观测穿洞云（穴状云）
cav · 特殊 · 2026 年 10 月 15 日 · 撰文
穿洞云：被飞机在云上打出的一个洞
穿洞云是薄薄的中层云中出现的一个圆形或椭圆形缺口，下方常常悬着一缕纤细的冰晶尾迹。它是极少数几乎可以肯定由人为造成云特征之一，同时也是对一个同样支配着自然降水的物理过程极为出色的演示。
Cavum
穿洞云（穴状云）
- 高度带
- 特殊
- 高度
- 2 km – 8 km
- 代码
- cav
- 季节窗口
- 穿洞云全年可见，但在冬季和早春最容易被注意到，此时中纬度含有过冷水的高积云层最常见。 (一月、二月、三月、十一月、十二月)
- 发布日期
- 2026 年 10 月 15 日
- 撰文
天气线索
出现穿洞云说明头顶的云层由过冷水组成，因而对任何扰动都不稳定。如果这层云随后增厚进入锋面序列，它产生的降水可能以雪开始，即使地面气温在冰点以上。
如何观测
- 用固定地物测量洞的视直径，十分钟后再测一次。
- 寻找穿过两个或更多洞的一条微弱直线；那就是飞行路径。
- 先确认那一层是高积云还是卷积云——穿洞云只在过冷水云层中形成。
- 立刻拍照；多数穿洞云在 20–30 分钟内就会消失或失去形状。
机制，逐步拆解
云必须是对的那一种：一层含有过冷水滴、温度大约在 0 °C 到 −15 °C 之间的高积云或卷积云。处于这种状态的水是液态但低于冰点，它不稳定——只要给它一个凝结核或足够强的扰动，它就会冻结。
飞机穿过这一层时，其翼尖和螺旋桨后方会产生突然的压降与降温，足以让少量水滴冻结。这些冰晶随后通过收集周围的过冷水而长大，由于冰比水滴重，它以可见尾迹的形式从云层中落下。
随着冰晶下落并收集水分，其周围的水滴被消耗掉，那一块云随之蒸发。因此这个洞会从最初的冻结点向外扩大——这就是为什么穿洞云几乎是完美的圆形，并能在 30 分钟内扩展到几公里宽。
你实际看到的东西
从地面看，成熟的穿洞云由三个部分组成，认出这三部分就能确认这个判断。
| 组成部分 | 外观 | 成因 |
|---|---|---|
| 洞 | 边缘锐利的圆形或椭圆形缺口 | 过冷水滴在被动收集后蒸发 |
| 尾迹 | 洞下方悬着的一缕纤维状冰晶 | 冰晶从云层中落下 |
| 洞缘 | 洞周围的云缘，常比其余部分更亮 | 边缘残余的水滴，处于逆光 |
| 云中直线 | 穿过洞口有时可见的微弱直线 | 飞机的飞行路径 |
这与真实的云有什么关系
−10 °C 下的过冷水并不是奇特的实验室条件；在中层云、高层云以及冬季风暴的云顶，它是常态。让穿洞云形成的这套收集过程，同样也是自然降水的形成过程：冷云中的冰晶通过收集过冷水滴而长大，直到重到足以落下。这称为贝吉龙过程，中纬度的大部分雨和雪都是这样开始的。
区别只在于「谁启动了它」。在自然云中，那是一颗尘埃粒子、一颗生物粒子，或一次罕见的自发冻结事件。在穿洞云中，那是一架飞机。云分辨不出其中的差别。
怎样观测并给它计时
穿洞云存在时间短、变化快，因此有用的观测必须包含计时。
记下你第一次看到它时的直径，十分钟后再记一次。一个洞在十分钟内从 200 米长到 2 公里，扩展速率约为 1.5 米/秒，属于典型情况。同时记录是否存在不止一个洞：航线是直线，因此多个洞排成一条直线，就强有力地证明它源于飞机，而非自然的局地冻结。
经验法则
- 穿洞云需要一层温度约在 0 °C 至 −15 °C 之间的过冷水云层。
- 飞机翼尖涡触发冻结，随后冰晶收集水滴使洞向外扩大。
- 同一套收集过程——贝吉龙过程——也是中纬度大部分雨雪的自然形成方式。
- 多个洞排在一条直线上，可确认其成因是飞机。
| 另一云属 | 对照 — 穿洞云（穴状云） |
|---|---|
| 云单体之间的天然缝隙 · A genuine gap between cloud elements | 天然缝隙的边缘不规则，随单体形态走；穿洞云则是一个干净利落地切断单体排列的圆或椭圆。 |
| 航迹云的阴影 · Contrail shadow | 航迹云投下的是线状阴影或留下一条直线，而不是一个下方带冰晶尾迹的圆形缺口。 |
最容易与本云属混淆的两三个云属，以及区分它们的那一个关键特征。
观测问题
穿洞云为什么是圆的？
因为这个过程从最初的冻结点向各个方向大致以恒定速率扩展。洞口随着冰晶下落并收集周围过冷水滴而扩大，而这个过程没有优先方向，所以结果就是一个圆。
必须看到飞机才能确认吗？
不必，通常也看不到。更有力的证据是云层的形态和尾迹：薄薄一层高积云中出现干净的圆形缺口，下方悬着纤维状冰晶尾迹，就足以判定。多个洞排成一条直线则是更有力的证据。