chiếu của chúng và tỷ lệ tạo mưa) là phụ thuộc rất lớn vào kích thước của các giọt nước và cách mà các hạt này kết dính với nhau. Điều này lại chịu ảnh hưởng của số hạt nhân ngưng tụ mây hiện diện trong không khí. Vì sự phụ thuộc này, cũng như sự thiếu vắng các quan sát khí hậu toàn cầu, các đám mây là rất khó để tham số hóa trong các mô hình khí hậu và là nguyên nhân bất hòa trong các tranh luận về sự ấm toàn cầu.

Sự ngưng tụ của hơi nước thành nước lỏng hay nước đá diễn ra ban đầu xung quanh một số loại hạt siêu nhỏ các chất rắn gọi là trung tâm ngưng tụ hay trung tâm đóng băng. Trong giai đoạn này các hạt rất nhỏ và các va chạm hay tổ hợp không thể là các yếu tố cơ bản của sự lớn lên. Điều diễn ra được gọi là "nguyên lý Bergeron". Cơ chế này dựa trên nguyên lý áp suất cục bộ của nước đá bão hòa là thấp hơn của nước lỏng, điều này có nghĩa là nó ở trạng thái giữa của sự tồn tại đồng thời cả tinh thể nước đá và các giọt nước lỏng siêu lạnh.

Phân loại mây

Các loại, tầng mây

Các đám mây được chia thành hai loại hình chính: mây lớp hay mây đối lưu. Chúng được gọi là mây tầng (Stratus, từ tiếng Latinh có nghĩa là tầng, lớp) và mây tích (Cumulus, từ tiếng Latinh có nghĩa là tích lũy, chồng đống). Hai dạng chính này được chia thành bốn nhóm nhỏ phân biệt theo cao độ của mây. Các đám mây được phân loại theo cao độ gốc của mây, không phải là đỉnh của nó. Hệ thống này được Luke Howard giới thiệu năm 1802 trong thuyết trình của hội Askesian.

Mây cao (họ A)

Các hình thái này ở trên 5.000 m (16.500 ft), trong đới lạnh của tầng đối lưu. Chúng được biểu thị bởi tiền tố cirro- hay cirrus, nghĩa là mây ti. Ở cao độ này nước gần như đóng băng hoàn toàn vì thế mây là các tinh thể nước đá. Các đám mây có xu hướng là mỏng và yếu và thông thường là trong suốt.

Các mây trong họ A bao gồm:

• Mây ti (Cirrus)
• Cirrus uncinus
• Cirrus Kelvin-Helmholtz
• Mây ti tầng (Cirrostratus)
• Mây ti tích (Cirrocumulus)
• Cumulonimbus với pileus
• Vệt ngưng tụ (Contrail)

Vệt ngưng tụ là kiểu mây dài và mỏng được tạo ra như là kết quả của sự bay qua của máy bay phản lực ở cao độ lớn.

Mây trung bình (họ B)

Mây trung tích

Các loại mây này chủ yếu ở cao độ khoảng 2.000 đến 5.000 m (6.500 đến 16.500 ft) và được biểu thị với tiền tố alto- (gốc Latinh, nghĩa là "cao"). Chúng thông thường là các giọt nước siêu lạnh.

Các mây trong họ B bao gồm:

• Mây trung tầng (Altostratus)
• Altostratus undulatus
• Mây trung tích (Altocumulus)
• Altocumulus undulatus
• Altocumulus mackerel sky
• Altocumulus castellanus
• Mây hình hột đậu

Mây thấp (họ C)

một số mây thấp

Chúng được tạo ra dưới 2.000 m (6.500 ft) và bao gồm mây tầng (đặc và xám). Khi các mây tầng tiếp xúc với mặt đất, chúng được gọi là sương mù.

Các mây trong họ C bao gồm:

• Mây tầng (Stratus); không dày, độ cao thấp.
• Mây vũ tầng (Nimbostratus); rất dày, độ cao thấp đến trung bình.
• Cumulus humilis
• Cumulus mediocris
• Mây tầng tích (Stratocumulus)

Các đám mây thẳng đứng (họ D)

Đám mây vũ tích (Cumulonimbus) có khí lưu thốc mạnh lên cao.

Các mây này có thể có hướng thẳng đứng lên trên, rất cao so với gốc của chúng và có thể hình thành ở bất kỳ độ cao nào.

