The Annual and Diurnal Variations of Cloud Amounts and Cloud Types at Six Arizona Cities Item Type text; Report Authors Sellers, William D. Publisher Institute of Atmospheric Physics, University of Arizona (Tucson, AZ) Rights Public Domain: This material has been identified as being free of known restrictions under U.S. copyright law, including all related and neighboring rights. Download date 10/10/2021 00:07:56 Item License http://creativecommons.org/publicdomain/mark/1.0/ Link to Item http://hdl.handle.net/10150/634453 UNIVERSITY OF ARIZONA INSTITUTE OF ATMOSPHERIC PHYSICS SCIENTIFIC REPORT NO. 8 THE ANNUAL AND DIURNAL VARIATIONS OF CLOUD AMOUNTS AND CLOUD TYPES AT SIX ARIZONA CITIES William D. Sellers This study was partially supported by the Associated Universities for Research in Astronomy. September 1, 195 8 TABLE OF CONTENTS Page ABSTRACT.. • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • 1• • • • I. IN'l:RODUCTION • ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 1 II. TOPOGRAPHY OF THE SIX ARIZONA CITIES •••••••••••••••••••••••••••••••••• 3 A. Phoenix . ..••....•...••.....................••..................... 3 B. Flagstaff • ...•.................................................... 3 c. Winslow • •.•••.••.••.••.•••.••••••••••••••••••••••••••••...•••••••• 4 D. Prescott . ......................•.......•..••........•...•.•....... 4 E. Tucson • ..••...••.••.•..........•...•.•••..•.••••.••.••...••..•••.• 4 F. Y1.lIIla • ••••••••••• • •••••• • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •5 III. NATlJRE OF THE DMA•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 5 A. Elements . •.••....••••.••......•.•.•.•..••.•.•.•.................•. 5 1. Cloud antou.nt s .•.•••.•....••....••.•.•••••.••••....•••...•.••.. 5 2. Cloud types • ••..•..•..•.•••••.•.•.•.•••.•..•.••....•....•••.•• 6 3. Thun.derstorms ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 10 B. Period of record•••······•··•··•••·••••··••••··•·•···••·••••····•· 10 1. Cloud aDlO'llnt s •••.••••••••..•••.•••••••••••••••.••••••.•••••••• 10 2. Cloud types .•.•.••.••.......•.•.•••.•.••..•.•••..••.••...•...• 12 3. Thunderstorms • ••••••..•••••.•..•••••.••••••••••••••••••••••••• 12 c. Homogeneity of the data ••.••••••••••••••••••••••••.••••••••••••••• 12 1. Changes in observing methods •••••••••••••••••••••••••••••••••• 12 2. Different periods of record for cloud amount and cloud type statistics •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 12 3. The smaller number of observations available for Flagstaff than for the other stations ••••••••••••••••••••••••••••••••••• 16 4. Differences in observing procedures ••••••••••••••••••••••••••• 16 TABLE OF CONTENTS (Cont'd) Page D. Nighttime observations ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 20 DJ. ANNUAL V.ARIATION OF CLOUD .AMOUNTS, CLOUD TYPES, AND THUNDERSTOBMS •••• 21 A. Cloud amollnt s •..•••••...•••..•.••••.••••••.••••.•••••.•.••••..•.• 21 1. Average cloud cover •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 21 2. Frequency of occurrence •••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 22 B. Cloud types and thunderstorms •••••••••••••••••••••••••••••••••••• 23 1. Introduction • ......•....................•..•.........•....... 23 2. Stratocum.ulus . ...••.•.••..•..•.••..•.••.••.•..•.•.•...•..••.. 24 3. Ctunulus • ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 24 4. Cumulonimbus and thunderstorms ••••••••••••••••••••••••••••••• 24 a. Cumulonimbus •••..•...••.•...•.•••••••••.••....••••••••••• 24 b. Thunderstorms ...••••••••••••••••••••••••••••.•••... , ••••• 25 5. Altostr atus . ....•.•.•.....••..•.••.••••...................... 25 6. Altoctnnulus .•...•..••.•••••.••.•.•.••.•••••••••.•.••.•••••.•. 26 7. Cirrus • ..................•...•...•••••.••.•....••... • • • • • • • • • 26 8. Cirro stratus .....•.•...•....•.....•.•.••...•.•.......••.•.••. 27 v. DIURNAL VARIATION OF CLOUD .AMOUNTS, CLOUD TYPES, AND THUNDERSTOBMS .•• 27 A. J aI1uary • ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 27 1. Cloud am.cunts •••.•..•••...••...••••••.•..•.••••••..•...••••••. 27 2. Cloud types .•...••.•.....•.....•••••••.•....•.....•...•.••... 28 B. February . ...••.•••.•...•••.....•••••..•.••.••••....•••••.•..•.•.. 28 1. Cloud amounts ..............••....•..•.....•.•....•........... 28 2. Cloud types •••••••••••••••••• ............................... 29 c. March • •.••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 29 1. Cloud amounts . ...••••.•.•...•....•.••.••••.....•........•.... 29 2. Cloud types . .................•.•.....•••.........••••.......