Sự khác biệt trong cấu trúc và dạng bề ngoài của mây là do sự khác biệt trong những điều kiện xuất hiện của chúng. Vì vậy, có thể chia mây thành một số loại theo nguồn gốc phát sinh. Người ta phân biệt mây đối lưu hình thành trong khối khí và mây liên quan với front. Loại mây thứ nhất hình thành do những quá trình xảy ra trong khối khí. Loại mây thứ hai hình thành do quá trình liên quan với front, nghĩa là xảy ra trên giới hạn giữa các khối khí.
Trong những khối khí bất ổn định (khối khí lạnh và khối khí địa phương trên lục địa vào mùa hè) sự hình thành mây liên quan với hiện tượng đối lưu phát triển rất mạnh, khi tầng kết bất ổn định (Hình 5.15). Do quá trình lạnh đoạn nhiệt của không khí trong dòng đi lên, mây đối lưu xuất hiện.
Tính trung bình, tốc độ dòng đi lên trong quá trình tạo mây khoảng 3 – 6 m/s, nhưng trong từng trường hợp có thể lớn hơn 10 và thậm chí 20m/s, xung quanh mây thường thấy chuyển động đi xuống yếu hơn.
Chính những quá trình hình thành mây này xác định dạng bề ngoài đặc trưng cho mây tích. Theo bảng phân loại mây quốc tế, trước hết đó là mây tích (Cu), mây này phát triển tiếp có thể trở thành mây vũ tích (Cb).
Sự chuyển biến này xảy ra khi ở phần trên cùng của mây xuất hiện những tinh thể băng hay người ta còn gọi là có hiện tượng băng kết của đỉnh mây.
Xét về bề ngoài, quá trình biểu hiện ở sự mất dạng vòm của đỉnh mây và xuất hiện cấu trúc dạng tơ. Chính quá trình này gây nên mưa rào từ mây vũ tích, trong khi đó mây tích thông thường không cho giáng thuỷ.
Mây vũ tích thậm chí ở vùng ôn đới có trường hợp phát triển tới độ cao 13 km và lan tới tầng bình lưu. ở miền nhiệt đới, mây vũ tích nhiều khi phát triển theo chiều thẳng đứng có thể cao hơn 15 km. Trên biển Đông Việt Nam thám sát bão đã phát hiện mây tích phát triển đến độ cao 22 km.
Kích thước ngang của mây vũ tích đạt tới 15 – 20 km; khi đó mây gồm những nhóm nhỏ riêng biệt tồn tại rất ngắn, khoảng 20 – 30 phút.
Trên hình 5.15 là cấu trúc điển hình của một đám mây dông (Cumulonimbus: Cb) cho mưa rào, dông kèm lốc và mưa đá. Mây có dạng đe ở phần trên, đỉnh mây có phần mây quán tính do chuyển động thăng quán tính khi các phần tử khí tuy không còn dòng khí vẫn bốc lên cao theo quán tính. Vùng không khí giáng cùng với mưa ở vùng trung tâm mây, lạnh đi do giáng thuỷ bốc hơi vượt quá hiệu ứng nóng lên do dòng giáng khi tới mặt đất toả rộng ra và được ngăn cách với không khí tương đối nóng xung quanh tạo nên front lạnh với gió giật nên người ta thường gọi là “front gió giật”. Từ giữa đám mây có một vòi dạng lốc mạnh hạ xuống thấp. Dòng khí nóng đi vào mây dông bốc lên cao rất mạnh, mạnh nhất là dòng từ phía đầu xoáy theo hướng di chuyển của mây đối lưu, trong trường hợp mô tả hình 5.15 là từ phía trái sang phía phải hình vẽ.
Hình 5.15
Sơđồ mây tích gây dông với khối mây tích, front gió giật ở mặt đất, với mưa có cường độ khác nhau ở
các khu vực và mưa đá và vòi rồng ở gần trung tâm cơn dông (Bluestein, 1979)
Điều kiện rất quan trọng để mây đối lưu phát triển mạnh là khối khí phải có tầng kết bất ổn định đến độ cao đáng kể. Điều đó có nghĩa là građien thẳng đứng của nhiệt độ trong khối khí từ phía dưới đến mực ngưng kết (nghĩa là đến mực bắt đầu quá trình hình thành mây) phải lớn hơn hay ít nhất cũng gần bằng građien đoạn nhiệt khô, còn từ phía trên mực ngưng kết thì lớn hơn građien đoạn nhiệt ẩm. Biết nhiệt độ và độẩm không khí ở mặt đất, có thể tính gần đúng (hay xác định bằng biểu đồđoạn nhiệt khô) độ cao mực ngưng kết.
Mực băng kết ởđộ cao có nhiệt độ khoảng – 8oC, –12oC hay thấp hơn. Trước khi đạt tới mực băng kết, mây giữ cấu trúc giọt vẫn là mây tích.
Những lớp nghịch nhiệt hay thậm chí những lớp có građien nhiệt độ thẳng đứng nhỏ, ngăn cản quá trình đối lưu phát triển theo chiều cao. Vì vậy, những lớp này được gọi là những lớp cản.
Khi mây tích phát triển tiếp theo sẽ ngừng lại. Nếu nằm ở dưới thấp, tầng nghịch nhiệt có thể làm ngừng quá trình hình thành mây.
Trong những khối khí lạnh chuyển động trên mặt đất nóng, mây đối lưu xuất hiện cả trên lục địa và biển. Trên lục địa vào mùa hè mây đối lưu phát triển ngay trong khối khí địa phương, trên mặt thổ nhưỡng được đốt nóng ban ngày. Trong những trường hợp đó, quá trình hình thành mây có biến trình ngày biểu hiện rất rõ: mây phát triển mạnh nhất vào sau buổi trưa thường kèm theo dông, đôi khi mưa đá, ban đêm mây tan. Biến trình ngày của mây trong khối khí lạnh ít biểu hiện rõ.
Mùa đông, trên lục địa có tuyết phủ, mây đối lưu hiếm thấy. Trong khối khí lạnh chúng chỉ phát triển vào đầu mùa xuân sau khi tuyết tan. Trên mặt biển, mây đối lưu thường thấy và phát triển mạnh ngay cả vào mùa đông.