雷暴及其强对流天气

积雨云
（二）普通雷暴单体的生命史
3、消散阶段：下拽气流占据云体的主要部分
3、消散阶段

随着降水的发展，云内下沉气流的范围不断扩 大，最终遍布整个云体，这时积雨云就从成熟 阶段进入消散阶段。由于云内整个都是下沉气 流，降水逐渐减弱，云内温度和环境空气趋于 一致，云体也就逐渐崩溃消散或水平延展蜕化 为层状云，继续下些小雨。生命周期终了的标 志是云中垂直运动的消失，这一阶段大约历时 30分钟。
air mass CB
an air-mass CB is developing with the rise of temperature near the ground along the day. It occurs within a given unstable airmass and is not caused by the passage of a front
暖湿不稳定空气在山的迎风坡被强迫抬升 而形成的雷暴。
特 征
常很快形成，雷暴云沿山脉走向成行
出现而不大移动，且面积较大；云中 气流剧烈，降水强度大，有时还会降 冰雹；云底高度较低，常能遮住整个 山头。
orographic CB
三、天气系统雷暴
（一）锋面雷暴 冷锋雷暴、静止锋雷暴、暖锋雷暴
1、冷锋雷暴：是冷空气强烈冲击暖湿不稳定 空气而形成的。 冷锋强、锋面坡度大、移动快、暖空气不 稳定、湿度大时，有利于冷锋雷暴的形成 冷锋雷暴出现时间，大约在冷锋过境前后 2~4小时内。
普通单体雷暴(single-cell storm)
单体雷暴是指由大气的强对流现象形成的一个雷雨单体，具 有完整的雷暴组织，云顶高度可达12公里，直径约2 －3公里至 8－10公里，上升气流最旺盛时可达到20m/s，普通则在5－ 15m/s之间。 单体雷暴的移动：与垂直方向的平均环境风矢量相同。
夏季发生于急行冷锋前部的飑线风暴
Squall line
lines of CB’s : gust fronts and squall lines
On this picture, a squall line is developing. CB’s are regenerated and extended along a rather curved line On this video, several squall lines are developing and seem to gather in a front
体几千米以外的地方。
三、龙卷（tornado）
三、龙卷（tornado）
定义：是大气中一种小范围、强烈对流旋转的空气 涡旋。一般与强对流云相伴出现。 范围：小尺度系统，水平几十到几百米，最大不超 过1Km。垂直800～1500米。 形状：对流云底的漏斗状云柱 分类：水龙卷、陆龙卷
龙卷的天气特征
前些年，我国军民航都曾发生过飞机遭受雷暴击 伤和击毁的飞行事故。随着我国航空飞行事业的 快速发展，飞机遭遇雷暴危及飞行安全的几率也 明显增加。据中国国际航空公司机组反映，近几 年来，国航B—747航班在飞往美国和欧洲航线上， 都曾遭遇过雷电击伤飞机，好在机组处置及时果 断，才没有发生重大飞行事故。 飞机在暖季飞行，尤其是夏季飞行时，常会遇到 雷暴天气。对于从事航空飞行工作的人员来说， 了解雷暴的形成机制，清楚雷暴的危害，掌握雷 暴信息，采取有效措施，避开或飞越雷暴天气区， 确保飞行安全具有十分重要意义。
（二）冷涡雷暴
1、北方冷涡雷暴：出现在我国东北和华北地区，由 于这些地区下半年为暖湿空气控制，冷涡一到，上 空降温，空气层结变得不稳定，就会产生雷暴。 特点： 常出现在我国东北和华北地区， 具有不稳定的天气， 出现时天气变化很突然，在短时间内可从晴朗无云 到雷声隆隆 有明显的日变化，一半多出现在午后或傍晚。
中心气压极低：中心气压可降至400hPa以下，甚至达到 200hPa。
04年9月6日下午香港机场出现龙卷
形如漏斗， 高逾数百 米，时速 62公里， 两辆小货 车被卷上 半空，1人 受伤。
第四节 雷暴的种类
按雷暴的强度，可分为普通雷 暴和强雷暴。按形成雷暴的冲 击力不同，可以分为
热雷暴 地形雷暴 天气系统雷暴
雷暴及其强对流天气
雷暴的形成和发展
众所周知，雷暴天气是夏季常见的天气现象。它是
由对流旺盛的Cb引起的，伴有闪电雷鸣的 局地风暴，称雷暴。它是Cb强烈发展的标 志，雷暴中有强烈的湍流、积冰、闪电、阵 雨和大风、冰雹、龙卷和下击暴流。它是飞 机航行时所遇到的最恶劣最危险的天气，由 于雷暴一般伴有雷雨，所以常与雷雨通称。
特点：
强度大，许多雷暴云沿锋线排列，组成 一条狭长雷暴带。冷锋雷暴在昼间、夜间、陆 地、海上都能出现，日变化较小，一般下午和 前半夜较强，早晨减弱。移动速度快 ，每小 时可达40－60千米。

