强对流天气(灾害性天气)

辛格瑞拉 — Thu, 24 Nov 2022 10:01:55 +0000

强对流天气指的是发生突然、天气剧烈、破坏力极强，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，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，是具有重大杀伤性的灾害性天气之一。

含义

强对流天气是气象学上所指的发生突然、移动迅速、天气剧烈、破坏力极强的灾害性天气，主要表现形式有雷暴大风、冰雹、龙卷风、局部强降雨等。

“强对流天气”有两层含义，一是“强”，另一个是“对流”。“对流”说的是垂直方向的空气运动，需要上冷下暖的条件，类似烧开水时底部的水受热而向上翻滚，由浮力差异所驱动的垂直运动就是“对流”。这样的对流运动有强有弱，而“强对流天气”的对流运动就比较剧烈。

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。世界上把它列为仅次于热带的气旋、地震、洪涝之后第四位具有杀伤性的灾害性天气。

特点

形成特点

强对流天气发生在对流云系或单体对流云块中，在气象上属于中小尺度天气系统，一般水平范围大约在十几公里至二三百公里，水平尺度一般小于200公里，有的水平范围只有几十米至十几公里。其生命史短暂并带有明显的突发性，约为一小时至十几小时，较短的仅有几分钟至一小时。

强对流天气主要有三个特点。一是持续时间短，生命史约为一小时至十几小时，较短的仅有几分钟至几十分钟。二是局地性强，影响范围一般在几公里至几十公里，飑线的水平尺度要大一些，能达到几百公里。三是要素变化强，如在短时间内会突然出现风力增大、降水增强、气温变化明显等情况。

发生特点

强对流天气在各地出现的时间不一样，南方要比北方来得早，广东的强对流天气全年都可能出现。

雷雨大风多发生在春、夏、秋三季，冬季较为少见。短时强降水一年四季都可见，也以春、夏、秋三季为多；龙卷风一般发生在春夏过渡季节或夏秋之交（4～10月），以前者居多；飑线多发生在春夏过渡季节冷锋前的暖区中，台风前缘也常有飑线出现，以3～9月居多；冰雹大多出现在冷暖空气交汇激烈的2～5月份，也可在盛夏强烈而持久的雷暴中降落。

预报难点

强对流天气预报难点源于天气系统的尺度小。从时间来说，寒潮、台风等过程生命史长，持续几天或一周甚至更长，而雷暴的生命史只有几十分钟。从空间来说，冷空气对应的是地面庞大的冷高压，横跨几千上万公里，但一个雷暴的尺度可能就几十公里。对于越大越慢的系统，可预报性比较高，因为大气模拟可以把这些天气过程模拟出来。而对于小的天气系统来说，模拟起来更难，很多时候需要经验。此外，强对流天气系统变化快，突发性、局地性强，也造成预报上的挑战。

灾害分类

飑线

气象上所谓飑，是指突然发生的风向突变，风力突增的强风现象。而飑线是指风向和风力发生剧烈变动的天气变化带，沿着飑线可出现雷暴、暴雨、大风、冰雹和龙卷等剧烈的天气现象，它是一条雷暴或积雨云带。

飑线是受起伏地形和热力分布不均而产生的动力作用和热力作用的综合结果。它的形成和发展除与天气形势有密切关系外，地方性条件也起着极其重要的作用。它常出现在雷雨云到来之前或冷锋之前，春、夏季节的积雨云里最易发生。潮湿不稳定气层能助长飑线的强烈发展。当它即将出现时，天气闷热，风向很乱或多偏南风。当强冷空气入侵时，地面冷锋前部的暖气团中，或低压槽附近，大气存在不稳定层结，此时最易形成飑线天气。飑线多发生在傍晚至夜间。

飑线从生成到消亡可分为三个阶段：

（1）初生阶段，一般经历3～5个小时，有6级左右大风，并伴有雷雨。

（2）全盛阶段，历时1～2小时，风向突然改变，风速骤增，常由8级猛增至12级以上，气压急剧上升，温度剧降，短时间会降低10°C以上。这阶段发生的狂风暴雨，破坏力很大。

（3）消散阶段，历时2小时左右，风力减小，雷雨强度降低，气压渐降，气温渐升，天气渐好。

所谓飑线其实就是地面上升的湿热空气和高空下来的干冷空气的接触面。在这个接触面上冷热空气进行能量交换，湿热空气中的水蒸气释放能量由气态变成液态的小水滴成云成雨，体积缩小到原来的一千二百多倍，使该区域形成低压，是强对流天气现象的动力来源。

