强对流知识教材

强对流天气强对流天气—概念

强对流天气是气象学上所指的发生突然、移动迅速、天气剧烈、破坏力极大的灾害性天气，主要有雷雨大风、冰雹、龙卷、或带有强烈雷电现象的短时强降雨等。强对流天气特征强对流天气在气象上属于中小尺度天气系统。空间尺度小：一般水平范围大约在十几公里至二三百公里，有的水平范围只有几十米至十几公里。生命史短暂并带有明显的突发性：约为一小时至十几小时，较短的仅有几分钟至一小时。强对流天气是以大尺度天气系统为背景，大尺度天气系统影响或决定着中小尺度天气系统的生成、发展和移动过程，而中小尺度天气系统又对大尺度天气系统有反馈作用。强对流天气分类雷雨大风（阵风大于17.2m/s）冰雹龙卷雷电短时强降水（1小时降水量超过20mm）

强对流天气—雷雨大风雷雨大风：指在出现雷雨天气现象时，阵风风力达到或超过8级(≥17.2米/秒)的天气现象。（大风在瞬时8级以上即可折断树木和高杆农作物，损坏房屋）有时也将雷雨大风称作飑。当雷雨大风发生时，乌云滚滚，电闪雷鸣，狂风夹伴强降水，有时伴有冰雹，风速极大。它涉及的范围一般只有几公里至几十公里。雷雨大风形成的原因雷雨大风常出现在强烈冷锋前面的雷暴高压中。雷暴高压是存在于雷暴区附近地面气压场的一个很小的局部高压，雷暴高压中心温度比四周低，下沉气流极为明显，雷暴高压前部为暖区，暖区有上升气流，就在这个下沉气流与上升气流之间，存在着一条狭窄的风向切变带，其为雷雨大风发生处，它过境时带来极强烈的暴风雨。如果雷雨大风发生在单一气团内部，那么它常常是由于局地受热不均引起。雷雨大风的生命史极短。

强对流天气—冰雹冰雹：是从雷雨云中降落的坚硬的球状、锥状或形状不规则的固体降水，降落地面时直径≥5毫米。（雨转雪过程中常出现冰粒，不同于冰雹，直径较小）常见的冰雹大小如豆粒，直径2厘米左右，大的有像鸡蛋那么大(直径约10厘米)，特大的可达30多厘米以上。冰雹形成的原因冰雹是由于冰晶或雨滴在对流的积雨云中几上几下翻滚凝聚而降落的固体降水。形成的背景：通常产生在系统性的锋面活动或热带气旋登陆影响过程中，但也有局部性的。降雹的一个必要条件是空气中存在极不稳定的大气层，不稳定层越厚，越是利于降雹。在积雨云内，0°C层以下的云层由水滴组成，0°C层以上的云层由过冷却水滴组成，再高一些的云层则由过冷却水滴与雪花和冰晶等混合组成。如果积雨云中上升气流时强时弱，当上升的冷却水滴与上空的冰晶或雪花相碰，过冷水滴就冻成冰雹的核心。冰雹形成后，或因上升气流减弱，或因其重量较大而下降，当它降到0°C层以下后，又有一部分水滴粘于其上，这时若上升气流增强，它又被带到0°C层以上的低温区，雹核表面的水又被冻成冰，当上升气流再也托不住时，它便落到地面，成为冰雹。

强对流天气—龙卷龙卷：是一种强烈的、小范围的空气涡旋，是由雷暴云底伸展至地面的漏斗状云，龙卷产生的强烈的旋风，其风力可达12级以上，最大可达100米/秒以上，一般伴有雷电，有时也伴有冰雹。（中国江淮一带<江苏、安徽、上海郊区>容易出现，世界上美国最多）龙卷是大气中最强烈的涡旋现象，影响范围虽小，但破坏力极大。它往往使成片庄稼、成万株果木瞬间被毁，令交通中断，房屋倒塌，人畜生命遭受损失。龙卷风分为陆龙卷和海龙卷。出现在陆地上的龙卷称为陆龙卷，出现在海面上的龙卷称为海龙卷。它旋转力很强，常把地表面上的水、尘土、泥沙等卷挟而上，从四面八方聚拢成管状，有如“龙从天降”，因而得名龙卷。强对流天气—雷电雷雨大风，指在出现雷、雨天气现象时，风力达到或超过8级(≥17.2米/秒)的天气现象。有时也将雷雨大风称作飑。当雷雨大风发生时，乌云滚滚，电闪雷鸣，狂风夹伴强降水，有时伴有冰雹，风速极大。它涉及的范围一般只有几公里至几十公里。强对流天气—短时强降水短时强降水：是指短时间内降水强度较大，其降雨量达到或超过某一量值的天气现象。这一量值的规定，各地气象台站不尽相同。强对流形成的要素层结不稳定(或热力不稳定)

