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2019-06-25 08:30 来源:宜宾新闻网

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强对流天气 (气象术语)

强对流天气指的是发生突然、天气剧烈、破坏力极大,常伴有雷雨大风、冰雹、龙卷风、局部强降雨等强烈对流性灾害天气。在气象上属于中小尺度天气系统,水平尺度一般小于200公里,有的仅有几公里。生命史短暂,有明显的突发性,约为一小时至十几小时,较短的仅有几分钟至一小时。它常发生在对流云系或单体对流云块中。强对流天气来临时,经常伴随着电闪雷鸣、风大雨急等恶劣天气,致使房屋倒毁,庄稼树木受到摧残,电信交通受损,甚至造成人员伤亡等。

1基本介绍

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强对流天气指的是发生突然、天气剧烈、破坏力极大,常伴有雷雨大风、冰雹龙卷风、局部强降雨等强烈对流性灾害天气。

强对流天气在气象上属于中小尺度天气系统。这种天气破坏力很强,它是气象灾害中历时短、天气剧烈、破坏性强的灾害性天气。世界上把它列为仅次于热带气旋地震洪涝之后第四位具有杀伤性的灾害性天气。

2现象成因

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强对流天气强对流天气
    强对流其实是空气强烈的垂直运动而导致出的天气现象。最典型的就是夏季午后的强对流天气:白天地面不断吸收太阳发出的短波辐射,温度上升,并且放出长波辐射加热大气。当近地面的空气从地球表面接受到足够的热量,就会膨胀,密度减小,这时大气处于不稳定的状态。这就像水缸里的油和水一样,当密度较小的油处于水缸底部,而水处于上部时,一定会产生强烈的上升运动,最终油会浮到水面上。同理,近地面较热的空气在浮力作用下上升,并形成一个上升的湿热空气流。当上升到一定高度时,由于气温下降,空气中包含的水蒸气就会凝结成水滴。当水滴下降时,又被更强烈的上升气流携升,如此反复不断,小水点开始积集成大水滴,直至高空气流无力支持其重量,最后下降成雨。这也是为什么夏天雷雨不像春雨那样细雨绵绵,水滴较大的原因。

当然各类强对流天气形成的物理过程是不完全相同的,这与下垫面的动力和热力作用的影响有很大的关系。而且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。比如说梅雨期间,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。

3表现形式

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强对流天气的主要表现形式有:强雷电、短时强降水、龙卷风、冰雹、雷雨大风等。

强对流天气系统中雷电频次特别多,强度也比较大。

短时强降水是指短时间内降水强度较大,其降雨量达到或超过某一量值的天气现象。这一量值的规定,各地气象台站不尽相同。

龙卷风是一种强烈的、小范围的空气涡旋,是由雷暴云底伸展至地面的漏斗状云(龙卷)产生的强烈的旋风,其风力可达12级以上,最大可达100米/秒以上,一般伴有雷雨,有时也伴有冰雹。它是大气中最强烈的涡旋现象,影响范围虽小,但破坏力极大。龙卷风的水平范围很小,直径从几米到几百米,平均为250米左右,最大为1千米左右。龙卷风持续时间,一般仅几分钟,最长不过几十分钟,但造成的灾害是很严重的。

冰雹是从雷雨云中降落的坚硬的球状、锥状或形状不规则的固体降水。通常直径5毫米以上的都称为冰雹,大冰雹直径2厘米左右,像鸡蛋那么大(直径约10厘米)冰雹比较罕见,极端情况下,特大的冰雹直径可达30多厘米以上。一般认为,冰雹是由于冰晶或雨滴在对流的积雨云中下落到强的上升气流中被重新带到高空冻结层再度增长,经过多次反复直到上升气流无法拖住后坠下而形成。它通常是产生在系统性的锋面活动或热带气旋登陆影响过程中,但也有局部性的。冰雹一般多出现在春夏之交。

雷雨大风指在出现雷雨天时,风力达到或超过8级(≥17.2米/秒)的天气现象。通常由积雨云中强烈的下沉气流到达地面扩散开来而形成。当雷雨大风发生时,乌云滚滚,电闪雷鸣,狂风夹伴强降水,有时伴有冰雹,风速极大。它涉及的范围一般只有几公里至几十公里。

4主要危害

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强对流天气强对流天气
    强对流天气灾害大体上可将其归纳为风害、涝害、雹害。强对流天气发生时,往往几种灾害同时出现,对国计民生和农业生产影响较大。

飑线、龙卷风和雷雨大风最突出的气象要素之一是强风。尽管飑线的水平尺度小,但在其影响的范围内都将发生强大的风、雨灾害,可导致树木折倒,房屋掀翻,瓦砾飞行,人畜受伤受害,庄稼倒伏。由于各类强对流天气有各自的发生季节和发生特点,农业生产为户外作业,又是根据季节来安排的,所以强对流天气对农业生产中 的各类作物的危害不尽相同。上述的洪涝、强风、雹是强对流天气灾害中影响农业生产的主要几种危害。强对流天气对农业生产的直接危害是外力摧毁庄稼,间接危害是由内涝诱发和传播病虫害致庄稼减产甚至绝收。

5防御措施

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进一步提高强对流天气的预报水平

首先要对强对流天气的产生和移动作好预测预报,可利用气象雷达监测,加强气象台、站联防来预报强对流天气的发生,监视它的活动,还可利用地球同步卫星连续拍摄的云图照片,对强对流天气发生、发展、移动及消亡进行探索、追踪,配合天气形势图分析,有助于判断强对流天气出现地区的预测预报,从而可提高强对流天气的预报水平;及时发布预报信息,以便在强对流天气出现以前采取必要的防御措施。

