雷暴形成条件及天气.ppt

1、2020/7/25,synoptic meteorology by: Xieqian,1,中国天气过程,2020/7/25,synoptic meteorology by: Xieqian,2,雷暴形成的条件及天气,普通雷暴的形成条件及天气 强雷暴的形成条件及天气 中小尺度天气系统与大尺度天气系统之间的联系,2020/7/25,synoptic meteorology by: Xieqian,3,2020/7/25,synoptic meteorology by: Xieqian,4,雷暴活动地区特征,南方多于北方 山地多于平原 内陆多于沿海 陆地多于水面 最多是云南南部与海南，两广地区 最少

2、的地区在塔里木、柴达木、吐鲁番盆地和藏北高原。,2020/7/25,synoptic meteorology by: Xieqian,5,雷暴活动季节特征,雷暴出现最多的季节是夏季，春、秋季次之 初雷时间：南方早（2月份）、北方迟（3、4月份）；6、7、8月全国普遍有雷暴，,2020/7/25,synoptic meteorology by: Xieqian,6,对流和对流性天气形成条件,水汽条件 不稳定层结 抬升条件,对流,对流天气,2020/7/25,synoptic meteorology by: Xieqian,7,积状云的形成,2020/7/25,synoptic meteorolo

3、gy by: Xieqian,8,一、雷暴的形成条件及天气,雷暴是伴有雷击和闪电的局地对流性天气。它产生在强烈发展的积雨云中，伴有强烈的阵雨或暴雨，有时伴有冰雹和龙卷。产生雷暴的积雨云，称做雷暴云。 一般雷暴：伴有闪电、雷鸣、阵风、阵雨 强雷暴：伴有强风、冰雹、龙卷,2020/7/25,synoptic meteorology by: Xieqian,9,积雨云,2020/7/25,synoptic meteorology by: Xieqian,10,对流强对流形成条件,水汽条件 不稳定层结 抬升条件,一般对流,充沛的水汽 大气中需要有大量的不稳定能量存储 足够的冲击力,普通雷暴,2020/

4、7/25,synoptic meteorology by: Xieqian,11,对流的发展取决于,不稳定层结 （大气的不稳定能量） 抬升条件 （对流冲击力）,2020/7/25,synoptic meteorology by: Xieqian,12,阻挡层的双重作用,阻挡层：是指温度递减率很小、等温或逆温的气层。又称：稳定层、等温层、逆温层，还常称“暖盖”。 双重作用： 1、限制、抑制对流的发展； 2、积聚不稳定能量，使积聚的不稳定能量集中释放。 阻挡层的破坏：地面加热、有组织的垂直运动,2020/7/25,synoptic meteorology by: Xieqian,13,对流的冲击力

5、:,热力：自由对流或热力对流 动力：地形抬升、锋面抬升，系统性的 上升运动（槽线、切变线、低压、低涡）,2020/7/25,synoptic meteorology by: Xieqian,14,根据形成雷暴的冲击力可以分为： 热雷暴 地形雷暴 天气系统雷暴 锋面雷暴 冷涡雷暴 空中槽和切变线雷暴 副热带高压(太高)西部雷暴,2020/7/25,synoptic meteorology by: Xieqian,15,雷暴单体发展过程可分为三个阶段： 积云阶段：云中没有降水和下沉气流出现； 成熟阶段：有降水和下沉气流出现； 消亡阶段：云中以下沉运动为主、上升减弱,2020/7/25,synopt

6、ic meteorology by: Xieqian,16,积云阶段,2020/7/25,synoptic meteorology by: Xieqian,17,积云阶段Cu-TCu,特点： 云内都是上升气流（淡积云中5m/s,浓积云中1520m/s) 等温线向上凸,有利于上升气流发展 云大多由水滴构成，一般没有降水和闪电,没有下沉气流出现.,2020/7/25,synoptic meteorology by: Xieqian,18,成熟阶段,2020/7/25,synoptic meteorology by: Xieqian,19,积雨云阶段Cb(成熟阶段),特点： 上升气流比积云阶段更强大

