强对流天气安全教育课件

强对流天气安全教育课件第一章强对流天气概述什么是强对流天气？定义与特征强对流天气是指由强烈的大气垂直运动引发的极端天气现象。这类天气通常发生突然、强度大、持续时间短，但破坏力极强。强对流天气包括雷暴、大风、冰雹、龙卷风、短时强降水等多种形式，往往伴随着剧烈的天气变化和严重的灾害风险。形成条件强对流天气的形成需要特定的大气环境条件：大气层结不稳定，低层温暖湿润强烈的垂直风切变充足的水汽供应有效的触发机制强对流天气的危害瞬时大风破坏强对流大风风速可达17级以上，能摧毁建筑物、掀翻车辆、折断树木，造成大范围设施损坏。冰雹灾害冰雹直径可达数厘米甚至十余厘米，砸毁农作物、损坏车辆和建筑物，造成严重经济损失。交通安全威胁能见度骤降、路面湿滑、强风侧吹等因素导致交通事故频发，威胁出行安全。人员伤亡风险雷击、建筑倒塌、飞溅物击中等直接威胁生命安全，每年造成大量人员伤亡。雷暴云团的卫星监测这是强对流雷暴云团的卫星云图，可以清晰看到云顶高度超过12公里，呈现明显的砧状云结构。云顶温度极低，显示出强烈的对流特征。第二章强对流天气的形成机理环境条件：强对流的"配料"暖湿气流输送低层暖湿气流为对流提供不稳定能量和充足水汽，是强对流发展的"燃料"。冷干空气侵入中高层冷干气流与低层暖湿气流形成强烈温差，增强大气不稳定性。垂直风切变强烈的垂直风切变促进对流组织化，维持风暴的旋转和长时间发展。高空急流辐散500hPa槽前西南急流增强上升运动，为对流发展提供动力抬升条件。触发机制：强对流的"导火索"主要触发方式即使大气环境条件具备,强对流天气也需要特定的触发机制才能爆发：地形抬升：气流遇山地被迫抬升，触发对流发展锋面活动：冷锋、暖锋交汇处强迫抬升暖湿空气低涡切变：低层辐合线、切变线等天气系统触发海陆风环流：沿海地区日间海风与陆地热力对流结合城市热岛：城市高温区上升气流触发局地对流典型案例超级单体与飑线：强对流的两大"杀手"超级单体风暴结构特征：具有持续旋转的上升气流（中气旋），直径可达数十公里，生命史可持续数小时。危害形式：是产生大冰雹、极端大风和强龙卷的主要风暴类型。超级单体内部的中气旋可达到EF3-EF5级强度，破坏力惊人。识别标志：雷达回波呈现钩状回波、有界弱回波区等典型特征，预示着极端危险。飑线系统结构特征：沿着线状排列的强雷暴群，长度可达数百公里，快速移动，移速可达20-30米/秒。危害形式：是造成大范围雷雨大风的主要天气系统，风速常超过17级，伴随强降水和雷电。多普勒雷达监测的飑线结构这是多普勒天气雷达监测到的典型飑线回波图像。图中红色和黄色区域代表强回波区，反射率超过50dBz，预示着强降水和大风。第三章强对流天气的监测与预警技术卫星遥感技术：太空中的"千里眼"葵花9号静止卫星葵花9号（Himawari-9）气象卫星是日本新一代静止气象卫星，具备16个观测通道，时间分辨率可达2.5分钟，能够捕捉对流云团的快速发展过程。多光谱识别技术通过红外、水汽、可见光等多个光谱通道组合分析，可以精确识别初生对流云团的发展潜势：云顶亮温：当云顶亮温低于-50℃（约235K）时，表明对流发展旺盛云光学厚度：快速增厚预示对流增强云顶高度：超过12公里的云顶暗示强烈上升运动预警时效提升雷达观测：实时监测的"火眼金睛"多普勒天气雷达S波段或C波段多普勒雷达能够实时监测风暴的三维结构、降水强度和风场分布。扫描周期为6分钟，探测半径达400公里，是强对流监测的核心设备。