强对流天气()是对由大气强烈对流而产生的天气现象的总称,主要包括短时强降水、对流性大风、冰雹、龙卷等。这类天气突发性强,常伴随雷电活动,而且变化迅速,又有强破坏力,易造成巨大灾害。强对流天气由中小尺度天气系统引发,比起热带气旋等大尺度系统来影响范围较小、持续时间较短,也因此使强对流成为最难预报的天气类型之一。不同的机构、学者对“强”对流天气的定义有所不同,各国气象部门也常随着科研与实践结果进行更新。造成强对流天气的强雷暴系统属于深厚湿对流,主要由积雨云构成。伴有雷电的积雨云称雷暴云,一块雷暴云称雷暴单体,雷暴单体可组成雷暴群。强雷暴比一般雷暴有更强的,其内部有一高组织度、不对称的稳定垂直环流。强雷暴通常有超级单体、与飑线三种形式。预报强对流天气、预防强对流天气的袭击等问题,在预防灾害和保障国民经济方面十分重要,一些文献中该术语特指后文将介绍的“强对流风暴”等不建议这种用法,因为部分深厚湿对流没有雷电活动(如中国南方的一些对流暴雨、台风外围降水等),或称“强对流风暴”()(,港澳又称恶劣天气)即统称“强对流天气”(),它们是强烈的对流性天气过程,“强对流天气”亦有时简称“强对流”。
范围与时间
造成强对流天气的深厚湿对流属于中小尺度天气系统,天气预报常用“局地”“瞬时”等字眼。尽管如此,有时也可波及范围达数十万平方千米或以上(相当于中国大陆数省,或美国十几州及加拿大大部地区),持续时间达一天或以上)、锋面气旋暖区、副热带高压西北部、热带气旋内部、暖气团内部等。在台湾,雷雨每年自3月起开始增多,在7、8月间最常出现。这里简单给出一些国家的定义,具体的定义探讨与数值比较将在天气现象一章详细讨论。
中华人民共和国标准
2018年,中华人民共和国中国气象局发布了《强对流天气等级(QX/T 416—2018)》气象行业标准,将对流性天气划分为“较强对流天气”“强对流天气”与“超强对流天气”三个等级,根据雷暴、短时强降水、对流性大风、冰雹、龙卷等的相关事件出现与否及强度作为划分标准。其中,一次对流天气过程若要被评价为“强对流天气”或更高等级,需要短时强降水、对流性大风或冰雹强度达到某个阈值,或出现龙卷;雷暴(闪电)出现与否则不影响“强对流天气”的判定,又可泛指伴有雷电的对流性天气现象,还可指引发对流性天气的天气系统。
短时强降水
短时强降水(short-duration heavy rain,又称短历时强降水)是雨强较大、持续时间较短的对流性降水)。行标将达到1小时80毫米的短时强降水定为“超强对流天气”。美国天气局目前不将降水强度作为判定雷暴(对流天气)强度的标准;暴雨则强调累积量大(一般以24h或12h降水量为标准)):后者主要在台湾使用,泛指以任何天气系统(不限于造成强对流天气的中小尺度天气系统)、任何降水形式(不限于对流性降水)造成的短延时(如1、2、3、6小时等)强降雨事件;交通部中央氣象署将3小时100毫米以上的强降雨称为“短延时豪-{}-雨”,将3小時200毫米以上的强降雨称为“短延時大豪-{}-雨”。
对流性大风
对流性大风()是由对流单体中的下沉气流在近地面处水平扩散而形成的阵性大风;若伴随雷暴或雷雨出现,又可称“雷暴大风”或“雷雨大风”。}}();飑与雷暴联合发生合称“雷飑”()。在中国大陆,冰雹直径大于20mm(2.0cm)可达到“强对流天气”等级,否则只为“较强对流天气”(达50mm则为超强对流天气;此外,有学者认为达20mm即应算作“重大强对流天气”。龙卷的出现频率在不同地区有较大差异,如2022年中国大陆共出现25次龙卷,而美国则高达1331次。
*美国是龙卷最多的国家,平均每年因龙卷造成的经济损失达几亿美元:科学界的共识有,在目前的技术下,龙卷不可能提前1小时以上定时定点预报。在中国大陆,龙卷的相关研究仍处起步阶段,预报预警服务仍属试验阶段。
美国天气局根据龙卷的最大风速(单位为km/h)将龙卷分为 EF0~EF5 6个等级,这种划分称作方法,通称“雷暴生成三要素”。}}、低压/气旋、低涡(即高空的低压/气旋)等,大多数雷暴都产生于这些辐合性天气系统中)。此外,迎风坡具有地形抬升作用,故山区比平原更易发生强对流天气。最后,夏季午后日照加热陆地表面,可形成局地热力抬升作用,使近地面形成绝对不稳定层结,这样形成的雷暴称“热雷暴”或“气团雷暴”;特别地,由地表受热不均形成的局地小型垂直环流可加强这种触发机制,如白天湖岸陆地比水面更易发生对流,“强垂直风切变”即风速矢量随高度迅速变化)。一般来说,除短时强降水外,强雷暴大风或冰雹、强龙卷等强对流天气的产生需要强垂直风切变环境的支持;“大气边界层”即大气层底部受地表影响的一层,上界高度一般在1~1.5km。基于边界层的对流()通称“地基对流”()或“地基雷暴”;而在边界层之上触发的DMC则称“高架对流”或“高架雷暴”。DMC生成在不同地区的具体条件或原因不完全相同,例如高架对流在美国多由900~600hPa的辐合和汇流触发,而中国大陆则多由850~700hPa附近切变线触发。
雷暴单体与雷暴群