7、 出现降水，降水的拖曳使得局部开始出现系统的下降气流，等温线呈波状，上升气流区温度高，下降气流区温度低 云中下降的冷空气至地面后，向四周辐散，强烈冲击暖空气，促使新雷暴产生产生并发展，形成阵风锋 云体厚度很大，不同高度上组成不同，云顶成砧状。云中电荷积累，云顶达20度高度以上时，开始有闪电出现,2020/7/25,synoptic meteorology by: Xieqian,20,消散阶段,2020/7/25,synoptic meteorology by: Xieqian,21,消散阶段,特点： 云中以下沉运动为主、上升减弱。 下降气流遍布云中，等温线向下凹， 云体向水平方向扩展，云体趋

8、于瓦解和消散，残留的云砧或转变为伪卷云、积云性高积云、积云性层积云。,2020/7/25,synoptic meteorology by: Xieqian,22,2020/7/25,synoptic meteorology by: Xieqian,23,决定雷暴单体不同发展阶段的主要因子是升降气流的变化 当上升气流旺盛而水滴还不大时，雷暴处于发展阶段； 当水滴增大到上升气流托不住时，下沉气流出现，雷暴发展到最旺盛时期； 当下沉气流在云中占主要时，消散阶段就到了 升降气流的转换通常很快（1530分钟）,2020/7/25,synoptic meteorology by: Xieqian,24,雷

9、暴云中不同阶段的雷暴单体,2020/7/25,synoptic meteorology by: Xieqian,25,2020/7/25,synoptic meteorology by: Xieqian,26,一般雷暴过境时的地面天气,1.气温：雷暴来临气温下降 2.气压：雷暴移来之前气压一直下降雷暴临近时气压开始上升 3.风： 雷暴移来之前风向雷暴吹去 雷暴移来，风向雷暴前方吹去 冷空气中心过后，风吹向雷暴后方 4.阵雨:阵风后，一般是强度较大的阵雨 5.雷电:雷暴云中，云与地面、云与云间都会出现闪电。,2020/7/25,synoptic meteorology by: Xieqian,2

10、7,雷电,雷电是由积雨云中冰晶“温差起电”以及其它起电作用所造成的云与地之间或云与云之间的放电现象。一般当云顶发展到-20等温线高度以上时，云中便有了足够多的冰晶，因此，就会出现闪电和雷鸣。,0C,-20C,水滴,雪花、过冷水滴,冰晶、雪花,+ + + + + +,- - - - - -,2020/7/25,synoptic meteorology by: Xieqian,28,二、强雷暴形成条件及天气,强风暴：是指在较强的垂直风切变中发展起来的，常常造成强风、冰雹、暴雨和龙卷天气的强对流天气系统。,2020/7/25,synoptic meteorology by: Xieqian,29,对

11、流强对流形成条件,水汽条件 不稳定层结 抬升条件,一般对流,充沛的水汽 大气中需要有大量的不稳定能量存储 足够的冲击力,雷暴形成条件环境条件： 中低层有合适强度的垂直风切变 低层暖湿、中层干冷,普通雷暴,强雷暴,2020/7/25,synoptic meteorology by: Xieqian,30,有稳定、强大的升降气流, 升降气流同时并存,互不干扰，且相互促进，维持相当长时间,强雷暴云的气流结构,2020/7/25,synoptic meteorology by: Xieqian,31,强雷暴云中气流结构,干冷,暖湿,2020/7/25,synoptic meteorology by:

12、Xieqian,32,强雷暴的天气,2020/7/25,synoptic meteorology by: Xieqian,33,下沉气流的形成：, 降水物的拖拽作用 在中层云外围绕流干冷气流被卷入后，在云体前部逐渐下沉 在中层，从云后部直接进入云中的干空气，降水物通过这种干空气是强烈蒸发冷却，形成很冷的下沉气流。,2020/7/25,synoptic meteorology by: Xieqian,34,下沉冷空气向外扩展,强烈冲击、抬升前方暖空气,2020/7/25,synoptic meteorology by: Xieqian,35,强雷暴云的气流结构特征,倾斜上升气流与下沉气流并存，上