冰雹识别算法三体散射特征是冰雹的典型雷达信号。当雷达回波呈现"长钉"状的三体散射回波时，表明风暴内部存在大冰雹。垂直累积液态水含量（VIL）超过60kg/m²也预示冰雹风险。风切变监测通过多普勒速度图可识别中气旋、辐合辐散、阵风锋等关键风场特征。中气旋的存在预示龙卷风险，辐合线预示飑线发展，为精细化预警提供依据。风暴追踪技术数值预报与深度学习：智能预警的未来1传统数值预报基于大气动力学方程的数值模式（如WRF、GRAPES）模拟大气演变，提供未来6-72小时的环境场预报，识别有利于强对流发生的天气形势。2"配料法"预报综合分析对流有效位能（CAPE）、风切变、抬升指数等多个物理参数，判断强对流发生的可能性和类型。CAPE值超过2000J/kg且风切变大于20m/s时，超级单体概率显著增加。3深度学习技术利用卷积神经网络（CNN）、循环神经网络（RNN）等人工智能算法，学习海量历史数据中的复杂模式，提升预报准确率。深度学习模型可将预警提前时间延长20-40分钟。4集合预报系统运行多个初始条件略有差异的数值模式，通过概率预报量化不确定性，为决策提供更可靠的参考。集合预报能够更好地把握小概率高影响事件。数值预报和人工智能技术的结合代表了强对流预警的发展方向。随着计算能力提升和算法优化，未来有望实现更精准、更提前的预警服务。预警时效：与时间赛跑10-90分钟卫星遥感预警通过监测对流云团初生和发展，卫星可提前10-90分钟发现强对流信号，为预警争取时间。0-30分钟雷达临近预警雷达实时监测风暴演变，通过外推和临近预报技术，可提前0-30分钟发布即时预警。6-24小时数值预报预警数值模式提前6-24小时预报强对流有利环境，帮助气象部门提前研判和发布潜势预报。3-6分钟雷达扫描周期天气雷达每3-6分钟完成一次体扫，实现准实时监测，是分钟级快速响应的技术基础。预警时间就是生命！研究表明，提前15分钟预警可使人员伤亡减少50%以上。气象部门通过多种技术手段的协同应用，不断延长预警提前时间，为公众争取宝贵的避险时间。卫星与雷达融合监测示意这张图展示了卫星云图与多普勒雷达回波的叠加融合效果。卫星提供大范围、高时间分辨率的云系监测，雷达提供局地、高空间分辨率的降水和风场探测。两种观测手段的优势互补，形成了从对流初生识别到成熟风暴追踪的完整监测链。通过融合分析，预报员能够更全面地把握强对流天气的发生发展过程，显著提升预警能力。这种多源数据融合是现代气象监测预警的重要发展方向。第四章典型强对流天气案例分析以史为鉴，可以知兴替。本章通过分析近年来发生的典型强对流天气事件，总结经验教训，揭示预报难点和防灾要点，帮助大家更深刻地理解强对流天气的威力和防范的重要性。案例一：2018年江西"3·4"极端大风事件事件概况2018年3月4日，江西省部分地区遭遇极端大风天气，瞬时风力达12-14级（32.7-41.4m/s），局地超过15级，造成11人死亡、多人受伤，经济损失巨大。天气系统分析环流背景：500hPa低槽东移，地面暖区内强迫作用明显动力条件：超强西南急流脉动，低空急流核风速达30m/s触发机制：锋前辐合线触发，飑线快速组织发展局地增强：地形和城市热岛效应加剧风暴发展预报预警问题此次事件预报预警存在明显不足：数值模式对低空急流强度预报偏弱对暖区内强对流爆发性发展认识不足预警信息发布滞后，覆盖面不够公众对极端大风危害性认识不足经验教训深刻教训：此次事件暴露了暖区强对流预报的薄弱环节。灾害发生后，气象部门加强了暖区强对流的研究和预报技术攻关。