Các mây trong họ D bao gồm:

• Mây vũ tích (Cumulonimbus, liên kết với sự ngưng tụ nặng và mưa dông)
• Cumulus congestus
• Pyrocumulus
• Cumulonimbus incus
• Cumulonimbus calvus
• Cumulonimbus với mammatus

Các loại mây khác

Có một số mây có thể tìm thấy ở phía trên tầng đối lưu; chúng bao gồm mây xà cừ và mây dạ quang, chúng hình thành ở tầng bình lưu và tầng trung lưu.

Màu sắc mây

Một ví dụ về màu sắc của mây.

Màu sắc của mây cho ta biết nhiều về những gì đang diễn ra trong mây.

Mây tạo thành khi hơi nước bốc lên, gặp lạnh và ngưng tụ trong không khí như những giọt nhỏ. Các hạt nhỏ này là tương đối đặc và ánh sáng không thể đi sâu vào trong mây trước khi nó bị phản xạ ra ngoài, tạo cho mây có màu đặc trưng là màu trắng. Khi mây dày hơn, các giọt có thể liên kết lại để tạo ra các giọt to hơn, sau đó khi đủ lớn, chúng rơi xuống đất như là mưa. Trong quá trình tích lũy, không gian giữa các giọt trở nên lớn dần lên, cho phép ánh sáng đi sâu hơn nữa vào trong mây. Nếu như mây đủ lớn, và các giọt nước đủ xa nhau, thì sẽ có rất ít ánh sáng mà đã đi vào trong mây là có khả năng phản xạ ngược trở lại ra ngoài trước khi chúng bị hấp thụ. Quá trình phản xạ/hấp thụ này là cái dẫn đến một loạt các loại màu khác nhau của mây, từ trắng tới xám và đen.

Các màu khác xuất hiện tự nhiên trong mây. Màu xám ánh lam là kết quả của tán xạ ánh sáng trong mây. Trong quang phổ, màu lam và lục là có bước sóng tương đối ngắn, trong khi đỏ và vàng là có bước sóng dài. Các tia sóng ngắn dễ dàng bị tán xạ bởi các giọt nước, và các tia sóng dài dễ bị hấp thụ. Màu xám ánh lam là chứng cứ cho thấy sự tán xạ được tạo ra bởi các giọt nước có kích thước đạt tới mức độ tạo mưa có trong mây.

Những màu xấu được quan sát trước khi có những hiện tượng thời tiết khắc nghiệt. Màu ánh lục của mây được tạo ra khi ánh sáng bị tán xạ bởi nước đá. Các đám mây cumulonimbus có màu ánh lục là dấu hiệu của mưa to, mưa đá, gió mạnh và có thể là vòi rồng.

Màu mây ánh vàng hiếm hơn, nhưng có thể diễn ra trong các tháng từ cuối mùa xuân đến đầu mùa thu do cháy rừng. Màu vàng có lẽ tạo ra do sự hiện diện của khói.

Mây đỏ, da cam, hồng xảy ra chủ yếu vào lúc bình minh hay hoàng hôn, và chúng là kết quả của sự tán xạ ánh sáng của khí quyển. Mây tự bản thân nó không có những màu này, chúng chỉ phản xạ các tia sóng dài (không tán xạ) của ánh sáng là những bước sóng chính trong khoảng thời gian đó. Buổi chiều trước khi có vòi rồng ở Edmonton, Alberta năm 1987, người dân Edmonton đã quan sát thấy màu đỏ về phía mặt trời của các đám mây và màu đen thẫm về phía tối của chúng. Trong trường hợp này, ngạn ngữ "bầu trời đỏ buổi đêm, thủy thủ vui sướng" (red sky at night, sailor's delight) là hoàn toàn sai.

Sự mờ toàn cầu

Gần đây, người ta nhận ra hiện tượng sự mờ toàn cầu được cho là sinh ra bởi sự thay đổi hệ số phản xạ ánh sáng của các đám mây do sự có mặt ngày càng tăng của các hạt treo lơ lửng và các loại hạt khác trong khí quyển.

Xem thêm

Threatening low clouds

• Khoa học mây
• Albedo mây
• Gốc mây
• Dạng mây
• Sương mù
• Sự ngưng tụ
• Vòi rồng
• Bão
• Gió mùa
• Mưa
• Mưa dông

Liên kết ngoài

• Australia Severe Weather: cloud classification system Lots of photos. Click on the thumbnail to get a bigger image.
• Chitambo Clouds – Clouds and other meteorological phenomena Lưu trữ 2010-01-07 tại Wayback Machine - photographs and information on different types of clouds