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风雨雷——强对流组团揭秘

对流天气在四季都可能出现,春夏季最为频发。从地域上来看,强对流天气并非南方地区的“专利”;从时节上分析,南方往往比北方出现得早。强对流天气来势汹汹,去势匆匆,被认为是“急性子”,其生命周期短暂并带有明显的突发性,通常为一小时至十几小时,最短仅有几分钟至一小时。强对流天气突发性强、破坏力大,是我国气象防灾减灾的重中之重。

随着夏季到来,我国受冷空气影响减弱,暖湿气流不断增强,可以北上至更北的地方。因此,长江流域一带、华北和东北,都会成为强对流天气频发区域。

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雷暴 图片来源:世界气象组织

那么,究竟什么是强对流天气?在气象学上,它是指由深厚湿对流产生的剧烈、破坏力强的灾害性天气,为雷电、强降水、冰雹、大风、龙卷风等任意一种或者其中几种天气。

说起深厚湿对流,就是空气强烈的垂直运动而导致的天气系统,表现为对流云系或孤立对流云,在气象学上属于中小尺度天气系统,被列为仅次于热带气旋、洪涝之后的第三位具有杀伤力的灾害性天气。

夏季常发生的雷雨,就是深厚湿对流产生的一种天气。夏季午后,地表受炙烤,不断吸收太阳短波辐射,温度上升。地表主要通过热传导将贴地层空气加热,然后低层热空气通过浮力机制发生暖上升和冷下沉补偿的对流机制,再加上湍流(可以理解为乱流)混合的机制逐渐加热上层的大气。这样,一方面低空的空气温度升高时就具有了一定的热能,另一方面温度越高的空气具有越高的“储水”能力,即能容纳更多的由江河湖海蒸发而来的水汽,从而将水的潜热能也储存在低空大气中。当低空大气的这些总能量高于高空大气时,大气就会处于不稳定的状态,也就是所谓的“上冷下暖”大气层结,一旦某种空气运动机制将低空大气抬升到某个高度时,它储存的这些能量就会被释放出来并爆发性地增强原有的上升运动,进而形成深厚的强对流天气系统。当湿空气上升时,由于高空气压低、空气稀薄,就会发生膨胀冷却,气温下降,水汽就会凝结、冻结或凝华成水滴、冰晶、雪花和冰雹等降水粒子。当上升气流托不住长大的降水粒子时,这些粒子就会落下,可能又被更强烈的上升气流再次携升。如此反复,小粒子就会长成大粒子,直至上升气流再也无力支持其重量时,最后变为大雨或冰雹。越多的水汽参与越强烈的上升运动,就会有越多和越大的降水粒子形成,这也解释了夏季雷雨与春季连阴雨的不同之处。

当然,各类强对流天气形成的物理过程各异。强对流天气是以大尺度天气系统为背景,大尺度天气系统影响或决定着中小尺度天气系统的生成、发展和移动过程。例如,梅雨期间,大范围的冷暖空气交汇形成梅雨锋雨带,如果配合上地形等有利条件就会在局部地区产生暴雨。另外,强对流天气与下垫面的动力和热力作用的影响也有很大关系。

强对流天气常导致多种灾害,会造成房屋倒塌、农作物损毁、交通中断、人员伤亡等。遇到强对流天气,最好减少户外活动,尽量在室内避险。在多雨季节,要密切关注当地气象部门的短时临近预报,一旦收到强对流天气预警,立即采取相应措施,尽快撤离至安全区域并采取防护措施。


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