改进措施：完善预警发布机制，加强与应急部门联动，提升公众防灾意识。案例二：2022年浙江晚秋高架雷暴01天气背景2022年秋季，浙江出现罕见的晚秋强对流天气。500hPa槽前西南急流显著增强，槽前强上升运动为高架雷暴提供了有利条件。02雷暴特征高架雷暴发生在逆温层以上，地面温度较低但高空暖湿气流强盛。卫星云图显示云顶高度超过13公里，云顶亮温低至-60℃，对流极其旺盛。03灾害形式此次过程产生大量冰雹，最大冰雹直径达5厘米。同时伴随强烈的下击暴流，地面阵风达到11-12级，造成农作物受损、部分建筑受损。04预报亮点气象部门提前24小时发布了强对流潜势预报，提前6小时发布了雷电大风预警。通过卫星和雷达联合监测，实现了分钟级的临近预警，有效减少了人员伤亡。这次晚秋高架雷暴案例表明，即使在非传统强对流高发季节，只要环境条件具备，仍可能发生强烈的对流天气。气象部门需要保持全年警惕，不能放松监测预警。案例三：2024年成都七月雷暴初生预报技术突破2024年7月，成都地区出现强雷暴天气。气象部门利用先进的卫星监测技术，成功提前预报了雷暴的初生和发展。监测手段云顶温度监测：葵花9号卫星2.5分钟一次的高频观测捕捉到云顶温度快速下降云光学厚度分析：云光学厚度在30分钟内从20增加到60，预示对流快速增强水汽通道识别：水汽图像显示中层干侵入，有利于下击暴流发展预警成效基于卫星监测的对流初生识别，气象部门提前40分钟发布了雷电预警，提前20分钟发布了大风预警。社会效益：预警信息及时传递到公众，学校提前安排学生避险，户外作业人员提前撤离，有效避免了人员伤亡。技术意义这次成功预报展示了卫星遥感技术在对流初生监测方面的巨大潜力，显著提升了预警提前时间，代表了强对流预警技术的进步方向。雷暴云团发展的卫星动态监测这组卫星动态图像展示了一个典型雷暴云团从初生到成熟的完整发展过程，时间跨度约2小时。可以清晰看到：初期云团尺度较小，云顶温度约-30℃；发展期云团快速增长，云顶温度降至-50℃以下；成熟期云团呈现砧状结构，云顶温度低至-60℃，对流达到最强。通过这种高时间分辨率的卫星监测，预报员能够准确把握对流发展的各个阶段，及时调整预警策略。动态监测是实现精准预警的重要技术支撑。第五章强对流天气安全防护知识知识就是力量，防范胜于救灾。本章将详细介绍强对流天气来临时的安全防护措施，包括室内外避险要点、交通安全提示和应急准备建议，帮助大家在危险来临时做出正确的应对。室外安全措施：远离危险源避开空旷地带强对流天气来临时，应立即离开空旷的田野、操场、广场等地带。空旷地带缺乏遮蔽，容易遭受雷击、大风和冰雹直接打击。正确做法：寻找坚固的建筑物或低洼地带躲避，蹲下降低身体高度。远离高大物体雷暴天气时应远离大树、电线杆、广告牌、烟囱等高大孤立物体，这些都是雷电的易击目标。与大树保持至少5米以上距离。特别注意：不要在大树下躲雨，不要接打手机，避免成为"尖端"吸引雷电。远离临时建筑强风来临时，应远离工棚、广告牌、棚架、临时搭建物等不牢固的建筑物。这些结构容易被大风吹倒，造成砸伤。警惕事项：注意头顶坠落物，如树枝、瓦片、玻璃等，必要时用包或手护住头部。水上活动撤离在湖泊、河流、海滨游泳或乘船时，一旦发现雷暴天气征兆（乌云快速堆积、闪电、雷声），应立即上岸离开水域。原因：水体是良好的导电体，雷击风险极高。上岸后应迅速转移到安全建筑物内。室内安全措施：构建安全堡垒关闭门窗强对流天气来临前，应迅速关闭所有门窗，防止强风灌入室内导致门窗破损或物品翻飞。