第5章 雷暴及其他对流性天气《航空气象》

《航空气象》✩精品课件合集第五章雷暴及其他对流性天气雷暴的结构和天气雷暴的种类及活动特征雷暴与飞行

特殊地形下的对流性天气C

目 录ONTENTS第一节雷暴的结构和天气一、雷暴的形成条件雷暴是由强烈发展的积雨云产生的，形成强烈的积雨云需要有如下三个条件：①

深厚而明显的不稳定气层；②

充沛的水汽；③

足够的冲击力。二、一般雷暴的结构和天气（一）一般雷暴单体的生命史构成雷暴云的每一个积雨云称为雷暴单体。雷暴单体是一个对流单元，它是构成雷暴云的基本单位。由一个或数个雷暴单体构成的雷暴云，其强度仅达一般程度，这就是一般雷暴。雷暴单体的生命史可分为三个阶段，即积云阶段、积雨云阶段和消散阶段。雷暴单体的发展阶段二、一般雷暴的结构和天气（二）一般雷暴过境时的地面天气气

温：雷暴来临之前，地面气温高，湿度大，待雷暴来临，一阵强风吹来，气温顷刻就下降了。气

压：在成熟雷暴移来之前，气压一直是下降的。当雷暴临近时，气压开始上升。当下降气流中心移过后气压又转为急降。风：在积云阶段或雷暴移来之前，一般风速较小。雷暴云发展到成熟期或成熟的雷暴移来时，风速急剧增大。在冷空气中心移过后，风向向相反方向偏转，风力减弱。阵雨：雷暴降水一般是强度较大的阵雨，通常在雷暴活动时突然发生。雷

电：雷鸣和电闪只有在云发展得足够高而有冰晶出现时才发生。雷暴云中电荷分布及闪电示意图三、强雷暴云的结构和天气（一）强雷暴云的结构强雷暴云的结构表现为云体内有稳定、强大的升降气流。强雷暴云的气流结构三、强雷暴云的结构和天气（二）强雷暴过境时的地面天气强雷暴过境时，各种气象要素的变化比普通雷暴大得多，并可能出现飑、冰雹、龙卷、暴雨等灾害性天气中的一种或几种。龙卷示意图强雷暴云的地面天气三、强雷暴云的结构和天气（三）强雷暴云的种类多单体风暴：多单体风暴是一种大而强的风暴群体，由多个处于不同发展阶段的雷暴单体组成。超级单体风暴：超级单体风暴是只由一个巨大单体发展成的猛烈强风暴。飑线风暴：超级单体风暴是只由一个巨大单体发展成的猛烈强风暴。飑线示意图超级单体风暴的结构多单体风暴垂直剖面图第二节雷暴的种类及活动特征一、雷暴的种类（一）热雷暴由热力对流产生的雷暴称热雷暴。热雷暴的形成热雷暴的日变化一、雷暴的种类（二）地形雷暴地形雷暴是暖湿不稳定空气在山脉迎风坡被强迫抬升而形成的雷暴。地形雷暴一、雷暴的种类（三）天气系统雷暴锋面雷暴：（1）冷锋雷暴；（2）静止锋雷暴；（3）暖锋雷暴。冷涡雷暴空中槽和切变线雷暴4.

副热带高压（太高）西部雷暴冷锋雷暴静止锋雷暴（1991

年

4

月10

日02

时地面天气图）暖锋雷暴示意图二、雷暴活动的特征1.

雷暴的移动与传播雷暴从产生到消失的整个过程中，都是不断移动着的。它的移动主要受两个因素的作用：一是随风飘移；二是传播。一般雷暴的移动，主要受前者的影响；强雷暴的移动，主要受后者的影响。所谓雷暴的传播，是指在原来雷暴的周围产生出新雷暴的现象。雷暴的传播二、雷暴活动的特征2.