frontal CB
isol
EMBD
Cumulonimbus which occurs at the passage of a front. The embedded pattern is an important element of aeronautical description : a pilot which is flying in this area must survey his route with a meteorological radar
夏季
白天，地面受热不均而形成 晚上，热雷暴也可能在高空出现
冬季
热雷暴可能出现在沿海地区。当 冷的潮湿空气移动到暖海面上时 形成。
特征：
范围小、孤立分散、各个雷暴云间通常 有间隙，有明显的日变化：
大陆上：
多出现在午后至傍晚，入夜 后逐渐消散 海洋湖泊：出现在夜间或黎明，白天 减弱和消散
二、地形雷暴
（二）多单体风暴 由多个处于不同发展阶段的雷暴单体组成，这些 单体不像一般雷暴单体那样随机发生，相互干 扰，而是有组织的排成一列，具有统一的垂直 环流系统，其前部有一支上升气流，新的单体 不断在风暴群体的右前侧产生，后部有一支下 拽气流，老的单体不断在左后侧消亡，看起来 风暴象是一个整体在移动。
（二）多单体风暴
一、普通雷暴的形成和发展
通常，在天气预报和对外服务工作中，人们习惯把 只伴有雷声、闪电或（和）阵雨的雷暴称为“普通 雷暴”或“弱雷暴”，而把伴有暴雨、大风、冰雹、 龙卷风等严重的自然灾害性天气现象的雷暴叫“强 雷暴”。一般雷暴强度弱，维持时间较短，多为几 分钟到一小时，但出现次数较多；强雷暴强度大， 维持时间长，一般为几十分钟到几小时，个别可间 歇维持数小时到几天（如冷涡雷暴）。 （一）普通雷暴的形成条件 大量的正不稳定能量 充沛的水汽 足够的冲击力
当飞机误入雷暴活动区内，轻者造成人及损伤， 重者机毁人亡。因此，雷暴是目前被世界航空 界和气象部门公认的严重威胁航空飞行安全的 天敌。 据统计，全球每年发生雷暴1600万次，平均每天 约发生4.4万次，每小时约发生1820次，所以每 一个飞行员都有可能遇到雷暴，特别是运输机 夏季飞行，差不多经常会遇到。 根据美国民航近年来因气象原因发生的飞行事故 分析统计，48起飞行事故中有23起与雷暴有关， 占事故总数的47.9% 据美国空军气象原因发生飞行事故分析统计，雷 暴原因占55—60%。这些统计数字也充分证明， 雷暴仍然是目前航空活动中严重危及飞行安全 的重要因素。

（二）普通雷暴单体的生命史
1、发展阶段：从Cu发展成TCu。云内都是上升气流
1、发展阶段


初期常常由几个小积云聚合成一个较大的积云单体， 并开始出现雷暴回波。水平尺度初期2-3公里，到后期 可达10公里，云顶高度可达7.5-9公里。 在形成阶段后期，云的中上部最大上升气流速度可达 15米/秒。云底及四周环境空气辐合上升卷入云内。地 面相应有明显的气流辐合。云体通常沿着对流层中层 的风向移动。飞机观测表明，云中降水出现在云的中 上部，通常0℃层以上1公里之内主要是液态水滴，再 向上出现雨夹雪，最上部是干雪 由于这一阶段时间上包括出现积云到形成风暴这一过 程，所以确切的时间很难确定。如果从云中出现雷达 回波开始计算，则这一阶段大约历时10-15分钟。
2、静止锋雷暴
由暖湿不稳定空气沿锋面上升，
或由低层气wenku.baidu.com辐合上升而形成
特点:
范围较广，持续时间长， 雷暴云常隐藏在深厚的层状云系中，常
有明显的日变化 日变化：多产生在后半夜，白天减弱或 消散
静止锋雷暴
3、暖锋雷暴：
特征： 不如冷锋雷暴强烈， 与静止锋雷暴相似 但夜间出现更多些。