特别要关好阳台和朝风方向的窗户。远离玻璃窗不要站在窗户附近或玻璃门前观看天气。强风可能吹碎玻璃，冰雹也可能击穿窗户，造成人员受伤。应转移到房屋内侧安全区域。断开电器雷暴时应拔掉电视、电脑、空调等电器的插头，避免雷电通过电线传导造成设备损坏或人员触电。不要使用固定电话暂停使用太阳能热水器避免接触金属水管选择安全位置最佳避险位置：远离门窗的内室承重墙角落卫生间等小空间（结构稳固）楼梯间（建筑核心区）避免位置：阳台、露台等外露区域顶楼（易遭雷击）地下室（可能积水）重要提醒：如果在室内感到房屋摇晃或听到异常响声，应立即采取防护姿势，用枕头或靠垫保护头部和颈部，远离可能倒塌的家具和吊灯。交通安全提示：路上遇险怎么办减速慢行，保持车距雷暴大风天气行车时，应立即减速，打开示廓灯和雾灯，保持安全车距（至少100米以上）。切勿高速行驶，因为能见度骤降和侧风突袭都会导致车辆失控。选择安全停车点如遇强烈雷暴或大风，应尽快将车辆停靠在安全地带：高速公路服务区、加油站、地下停车场等。避免停在大树下、广告牌下或危旧建筑物旁。关闭发动机，开启双闪灯。冰雹天气保护车辆遇到冰雹时，应立即寻找有遮蔽的地方停车，如立交桥下、地下停车场。如无遮蔽物，可用厚衣物、座椅垫等覆盖前挡风玻璃和天窗，防止冰雹砸穿。人员应尽量远离窗户。积水路段谨慎通行强降水导致路面积水时，要谨慎判断水深。当积水超过半个车轮或排气管时，不要强行通过。如已涉水，应保持低挡匀速行驶，通过后轻踩刹车排除水分。遇到积水过深车辆熄火，应立即弃车转移到高处。应急准备与避险：未雨绸缪保安全1关注气象预警信息养成每天查看天气预报的习惯，特别是出行前要查看目的地天气。下载官方气象APP（如"中国天气""气象通"），开启预警信息推送功能。当收到橙色或红色预警时，应取消或推迟非必要的外出活动。2准备家庭应急包每个家庭应准备一个应急包，放置在易于取用的位置。应急包内应包含：手电筒、备用电池、便携式收音机、急救药品、饮用水（每人每天2升）、压缩食品、雨衣雨具、哨子、重要文件复印件、少量现金等。定期检查更换过期物品。3制定家庭避险计划与家人一起制定灾害应对计划：明确家中最安全的避险房间，约定紧急联系方式，确定备用集合地点。教会孩子识别预警信号和基本避险常识。定期进行家庭应急演练，确保每个成员都知道如何应对。4检查房屋安全隐患定期检查房屋存在的安全隐患：屋顶、门窗是否牢固，阳台花盆等物品是否固定，排水系统是否畅通。及时修剪房屋周围的高大树木，清理楼顶杂物。这些预防措施能大大降低强对流天气造成的财产损失。家庭应急避险指南这张示意图展示了家庭应急准备的关键要素和室内安全避难位置。左侧展示了应急包应包含的必备物品：手电筒、急救包、饮用水、食品、收音机、重要文件等。这些物品在断电断网的情况下能够提供基本的生存保障和信息获取渠道。右侧标识了住宅内的安全区域：远离窗户的内室、承重墙角、卫生间等位置相对安全。同时标出了应该避开的危险区域，如阳台、大窗户附近、悬挂物下方等。充分的事前准备和清晰的避险认知，是保护家人安全的第一道防线。第六章提升公众防灾减灾能力防灾减灾是全社会的共同责任。气象部门、政府机构和每一位公民都应该行动起来，共同构建强对流天气的防御体系，最大限度地减少人员伤亡和财产损失。气象部门职责：科技守护生命安全持续技术创新加强气象卫星、雷达、数值预报等核心技术研发，提升强对流天气监测预报能力。完善预警机制优化预警发布流