• 30 TABIE OF CONTENTS (Cont'd). ?,age D. April ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 31 1. Cloud am.cunts ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 31 2. Cloud types ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 32 E. May ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• • ••••••• 32 1. Cloud am.o'Unt s ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 32 2. Cloud types ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 33 F. June •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 33 1. Cloud am.ot2nt s ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 33 2. Cloud types ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 34 G. July •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 35 1. Cloud am.cunts ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 35 2. Cloud types ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 36 H. Augu.st •••••••••••••••••••••••••••• • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • 38 1. Cloud amount s • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • 38 2. Cloud types ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 39 I. September ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 40 1. Cloud am.cunt s • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • 4o 2. Cloud types ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 41 J. October ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 42 1. Cloud am.cunt s • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • 42 2. Cloud t)1!> es ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 42 K. November •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 43 1. Cloud am.cunts ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 43 2. Cloud types ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 43 TABLE OF CONTENTS (Cont'd) Page L. December ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 44 1. Cloud amoll?l.t s •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 44 2. Cloud types •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 45 VI. S~Y •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 45 A. Introduction •••••••••••••••.••••••••••••••••••••••••••••••••••• 45 B. Cloud am.ollnt s • , •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 46 c. Cloud types •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 50 1. Stratocumulu s •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 52 2. Cumulus and cumulonimbus ••••••••••••••••••••••••••••••••••• 52 3. Altocllmulu s •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 53 4. Cirrus and cirrostratus •••••••••••••••••••••••••••••••••••• 54 ACirn'OWI.zEDGEl-mNTS. • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • 55 REFERENCES •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• , • • • • • • • • • • • • 56 .APPEND])( • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •, • 57 THE .ANNUAL AND DIURNAL VARIATIONS OF CLOUD AMOUNTS AND CLOUD TYPES AT SIX ARIZONA CITIES ABSTRACT The annual and diurnal variations of cloud types and cloud amounts are des­ cribed for six first-order weather stations in .Arizona. These stations are Flagstaff, Winslow, Prescott, Phoenix, Tucson, and Yuma. Most of the data analysed were obtained on punched-cards from the National Weather Records Center at Asheville, North Carolina. The period of record was from January 1, 1948 through December 31, 1955. This information was supplemented by cloud amount data for the period from July 1, 1956 through March 31, 1958 taken from the supplement to the Local Climatological Data for the six stations. After a brief outline of the terrain features in the vicinity of the stations (section II), the type, quantity, and quality of the data are discussed. Emphasis is put on the homogeneity of the records, both temporally at a single station and spatially from one station to another. In section rv the annual variations of cloud amounts, cloud types, and thunder­ storms are described, without any reference to the more detailed diurnal variations, which are discussed later, month by month, in section V. Part of the summary (section VI) is devoted to an investigation of the re­ lation between the average cloud cover and the frequencies of occurrence of both clear and overcast skies at a "typical" .Arizona city. I. INTRODUCTION. This is the first in a proposed series of papers dealing with the climate of six .Arizona cities, Flagstaff, Winslow, Prescott, Phoenix, Tucson, and Yuma. Be­ cause of the critical water situation in the arid southwest there has long been a need for such a study. However, until the Institute of Atmospheric Physics was established at the University of .Arizona in Tucson in 1954, no group existed within the state which had either the personnel or the equipment available to devote more