【正文】 1 第八章 對流性天氣過程 2 要點 1. 雷暴系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特征和活動規(guī)律 2. 颮中系統(tǒng) 3. 颮線和鋒面的異同 4. 中小尺度系統(tǒng)的擾動特征 5. 對流天氣預(yù)報的物理基礎(chǔ) 6. 對流性天氣形成的條件 7. 幾種常見的對流天氣的觸發(fā)機制 8. 強雷暴發(fā)生、發(fā)展的有利條件 3 ? 在暖季，當(dāng)大氣層結(jié)處于不穩(wěn)定狀態(tài)、空中有充沛水汽、并有足夠?qū)α鳑_擊力的條件下，大氣中對流運動得到強勁發(fā)展，其所形成的天氣系統(tǒng)稱對流性天氣系統(tǒng)，如雷暴、龍卷、颮線、冰雹等。 ? 這些天氣系統(tǒng)不僅尺度小、生命期短，而且氣象要素水平梯度很大、天氣現(xiàn)象劇烈，具有很大破壞力，往往是一種災(zāi)害性天氣系統(tǒng)。 4 ? 暴雨、冰雹、龍卷、雷暴大風(fēng)等中尺度強風(fēng)暴天氣能形成嚴(yán)重自然災(zāi)害，給國民經(jīng)濟建設(shè)和軍事活動帶來重大損失。 ? 世界各國頻數(shù)較高的自然災(zāi)害是氣象原因造成的，而由中尺度天氣造成的重大災(zāi)害占有很大比例。 5 ?概 述 ?雷暴的結(jié)構(gòu)及雷暴天氣的成因 ?中小尺度天氣系統(tǒng) ?對流性天氣預(yù)報的物理基礎(chǔ) ?對流性天氣的預(yù)報方法 6 對流性天氣： 由大氣中的對流不穩(wěn)定層結(jié)造成的，并伴有陣雨、大風(fēng)、冰雹、龍卷等天氣現(xiàn)象。 對流性天氣的特征： ㈠ 對流性天氣都是對流旺盛的積雨云（ cb） 的產(chǎn)物 ㈡ 對流性天氣具有范圍小，發(fā)展快的特點。 ㈢ 對流性天氣發(fā)展劇烈，易形成災(zāi)害。 概述 7 雷暴： 積雨云中所發(fā)生的雷電交作的激烈放電現(xiàn)象，同時指產(chǎn)生這種天氣現(xiàn)象的天氣系統(tǒng)。雷暴是由旺盛積雨云所引起的伴有閃電、雷鳴和強陣雨的局地風(fēng)暴。 沒有降水的閃電、雷鳴現(xiàn)象，稱 干雷暴 雷暴過境時，氣象要素和天氣現(xiàn)象會發(fā)生 劇烈變化， 如氣壓猛升，風(fēng)向急轉(zhuǎn)，風(fēng)速大增，氣溫突降，隨后傾盆大雨。強烈的雷暴甚至帶來 冰雹、龍卷 等嚴(yán)重災(zāi)害。 8 雷暴云： 指產(chǎn)生雷暴的積雨云（ cb）。 一般雷暴： 通常把只伴有陣雨的雷暴稱 為“一般雷暴”。 強雷暴： 伴有雷雨、大風(fēng)、冰雹、龍卷 等嚴(yán)重的災(zāi)害性天氣現(xiàn)象之一 的雷暴稱為強雷暴。 9 一、一般雷暴的結(jié)構(gòu) 1．生命史的三個階段 ① 發(fā)展階段 ② 成熟階段 ③ 消散階段 167。 雷暴的結(jié)構(gòu)及雷暴天氣的成因 10 2．生命史： 每個階段持續(xù)十幾分鐘至半 小時左右。 ３．水平尺度： 約十幾公里至中 γ 尺度。 ４．垂直運動： (垂直速 ω max﹤15m/s) ５．垂直運動在對流層中層最強 （ 300hPa500hPa） 11 一般雷暴結(jié)構(gòu) 發(fā)展階段 成熟階段 消散階段 12 ６．降水分布： 云中物態(tài)特征 0℃ 等溫線至 20℃ 等溫線之間的區(qū)域主要由過冷水滴、雪花、及冰晶組成，而冰晶是從 10℃ 附近開始出現(xiàn)，并隨高度逐漸增多。