13、升与下沉气流不互相干扰 上升气流右前方流入，上升后向前方流出，形成云砧 下沉冷空气近地层向外直线辐散，强烈冲击、抬升前方暖空气，形成飑线,2020/7/25,synoptic meteorology by: Xieqian,36,云中气流组织化表现在：,升降气流呈倾斜状，并互相不干扰 对水滴的筛选作用，不至因云中降落物的拖带作用而减弱上升气流 中空干冷空气的流入，加强风暴中下沉气流和低层冷空气外流 冲击前方暖湿空气，使对流更猛烈、更持久,2020/7/25,synoptic meteorology by: Xieqian,37,中层水汽含量影响风暴的强度 热带地区环境湿度大，云体是在与云内温度

14、相同的环境中增长，通过蒸发冷却对下沉气流的加强作用很小，主要由降水拖曳引起，因而热带地区雷暴没有中纬度强。,2020/7/25,synoptic meteorology by: Xieqian,38,太强风切变会将大量雨滴带至更大地区蒸发，冷却不能集中在主要的下沉区域，使下沉气流不如中等强度切变时强，对暖湿空气的抬升也没有中等强度切变时强 太强风切变高空带走的水滴多，降水效率减小 一般雷暴云底到云顶风切变： 1.5-2.5*10-3m/s 强风暴：2.5*10-3m/s,并不是风切变越强越有利,2020/7/25,synoptic meteorology by: Xieqian,39,强风暴发

15、生发展的条件,2020/7/25,synoptic meteorology by: Xieqian,40,强雷暴云的种类,1.超级单体风暴 2.多单体风暴 3.飑线风暴（飑线）,2020/7/25,synoptic meteorology by: Xieqian,41,1.超级单体风暴,只有一个巨大单体发展成的猛烈的强风暴,2020/7/25,synoptic meteorology by: Xieqian,42,2.多单体风暴,由多个处于不同阶段的雷暴单体组成的有机整体,2020/7/25,synoptic meteorology by: Xieqian,43,3.飑线风暴（飑线）,由排列成

16、带状的多个雷暴或积雨云群组成的强对流天气带,2020/7/25,synoptic meteorology by: Xieqian,44,地面图上特征,尾留低压,雷暴高压,中尺度低压,飑线,2020/7/25,synoptic meteorology by: Xieqian,45,雷达回波特征高显图,2020/7/25,synoptic meteorology by: Xieqian,46,雷达回波特征平显图,2020/7/25,synoptic meteorology by: Xieqian,47,2020/7/25,synoptic meteorology by: Xieqian,48,强雷

17、暴天气,下击暴流 飑锋 冰雹 龙卷,2020/7/25,synoptic meteorology by: Xieqian,49,强雷暴的天气,2020/7/25,synoptic meteorology by: Xieqian,50,下击暴流(downburst),2020/7/25,synoptic meteorology by: Xieqian,51,下击暴流(downburst),在地面或地面附近引起辐散型灾害性大风的强烈下沉气流。以辐射状从雷暴云中冲向地面，并迅速向四周扩散的下冲气流 范围很小：直径在3000米左右，恰好与一个机场相当， 维持时间：一般为10分钟左右， 风速却极大：一般

18、可达2030米每秒，最大可达45米每秒。,2020/7/25,synoptic meteorology by: Xieqian,52,图8-2-27 上冲云顶崩溃与飑锋移动的关系（引自M.Cann）,2020/7/25,synoptic meteorology by: Xieqian,53,水龙卷,2020/7/25,synoptic meteorology by: Xieqian,54,陆龙卷,2020/7/25,synoptic meteorology by: Xieqian,55,2020/7/25,synoptic meteorology by: Xieqian,56,2020/7/25,synoptic meteorology by: Xieqian,57,三、中小尺度天气系统与大尺度天气系统之间的联系,大尺度环流条件为对流活动提供背景条件，在一定条件下制约着对流和中小尺度系统的发生发展 发展起来的对流和中小尺度系统对大尺度系统有反馈作用 中小尺度系对全球大气环流动量、热量和水汽平衡有较大贡献,2020/7/25,synoptic meteorology by: Xieqian,58,谢谢各位！,2020/7/25,synoptic met