水汽条件抬升机制

垂直风切变1、层结不稳定

不稳定层结是对流发展位能转化为动能的基本条件。如当高空有冷空气入侵，低层有西南暖平流时，暖空气上升，冷空气下沉，导致对流产生。（如整层都是冷空气，就不可能出现对流）表征层结不稳定的要素：K指数及其变量Si指数对流有效位能（MCAPE和CAPE850）Θse或ΔΘse对流有效位能CAPE和对流抑制CIN2、水汽条件对流云中水汽凝结，不仅是降水的来源，其释放的凝结潜热也是深对流发展的能量来源。

表征层结不稳定的要素：T-Td

＜5℃，湿区＜2℃，水汽饱和区相对湿度（RH）水汽通量水汽通量散度3、抬升机制

足够强度的抬升作用，将低层气块或气层抬升到自由对流高度之后，才能使对流发展并释放出不稳定能量，由位能形式转为为垂直运动的动能。多数由中尺度系统的上升运动触发：边界层辐合线（锋面、干线、阵风锋等）中尺度地形环流重力波

垂直风切变是指水平风速（包括大小和方向）随高度的变化,环境水平风向风速的垂直切变的大小往往和形成风暴的强弱密切相关。一般来说，在一定的热力不稳定条件下，垂直风切变的增强将导致风暴进一步加强和发展。

主要作用：上升与下沉气流分开，形成垂直环流，从而进一步增强对流不稳定。４、垂直风切变垂直风廓线及其对对流风暴的作用

强对流天气预报为何

很难精细化？在不同的大尺度环流背景下，强对流天气的触发机制不同，水汽条件、不稳定层结、抬升触发机制、风垂直切变等要素的重要性不尽相同，产生的强对流天气类型也不相同。例如龙卷、冰雹、强烈的雷雨大风一般在低空强烈的垂直切变环境中发展，并向着垂直切变更大的方向移动。由于强对流天气的空间尺度小，在常规天气图上难以反映出来，气象卫星也很难准确定位和监测，因此很难预报。强对流天气的预报方法措施：首先配合天气形势图分析，利用地球同步卫星连续拍摄的云图照片，监测积云的发生发展，因为积云的存在指示着不稳定的存在，由此可以判断强对流天气可能出现的地区，对强对流天气的产生和移动作好预测预报。（卫星云图无法判断不稳定的程度和不稳定层的深厚程度）其次利用气象雷达来预报强对流天气的发生，监视它的活动，及时发布预报预警信息。安徽省强对流天气的特点

安徽省强对流天气的特点：安徽地处江淮丘陵地带，大风、冰雹、龙卷、雷暴等强对流天气频发。安徽强对流主要出现在3-9月份。雷雨大风：主要出现在4-8月，其中7月份最多全省平均年大风日数（平均风速≥10.8m/s或瞬时风速≥17m/s）为6天，主要大风区在大别山南部和沿江西部、淮北东部，其中望江年大风日平均为19天，居全省之冠。从季节上来说，冬春季大风多于夏季，秋季最少。冰雹：我省冰雹多出现在3~8月，其中3月份降雹的概率占全年的40%。龙卷：主要发生在6~9月，其中8月发生的次数占全年的50%。雷暴：南部多于北部，山区多于平原，从季节上来说，夏季频发，冬季较少，其中7~8月占全年总雷暴日数的53.4%。范围小、突发性、破坏性强时间早、频率高、灾情重强对流天气的危害

强对流天气内部蕴藏着巨大的能量，一旦强对流天气发生，它的破坏力极大，其影响波及到农业、工业、电力、通讯、城市建设、航空、交通运输等各行各