雷暴的季节变化一年中雷暴出现最多的季节是夏季，春、秋季次之，冬季除华南少数地区外，全国极少有雷暴出现。北京等城市雷暴日数（1961—1970

年）第三节雷暴与飞行一、雷暴对飞行的影响（一）颠

簸雷暴云中强烈湍流引起的飞行颠簸，是危及飞行安全的一个主要危险天气。（二）积

冰在雷暴云发展阶段的浓积云中，由于云体已伸至

0℃层高度以上，云中水滴呈过冷状态，含水量和水滴直径又较大，所以在其上部飞行常常发生较强的积冰。（三）冰

雹在广大平原地区，年雷暴日数虽然有

30～50

天，但年降雹日数只有

1

天或不足

1

天，所以飞机受雹击的可能性是比较小的。但在山区，由于降雹多，飞机遭雹击的可能性也明显增大。（四）雷

电雷电不容易导致飞机结构损坏。比较严重的是雷电对电磁仪表的影响，飞行员也可能被闪电干扰。一、雷暴对飞行的影响（五）下击暴流下击暴流（downburst）又称强下冲气流，它是雷暴强烈发展的产物。下击暴流示意图下击暴流与微下击暴流下击暴流对飞行的影响二、飞行中对雷暴的判断（一）根据云的外貌判断较强雷暴云的特征较弱雷暴云的特征（二）云中飞行时对雷暴的判断根据无线电罗盘指针判断根据通讯受的干扰来判断根据天气现象来判断（三）使用气象测雨雷达和机载气象雷达探测雷暴利用机载气象雷达避开强雷雨区气象雷达网，可以比较准确地探明雷暴云的位置、强度、厚度、有无冰雹等情况。现在很多飞机上都装载有彩色气象雷达，可以清楚地显示出飞机前面扇形区域中的降雨区、冰雹区和雷暴中心夹带雨粒的湍流区域。三、安全飞过雷暴区的一般方法绕过或从云隙穿过对航线上孤立分散的热雷暴或地形雷暴，可以绕过。从云上飞过如果飞机升限、油料等条件允许，可以从云上飞过。从云下通过如果雷暴不强、云底较高、降水较弱、云下能见度较好，且地势平坦，飞行员有丰富的低空飞行经验，也可从云下通过。第四节特殊地形下的对流性天气一、山地背风波形成背风波的基本条件是：①

气流越过的山脊是长山脊或山岳地带；②

在山的迎风面一侧,低层大气显著稳定，而高空稳定度减小；③

风向在垂直山脊方向

30°内，并且随高度基本上无变化；④

风速在山脊高度上不小于

10

m/s，且从山脊到对流层顶，风速随高度的增加而增大或减小并保持不变。1.

背风波形成的条件背风波的叠加背风波的横切面图一、山地背风波2.

背风波与对流的关系在对流不稳定的大气里，地形波中的上升气流，是激发对流发展的一种机制。背风波是激发对流的机制一、山地背风波背风波对飞行的影响山地波中有明显的升降气流和乱流，可给飞行造成很大的影响。背风波中的下降气流不仅使飞机高度下降，也使气压式高度表读数偏高。山地波波峰处的风速比波谷处大，另外还有阵风，其强度比一般雷雨所出现的风速还要大。背风波中的云二、下坡风下坡风的形成出现下坡风的天气形势常常是这样：在大型山脉的迎风坡一侧被强冷高脊占据，脊前有明显的冷锋，背风坡一侧被暖性低压控制。冷空气越山后，以较大速度滑向坡下，下坡风就出现在冷锋前的暖区内。下坡风的形成与水跃型气流（hydraulic

jump）有直接联系。下坡风对飞行的影响水跃型地形波下坡风的风速是比较大的，一般为

20

m/s

左右，强的可达

40～50

m/s。下坡风对飞行的影响很大。三、海风锋1.

海风锋和陆风锋由于海陆加热的差异，在沿海岸地区常常形成海陆风环流。海陆风锋附近的环流模式三、海风锋海风锋的形成过程海风锋是在海风环流发展的过程中逐渐形成的。海风锋的天气海风锋前存在着小的逆环流，因而在它前面出现下降气流。在它后面的上层，则出现更大范围的下降气流。由于海风锋后面的气温梯度大，风速强，在海风锋向内陆推进的过程中，它所经过的地方，会有气温的明显下降，风向、风速急剧变化的现象出现。四、城市热岛效应城市年平均温度高于郊区的数值在人口稠密、工业集中、交通发达的城市内，大多数