（二）普通雷暴单体的生命史
2、成熟阶段：从TCu发展成Cb。以云顶冰晶化并开始 出现降水为标志。
2、成熟阶段


此阶段云顶发展很高，顶部遇到平流层开始向四周延展而形 成云砧，且有冰晶化的丝缕出现，这已经成为积雨云外形结 构上一个重要特征 由于降水质点的拖曳作用，在云的移动方向后部的中下部位 开始出现下沉气流。在云的中上部和移动方向的前部仍维持 有系统的上升气流。在云的上部，上升气流仍随高度而增强 。最大上升速度出现在成熟阶段早期，可超过30米/秒。下沉 气流随高度变化不大，最大下沉气流速度达到12米/秒的并不 少见 下沉冷空气倾泻至地面，向四周辐散，形成雷暴大风，整个 地面气流辐散区气压上升，形成雷暴高压。 一般成熟阶段维持15-30分钟，此期间云顶最高，可达12公里 ，个别可超过18公里，不过有许多不超过9公里。
普通雷暴单体的雷达图像
方位角332.1度
二、强雷暴的形成和发展

分为超级单体和多单体风暴
（一）超级单体风暴
超级单体雷暴是由一个巨大单体发展成的猛烈的强风暴。其内部的气象 要素和物理量场都比其他类型的雷暴强很多倍。
其水平尺度达到数十千米，生命期可达数小时，其中成熟期就有一小时
以上，是一种强烈的中尺度系统。
范围小：水龙卷直径为25～100米，陆龙卷稍大100～1000米， 高度800～1500米。 生命期短：一般为几分钟到几十分钟。 风力大：自中心到40米处风速最大，最大风速近200m/s。
直线移动：移动路径多为直线，平均移速15m/s，移动距离几
百－几千米。
破坏力强：破坏力巨大，给局部地区带来严重的灾难。
1、冷锋雷暴－规律

在冷锋前暖湿空气活跃（如有正变温、增湿、南风较大、暖 空气不稳定等），当冷锋过境时一般有雷暴形成。 冷锋雷暴的发生与锋面上空的形势有关。

如果锋面附近，高层为冷平流，低层为暖平流，且平流较强，
则锋面过境时绝大多数会产生雷暴。

在850hPa等压面图上锋面所在区域内绘出等露点线或等比湿 线，如果湿舌的轴线沿地面锋线伸展，则有利于雷暴生成。
二、冰雹
閖ection exhaust vertical verticale (b)
wind vent
(c)
2 4 5
normal exhaust
3
閖ection lat閞ale (a) lateral exhaust
1
ways of hailstones inside a CB
二、冰雹
大的或中等的冰雹降落在飑锋后的大风区，小冰雹 则会随斜升扭转气流沿砧状云顶抛出，落在距离云
第三节 飑线、冰雹和龙卷
一、飑线风暴 简称飑线（Squall Line），是排列成带状 的多个雷暴或积雨云群组成的狭窄的强 对流天气带。
Lines of CB’s : gust fronts and squall lines
一、飑线风暴
飑线上的单体常彼此不相干扰，飑线上 的对流云不断新陈代谢，但作为整体， 可维持4－18小时，沿飑线会出现十分恶 劣的天气。常出现在气团内部或冷锋前。
飑线雷达平显图像
飑线与冷锋的比较
飑 线
冷 锋
尺度：中尺度天气系统，几十到几百公里。 天气尺度，达数千公里。
天气：天气恶劣，变化剧烈而短促。 移速：比较快，是冷锋的2～3倍。 大范围持久坏天气。 平均移速30～40Km/h。
生命史：几十分钟到十几小时。
数天。
日变化：明显，上午弱，午后强，傍晚弱。 无明显日变化。 性质：在气团内部发生发展. 两种性质不同的气团的交接面。