到凍結(jié)高度，云頂突然向上發(fā)展，至對流層頂附近后形成云砧。 13 雷暴群或帶 １．含義： 有許多雷暴單體隨機聚集成群或帶（各單體處于不同階段），每個單體都具有獨立的云內(nèi)環(huán)流，都經(jīng)歷發(fā)展階段、成熟階段和消散階段，并處于不斷新生和消失的新陳代謝過程中。 2．生命史 ： 幾個小時、中 β尺度。 3. 水平尺度： 可達(dá)幾百公里。 4．每個單體處于不同的發(fā)展階段。 14 一個典型的多單體雷暴群的平面圖 15 二、一般雷暴天氣的成因 1 雷電 雷電是由積雨云中 冰晶 “ 溫差起電 ” 以及其它起電作用所造成的云與地之間或云與云之間的放電現(xiàn)象。 一般當(dāng)云頂發(fā)展到 20℃ 等溫線高度以上時，云中便有了足夠多的冰晶，因此，就會出現(xiàn)閃電和雷鳴。 16 2 陣雨 在雷暴云中上升氣流最強區(qū)附近，一般有一大水滴累積區(qū)，當(dāng)累積量超過上升氣流承托能力時，便開始降雨。 由于累積區(qū)中的水傾盆而下，因而造成陣雨或暴雨。陣雨持續(xù)時間為幾分鐘到一小時不等，視雷暴云的強弱及含水量多少而定。 17 3 陣風(fēng) 在雷暴云的成熟階段，云中產(chǎn)生的 下沉氣流沖到地表面向四周散開造成陣風(fēng) 。 陣風(fēng)發(fā)生前風(fēng)力較弱，多偏南風(fēng)。陣風(fēng)發(fā)生時，風(fēng)向常呈氣旋式旋轉(zhuǎn)，然后又呈反氣旋式旋轉(zhuǎn)。移動緩慢的雷暴，云下的流出氣流幾乎是徑向（即向四面八方鋪開）的。然而多數(shù)情況下，在雷暴移向的下風(fēng)方的風(fēng)速要大于上風(fēng)方。 18 4 壓、溫、濕的變化 由于下沉氣流中水滴蒸發(fā)，使下沉氣流幾乎保持飽和狀態(tài)，因此在雷暴云下形成一個 近乎飽和的冷空氣堆 ，因其密度較大所以氣壓較高，這個高壓叫 “ 雷暴高壓 ” 。 當(dāng)雷暴云向前移動時，云下的雷暴高壓也隨之向前移動，使得 測站氣溫下降、氣壓涌升、相對濕度上升、露點或絕對濕度下降等氣象要素的顯著變化。 19 在弱的垂直風(fēng)切變中的孤立雷暴模型 20 三、“穩(wěn)定狀態(tài)”的 強雷暴 的結(jié)構(gòu) 基本概念 颮暴：以強烈陣風(fēng)為主的強雷暴 雹暴：以嚴(yán)重降雹為主的強雷暴 生命史：較長，幾小時 十幾小時 在強垂直切變環(huán)境下發(fā)展起來的 21 超級單體風(fēng)暴、多單體風(fēng)暴、龍卷風(fēng)暴、颮線是常見的強風(fēng)暴 具有以下共同特征： ? 前部 有一支傾斜的上升氣流； ? 后部有一支下沉氣流從中層進入風(fēng)暴，從低 層流出，下沉氣流與入流氣流輻合，使 上升運動更強； ? 上升氣流合下沉氣流構(gòu)成不對稱環(huán)流和 天氣系統(tǒng)。 22 強雷暴與一般雷暴的主要區(qū)別： ① 垂直氣流的強度； ② 垂直氣流的有組織程度和不對稱性。 強雷暴發(fā)展到一定階段時，會出現(xiàn)一個可以維持?jǐn)?shù)小時之久的、近乎穩(wěn)定的、較強較大的，以及高度有組織和不對稱垂直環(huán)流。 23 （一） “ 超級單體 “ 風(fēng)暴 １．定義及特征 ： ① 含義：具有 單一的特大的 垂直環(huán)流的巨大的 強風(fēng)暴云。是所有對流風(fēng)暴云中最壯觀和最 強烈的一類風(fēng)暴云。