对流性天气过程

1、对流性天气过程第1页，共21页，2022年，5月20日，2点10分，星期三第一节 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。第2页，共21页，2022年，5月20日，2点10分，星期三第3页，共21页，2022年，5月20日，2点10分，星期三一般雷暴的结构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

2、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。第4页，共21页，2022年，5月20日，2点10分，星期三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5页，共21页，2022年，5月20日，2点10分，星期三雷电：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，

3、造成阵风。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。一般雷暴天气的成因第6页，共21页，2022年，5月20日，2点10分，星期三“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。强雷暴常见的有超级单体风暴、多单体风暴及飑线等。第7页，共21页，2022年，5月20日，2点10分，星期三强雷暴的特点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

4、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。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”。第8页，共21页，2022年，5月20日，2点10分，星期三第9页，共21页，2022年，5月20日，2点10分，星期三第10页，共21页，2022年，5月20日，2点10分，星期三特点：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1

5、1页，共21页，2022年，5月20日，2点10分，星期三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。第12页，共21页，2022年，5月20日，2点10分，星期三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。第13页，共21页，20

6、22年，5月20日，2点10分，星期三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410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。第14页，共21页，2022年，5月20日，2点10分，星期三第15页，共

7、21页，2022年，5月20日，2点10分，星期三雹云的特点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。第16页，共21页，2022年，5月20日，2点10分，星期三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。第17页，共21页，2022年，5月20日，2点10分，星期三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。第三个特点是云顶表现为庞大而光滑的圆顶状高达15.5km这是活跃强风暴的特征，说明其上升气流几乎不随时间变化。第18页，共21页，2022年，5月20日，2点10分，星期三第19页，共21页，2022年，5月20日，2点10分，星期三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