龙卷风

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。它往往使成片庄稼、成万株果木瞬间被毁，令交通中断，房屋倒塌，人畜生命遭受损失。龙卷风分为陆龙卷和海龙卷。出现在陆地上的龙卷称为陆龙卷，出现在海面上的龙卷称为海龙卷。它旋转力很强，常把地表面上的水、尘土、泥沙等卷挟而上，从四面八方聚拢成管状，有如“龙从天降”，因而得名龙卷。陆上龙卷风外围多为泥沙；海上龙卷外围多为海水。海上的这种龙卷群众也叫它“龙吸水”。

龙卷风是在极不稳定天气下由空气强烈对流运动而产生的，其形成和发展同飑线系统等没有本质上的差别，只是龙卷风更严重一些。它的形成和发展必须有大量的能量供应，因而需要有强烈对流不稳定能量的存在。它与热带气旋性质相似，只不过尺度比热带气旋小很多。在形成和发展时，由于空气对流，使龙卷中心的气压变得很低，在气压梯度力的作用下，四周气压较高的空气就向龙卷中心流动，当它未流到中心时就围绕着中心旋转起来，从而形成空气的旋涡。

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。在空中直径可有几千米，最大有10千米。极大风速每小时可达150千米至450千米，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。

广东是中国龙卷风多发区之一，一年四季都会发生，从时间上看，以春末夏初为多，从地区上看以沿海地区最多，内陆较少。

所谓龙卷风其实就是在强对流天气里，旋转着上升的湿热空气流的中心位置。由于旋转空气流的向心力和飑线位置的低压吸力的共同作用，使吸引力可直达地面。

冰雹

冰雹是由于冰晶或雨滴在对流的积雨云中几上几下翻滚凝聚而降落的固体降水。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；要产生10厘米的大雹，必须要有50米/秒以上的上升气流运动（一般产生雷雨的积雨云上升运动仅10米/秒左右）。这样强的上升运动，完全靠大气不稳定的能量释放而获得。所以降雹的一个必要条件是空气中存在极不稳定的大气层，不稳定层越厚，越是利于降雹。

在积雨云内，0°C层以下的云层由水滴组成，0°C层以上的云层由过冷却水滴组成，再高一些的云层则由过冷却水滴与雪花和冰晶等混合组成。如果积雨云中上升气流时强时弱，当上升的冷却水滴与上空的冰晶或雪花相碰，过冷水滴就冻成冰雹的核心。冰雹形成后，或因上升气流减弱，或因其重量较大而下降，当它降到0°C层以下后，又有一部分水滴粘于其上，这时若上升气流增强，它又被带到0°C层以上的低温区，雹核表面的水又被冻成冰，当上升气流再也托不住时，它便落到地面，成为冰雹。

雷雨大风

雷雨大风，指在出现雷、雨天气现象时，风力达到或超过8级（≥17.2米/秒）的天气现象。有时也将雷雨大风称作飑。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。

雷雨大风常出现在强烈冷锋前面的雷暴高压中。雷暴高压是存在于雷暴区附近地面气压场的一个很小的局部高压，雷暴高压中心温度比四周低，下沉气流极为明显，雷暴高压前部为暖区，暖区有上升气流，就在这个下沉气流与上升气流之间，存在着一条狭窄的风向切变带，其为雷雨大风发生处，它过境时带来极强烈的暴风雨。如果雷雨大风发生在单一气团内部，那么它常常是由于局地受热不均引起。雷雨大风的生命史极短。

短时强降水

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。

雷暴

强对流天气往往又会带来雷暴，当大气中的层结处于不稳定时容易产生强烈的对流，云与云、云与地面之间电位差达到一定程度后就要发生放电，有时雷声隆隆、耀眼的闪电划破天空，常伴有大风、阵性降雨或冰雹，因此雷暴天气总是与发展强盛的积雨云联系在一起。

由于雷暴的发生发展与积雨云联系在一起，从雷暴云的出现到消失，它有很强的局地性和突发性，水平范围只有几公里或十几公里，在时间尺度上也仅有2－3小时，因此，这种中小尺度天气系统在预报上有一定的难度。

强雷暴是一种灾害性天气，雷电会引起雷击火险，大风刮倒房屋，拔起大树，果木蔬菜等农作物遭冰雹袭击后损失严重，甚至颗粒无收，有时局地暴雨还会引起山洪暴发、泥石流等地质灾害。

防御措施

一、建立抗灾夺稳产的农林牧结构和措施

（1）建立抗灾夺稳产的农林牧结构。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，以增加森林复盖率。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。

（2）防风。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。

（3）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。

（四）培育优良的抗强对流天气灾害的作物品种，提高作物抗灾能力。

二、提高强对流天气的预报水平和加强对强对流天气系统的理论研究

（1）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。

（2）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，对影响该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。

三、建立、健全防灾系统

（1）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。

（2）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。

（3）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。

强对流天气