在不稳定的气层中,湿润空气团垂直抬升,首先形成积云(),积云中发展旺盛、浓厚庞大的类型为浓积云()。浓积云形成后,若对流继续增强,云顶继续向上发展,达冻结高度后,浓积云可发展为积雨云()。此时云内水的相态复杂,有过冷水滴、雪花、冰晶等。当云顶发展至-20℃高度以上时,云中的冰晶数量便足以通过“温差起电”作用产生闪电(通常闪电越频繁,意味着积雨云越强、云顶高度越高),这种合并过程与整个对流系统的发展和强对流天气有密切联系(即冲击地面的强下沉气流),在所有强雷暴类型中组织度最高,产生的天气最激烈。超级单体水平尺度一般为20~30km,垂直伸展可达12~15km;持续时间通常为1~4h,长的可达8h(所谓“中气旋”是一个基于雷达观测数据而非现实物理实体定义的概念,指在气象雷达图上显示的具有特定尺度、深度和持续时间的旋转区域)。
“多单体风暴”是最常见的强对流风暴,由许多较小的、生命期短暂的雷暴单体组成。
“飑线”是许多雷暴单体沿线状侧向排列形成的雷暴带
外部链接
强对流实况
*[http://www.nmc.cn/publish/observations/lighting.html (中华人民共和国)中央气象台:天气实况:强对流:雷电(地闪)]
**[http://www.nmc.cn/publish/observations/heavyrain.html 中央气象台:天气实况:强对流:短时强降水]
**[http://www.nmc.cn/publish/observations/gale.html 中央气象台:天气实况:强对流:雷暴大风]
**[http://www.nmc.cn/publish/observations/hail.html 中央气象台:天气实况:强对流:冰雹]
*[https://www.hko.gov.hk/tc/wxinfo/llis/gm_index.htm 香港天文台:閃電-{}-位置資訊服務]
*[https://www.smg.gov.mo/zh/subpage/73/lightning 澳門特別行政區政府地球物理氣象局:闪电图]
**[https://www.smg.gov.mo/zh/subpage/355/embed-path/p/query-ts-c_ts 澳門特別行政區政府地球物理氣象局:惡劣天氣記錄:雷暴警告信號]
*[https://www.cwa.gov.tw/V8/C/W/OBS_Lightning.html (中华民国)交通部中央气象署:即時閃電]
强对流预报预警
*[http://www.nmc.cn/publish/bulletin/swpc.html 中央气象台:强对流天气预报]
**[http://www.nmc.cn/publish/country/warning/strong_convection.html 中央气象台:强对流天气预警]
*[https://maps.weather.gov.hk/ocf/index_uc.html?data=ncln 香港天文台:一小时闪电预报]
**[https://maps.weather.gov.hk/llis/llaw_uc.html#/map 香港天文台:指定地點閃電戒備服務]
**[https://www.hko.gov.hk/tc/rhr/main.html 香港天文台:大雨及雷暴區域資訊]
*[https://www.smg.gov.mo/zh/subpage/34/thunderstorm-main 澳門特別行政區政府地球物理氣象局:現時雷暴警告]
*[https://www.cwa.gov.tw/V8/C/P/Warning/W33.html 交通部中央气象署:大雷雨即時訊息]
雷达图像
*[http://www.nmc.cn/publish/radar/chinaall.html 中央气象台:雷达图]
*[https://www.hko.gov.hk/tc/wxinfo/radars/radar.htm 香港天文台:天气雷达图像]
*[https://www.smg.gov.mo/zh/subpage/73/radar 澳門特別行政區政府地球物理氣象局:雷达图]
*[https://www.cwa.gov.tw/V8/C/W/OBS_Radar.html 交通部中央气象署:雷达回波]
**[https://qpeplus.cwa.gov.tw/pub/?r=564 交通部中央气象署:剧烈天气监测]
卫星云图
*[http://www.nmc.cn/publish/satellite/fy4b-visible.htm 中央气象台:卫星云图]
*[https://www.hko.gov.hk/tc/wxinfo/intersat/satellite/sate.htm 香港天文台:氣象衛星圖像]
*[https://www.smg.gov.mo/zh/subpage/73/satellite 澳門特別行政區政府地球物理氣象局:卫星图]
*[https://www.cwa.gov.tw/V8/C/W/OBS_Sat.html 交通部中央气象署:卫星云图]
评论 (0)