加强对强对流天气系统的理论研究工作。如加强对强对流天气成因的机理研究,加密监测强对流天气网点,更新监测手段;建立防灾减灾计算机指挥系统,尽快应用于抗灾救灾工作,提高应变能力,对影响本地区的强对流天气灾害进行系统整理,并建立强对流天气数据库和灾情库,及时为领导决策和采取措施提供准确的灾情资料。

建立健全气象预警和防灾减灾系统

当发现强对流天气将发生时及时发出警报。迅速将强对流天气可能出现的预报传达至各有关地区、有关单位;通过广播、电视、高频电话等及时传递。

兴修水利,清理沟渠,疏通水道整治脏、乱、差,以防强降水造成内涝积水。

开展人工消雹。防雹的主要措施是消雹,使形成雹块的云层减薄或消散,阻止云中酝酿成雹和小雹长成大雹。方法有二种:一是将碘化银或碘化铅等催化剂通过地面燃烧或飞机播撒方式投入到成雹的积雨云中,增加积雨云中的雹胚,使其形成小雹,不易长成大雹。二是爆炸,采用高射炮、火箭、炸药包等向成雹的积雨云轰击,引起空气的强烈振动,使上升气流受到干扰,从而抑制雹云的发展,同时也能增强云中云滴间碰并的机会,使一些云滴迅速长成雨滴降落。

强对流天气发生时,瞬时大风容易造成树木折断和房屋倒塌,进而造成人员伤亡。在飑线系统或者有龙卷风以及其他大风出现时,公众要远离易折断的树木、广告牌以及危房等。此外,要加强对雷电的防范,不要呆在空旷的环境中,应躲避到有避雷设施的建筑物里;如果在室外,有车的话要尽量在车内躲避。

加强生态环境保护和农林牧结构合理化

在多强对流天气灾害发生的地方特别是山区,需大力种草种树,封山育林,绿化荒山,以增加森林覆盖率。做好水土保持,减少水土流失。尽可能减少空气的对流作用,以减轻强对流天气灾害的发生。农区增加林牧业比重,并增加种植抗强对流天气灾害和复生力强的作物比例。在强对流天气灾害多发区,多种根茎类作物。农作物关键生育期应错开强对流天气灾害多发时段。成熟作物要及时抢收。

植树造林,绿化环境,加固建筑物,以防雷雨大风、龙卷风等风害。改变生态环境,防止土壤沙漠化,保护水源,疏导沼泽。

作物受灾后需及时采取补救措施。强对流天气灾害发生后,作物除遭受机械损伤外,还可能遭受许多间接危害,因此,应根据不同灾情、不同作物、不同生育期的抗灾能力等情况,及时采取补救措施。

6预报困难

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“强对流天气发展比较快,消散得也快,在所有的天气类型中是最难预报的。”面对着正在我国南方多地横行的强对流天气,一名省级预报员直言道,它的预报是一道世界性的难题。

强对流天气强对流天气

强对流天气预报,为何困难重重?这是因为,对流性天气的生成往往很突然,并迅速增强。通常来讲,一个对流系统对于某一地区的影响时间也相对较短,同时因为生成速度很快,影响范围也比较小。像这种尺度小又迅速发展的系统,在气象上来讲是预报的难点。对于对流天气来讲,它的覆盖范围很小,同时发展迅速,使得在目前的观测条件下,不仅是中国,包括世界各地,对于其信息的捕捉也还不够全面,因此对这种天气的认识和了解还存在着一定的局限性。

现在世界上各个国家对于可能性的预报都只是潜势预报,即在某一个相对比较长的时间段里,某个地区可能会有对流天气的发生。由于时段较长,所以只能全面地给出一个大范围的预报,并不特别具有针对性。所以为了做好有针对性的服务,世界各国就采取临近预警方式来加强服务和指导。

以龙卷风来说,由于其属于小尺度天气系统或者小概率事件,其时间、空间随机性较强,目前绝大多数的气象探测设备和探测系统都无法有效监测、追踪龙卷风的发生发展。因此,即使是在美国,尽管其已经开展了多年的龙卷风预报和监测,气象监测站距离逐年缩小,雷达网也日趋健全,但仍然难以准确预报,预警时间依然有限。

冰雹的预报也存在着类似的困难。只要大气条件适合,在任何地方都会有冰雹出现。同时,预兆着冰雹出现的特征容易被强降水、雷雨大风等天气特征所掩盖,这就更增加了预报的难度。因此,在对冰雹的预报上,目前只能更多依靠多普勒雷达进行连续监测,尽可能在强对流天气发生的临近时刻发现冰雹特征,并及时通过预警的形式向公众发布。

由于导致强对流天气的系统属于中小尺度天气系统,很难被常规气象观测网捕捉到,因此非常规观测资料(自动站、雷达、卫星、雷电全球定位系统、风廓线雷达等)及其融合、同化资料和中尺度数值模式资料是进行强对流天气短时和临近预报的主要资料基础。目前,美国、英国、加拿大、澳大利亚、法国、日本、韩国和我国都建立了强对流天气短时临近预报系统。在攻克强对流天气预报这一世界性难题上,世界气象工作者正奋发努力探索。

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参考资料

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[1].强对流天气科普知识
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