雷暴的概念及形成原理

雷暴的概念及形成原理

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。

【雷暴发生的条件】

雷暴会在大气不稳定时发生，并且会制造大量的雨水或冰晶。通常其发生有三种特定情况：

地球大气层低空带的湿度很高，这可以由露点温度观察得到

高空与低空的温度差异极大，亦即是气温递减率极大

冷锋（使暖气团抬升）受到外力的逼迫而汇聚

对流天气的形成条件①水汽条件充沛的水汽

②对流的形成

不稳定层结大气中需要有大量的不稳定能量存储

抬升条件足够的冲击力

对流发展的决定因素

不稳定层结

（大气的不稳定能量）

阻挡层的破坏：地面加热、有组织的垂

直运动

抬升条件

（对流冲击力）

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

PS：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”。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。

【雷暴的分类】

根据冲击力可以将雷暴分为：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）

地形雷暴：它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。在山岭地区，当暖空气经过山坡被强迫上升时，在山地迎风的一面空气沿山坡上升，到一定高度变冷

而形成雷云；但到了山肪背风的那一面，空气沿山坡下沉，温度升高，雷雨消散或减弱。

特别是在滨海的山岳地带，近海的一面山坡上便常易有雷雨发生，这是由于海风潮气特重的缘故。

热雷暴：因热力抬升作用而形成，多发生在单一气团内部。常常出现在大陆夏季闷热、无风和晴朗的夏天的午后。

锋面雷暴：在两个大的气团移动的界面上，也就是在冷气团和暖气团相遇的锋面上发展起来的雷暴。这时冷空气总在暖空气下面，排挤暖而湿的空气，并把它抬升起来，于是引起当地的天气的急剧变化。冷锋、暖锋、静止锋上都可产生雷暴，但以冷锋雷暴出现最多,强度也较强，而暖锋雷暴较少。

【雷暴的生命周期】

雷暴的生命周期有三个阶段，分别是积云阶段、成熟阶段及消亡阶段。

积云阶段：云较四周的空气暖和，因此云内部的空气加速向上升，并很快升到温度远低于凝点的高度。所以四周大量的小水点、冰晶或雪片向云内汇聚，这时只有不断增强的上升气流而没有下降气流。

成熟阶段：积雨云变得越来越大，甚至会进入平流层。不过水滴及冰晶会因为过重，使得上升气流并不能承托其重量，而开始落下，其表面所产生的摩擦会带动四周的空气向下沉，并逐步增强下坠力从而产生下降气流，乱流中的水滴、冰晶互相摩擦，产生电压，放电时会产生闪电和雷声。这时便会出现滂沱大雨并且伴有雷电或上升下降乱流，而若下降气流极强则可能会降雪或冰雹。而由高空下降的冷气流在到达地面时会水平展开，这时很易会生成猛烈阵风。升降气流的转换通常很快（15－30分钟）消亡阶段：上升气流逐渐消失，这时雷暴主要受到已变弱的下降气流影响。云里大部分的水点被释出，已无力再降雨，而雷暴亦逐渐消失。

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

【一般雷暴过境时的地面天气】

气温：雷暴来临气温下降

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

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

阵雨：阵风后，一般是强度较大的阵雨

雷电：雷暴云中，云与地面、云与云间都会出现闪电。

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）=强

雷暴

这样的环境条件下，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。

【强雷暴的分类】

根据根据大气的不稳定性及不同层次里的相对风速，将雷暴主要分为四种，分别为单体雷暴、多单体雷暴、飑线及超级单体雷暴。而后三种都属于强雷暴：

单体雷暴(Single cell storms)是在大气不稳定，但只有少量甚至没有风切变时发生。

这些雷暴通常较为短暂，不会持续超过1小时。在平日亦有很多机会看到这种雷暴，因此亦被称为阵雷。

多单体雷暴(Multicell storms)由多个单体雷暴所组成，是单细胞雷暴的进一步发展而成的。这时会因为气流的流动而形成阵风带，这个阵风带可以延绵数里，如果风速加快、大气压力加大及温度下降，这个阵风带会越来越大，并且吹袭更大的区域。

飑线（Squall line），有时亦称线飑。是指带状的雷暴群所构成的风向、风速突变的一种中至小尺度的强对流天气，通常伴随或先于冷锋出现。其破坏性很强大。

超级单体雷暴(Supercell storms)是在风切变极大时发生的，并由各种不同程度的雷暴组成。这种雷暴的破坏力最大，并且有30%可能性会产生龙卷风。

在超级单体雷暴的发生同时，可能会有大雷雨的发生。大雷雨为风速每小时90公里以上的雷暴。这些雷暴同样可以有闪电及傍沱大雨，但更易造成洪水泛滥，阵风及龙卷风，但定义随不同国家而有所改变。

【关于雷暴形成原因的总结】

基本条件水汽条件（低空急流、湿舌）

不稳定层结

上升运动

普通雷暴

转换条件中低层垂直风切变生命期长的雷暴或强雷暴

增强条件高空辐散；地形生命期长的强雷暴

PS：风切变指大气中不同两点之间的风速或风向的剧烈变化。根据两点高度之间的差异，风切变可分为水平和垂直两大类。垂直风切变是指垂直于地表方向上风速或风向随高度的剧烈变化，强烈的垂直风切变的存在可造成桥梁楼房坍塌、飞机坠毁等恶性事故，给人类生活