第8章对流性天气过程
一般雷暴天气的成因
雷电:是由积雨中冰晶“温差起电”以及其它起 电作用所造成的。一般当云顶发展到-20 ℃等温线 高度以上时,就会出现闪电和雷鸣。
阵雨:雷暴云中上升气流最强区附近,有一大水 滴累积区,当累积量超过上升气流承托能力时, 便开始降雨。
阵风:成熟阶段,云中产生的下沉气流冲到地面 附近,向四周散开,造成阵风。
强雷暴常见的有超级单体风暴、多单体风 暴及飑线等。
强雷暴的特点
1)风暴云顶,在几个小时内一直维持很高,最高 达18km,升降幅度小。
2)气流,前部上升区,后部下沉区。有一支倾斜 的上升气流,倾斜方向可沿环境盛行风方向,或 逆盛行风方向,使雨滴主要在上升气流的外面下 降,而不致因降水的拖曳作用使上升气流减弱。
雹暴的结构
以严重降雹为主的强雷暴,通常称为雹暴。 雹暴的结构与一般超级单体风暴不同的是, 其伸向前方的悬垂回波已经下垂围成一半 圆形的弱回波区,这种前悬回波包围的弱 回波区称为有界弱回波区,这是特别强烈 风暴的一种特征。
雹暴的结构
雹暴结构的第二个明显特点是弱回波后部 的回波墙不是垂直的而是倾斜的,这是强 烈的上升气流所造成的。
围的空气会被降落的水滴拖曳而下,形成下沉气 流。下沉气流中有雨滴的蒸发降温,更加速下沉, 此阶段的主要特点是上升气流和下沉气流并存。 在下沉气流上方,上升气流仍贯穿云体,但以中 层为最大,风速基本上在15m/s以下 3、消散阶段:下沉气流占据了云体的主要部分。
当雷暴单体 在成熟阶段 时会出现雷 雨、大风、 气压涌升、 温度骤降等 天气现象。
第三个特点是云顶表现为庞大其上升气流几乎不随时间变化。
多单体风暴
由许多较小的雷暴单体组成,但有一个统 一的垂直环流的风暴。
处于不同发展阶段的雷暴单体是按一定的 规则排列的,每个单体的生命期约45分钟, 其中单体(n+1)是新生阶段,单体n是发 展阶段,(n-1)是成熟阶段,(n-2)是衰减 阶段。
3)这支强风暴的上升与下沉气流呈有组织的分布 状态,所以能维持稳定的结构,生命期可达几小 时以上,比一般雷暴生命史长得多。
4)无(或弱)回波区,在最强上升气流高度附近 的回波“穹窿”。
特点: 云顶 气流(不对称) 弱回波区 前伸悬垂回波 运动方向(对
流层中层风的 右侧) 环境风(环境 气流分成两股 饶云而过)
第八章 对流性天气过程
第一节 雷暴的结构及雷暴天气的成因
一、一般雷暴的结构 产生雷暴的积雨云叫做雷暴云,一个雷暴云
称为一个雷暴单体。其水平尺度约十几千 米。每个雷暴单体的生命史大致可分为发 展、成熟和消散三个阶段。
一般雷暴的结构
1、发展阶段即积云阶段:上升气流贯穿整个云体。 2、成熟阶段:开始产生降水。由于磨擦作用,周
压、温湿的变化:下沉空气仍然较冷,在雷暴云 下形成冷空气堆和“雷暴高压”,气压涌升,相 对湿度上升,露点下降。
“稳定状态”的强雷暴的结构
强雷暴主要指那些拌有大风、冰雹、龙卷 等严重灾害性天气现象的雷暴。
强雷暴与一般雷暴的主要区别表现在系统 中的垂直气流强度,垂直气流的有组织程 度和不对称性。
雹云的特点
1) 斜升气流强度较大,最大在15m/s。 2) 最大上升速度及水分累积区的高度一般在0℃
层以上,因此水分累积区中的水滴都是过冷水滴。 形成“冰雹生长区” 3)水分累积区的含水量较为丰富,一般不小于 15-20g/m3。干增长和湿增长。 4) 有宜于形成“雹胚”的环境。雹胚可以是尘 埃或云中的小冰晶等。在弱回波区与悬垂回波交 界处为“胚胎帘” 5) 云内0℃层的高度适当。
冰雹的生长过程
在一般超级单体雹云中冰雹的生长大致经历这样的过程: 首先雹胚进入斜升气流之中,斜升气流把小冰粒带到中、 高层,穿过过冷水累积区,然后由砧状流出气流将小雹粒 撒向前方。大的抛得近些,小的抛得远些。通过这种“分 选”作用大小雹粒在不同部位徐徐下落,重新进入斜升气 流又开始第二次升降。如此循环数次,小雹粒反复通过过 冷水累积区,因此很快长大(形成冰雹一般只需4~10分 钟)。当最强上升气流不能承托雹粒时便降雹。大雹可能 降落在回波“墙”附近的后方,小雹则可能降落在离回波 “墙”较远的后方或前方。
超级单体风暴
在超级单体风暴的云体内有一支由低空倾 斜上升的气流,这支气流是扭转的,它常 在风暴前进的右前方进入,在高空按反时 针支方向旋转270度后流向前方,成为云砧, 最后消失在环境气流的强风中,这支气流 强以上升到平流层附近。
超级单体风暴
下沉气流是由三种作用造成的:一种是降 水物的拖曳作用;第二种是在中层云外围 绕流的干冷空气被挟卷入云后,在云体前 部逐渐下沉;第三种是在中层从云后方直 接进入云中的干空气,降水物通过这种干 空气时强烈蒸发冷却,因而形成很冷的下 沉气流。