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[科技] 大揭秘！全方位解读强对流家族的“暴脾气”

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豪歌迈步 发表于 2024-4-12 15:50:37 | 只看该作者 打印 上一主题 下一主题
 
春夏交替之际，强对流天气开始活跃，多地出现强降雨、雷暴大风等灾害性天气。那么，什么是强对流天气？它的成因是什么？它的特点是什么？我们又该如何防范？快来一探究竟↓↓↓


“风雨雷”——强对流组团揭秘


强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。


大揭秘！全方位解读强对流家族的“暴脾气” 第1张图片

雷暴  图片来源：世界气象组织
　　
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。
　　
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。


大揭秘！全方位解读强对流家族的“暴脾气” 第2张图片

冰雹  图片来源：千库网
　　
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。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。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。


“峡谷风”——强对流“效应”破解


时下，季节更替，强对流天气开始频发，与之相伴，狭管效应、列车效应等词亦逐渐进入公众视野。那么，强对流天气中的这些效应具体指的是什么？它们又有哪些威力？
　　
所谓狭管效应，也叫峡谷效应。从“峡谷”的字面意义上看，峡谷里的风常常比平原上的风更为猛烈，气流由开阔地带进入狭窄地形，通道变小，空气流通速度加快，风力会骤然增大。这种地形对气流的影响被称为狭管效应，也叫“峡谷风”。


大揭秘！全方位解读强对流家族的“暴脾气” 第3张图片

狭管效应  图片来源：九派新闻


如今，随着城市化进程加快，高楼林立已成为各大城市的“标配”。然而，城市中的高大建筑物之间也会产生狭管效应。
　　
在高大的建筑之间，会因狭管效应发生局地强风现象。高层建筑物越多、体积越大、间距越近，出现狭管效应的可能性就越大。在城市高楼间的狭窄地带，风力一般较强，一些楼间窄地的瞬间风力常常超过七级，以至于行驶的汽车都会打晃。城市里的“峡谷风”是各大城市面临的新问题，高楼林立造成的狭管效应会加重风灾的影响，有关国际组织已将其列入大城市面临的二十种新的城市灾害。
　　
另一个名词列车效应，首先会令人联想到火车。没错，其确实和火车产生的效应有着相似之处。
　
火车有很多节车厢，当其经过时，多节车厢一节一节经过，而此时站在铁道旁的人会不断地感受到火车带来的巨大冲力。
      
这就如同排列成串的对流云降水，每一个对流云（被称为对流单体）都会产生短时强降水，而当多个对流云团依次经过某地时，其所产生的降水量累积起来，就会导致大暴雨甚至特大暴雨，这样的现象在气象学上被称为列车效应。
　　
与稳定云团带来的降水不同，列车效应下的短时强降水更容易累积产生暴雨或大暴雨，而这也使列车效应成为短时强降水与暴雨之间重要的联系桥梁。


“闪现身”——强对流天气因何起


在我国，强对流天气一般在春季和夏季多发，这主要源于春季和夏季特定的气候条件。此时，空气湿润，大气中的水汽含量较高，为强对流天气的形成提供了物质基础。
　　
同时，春季和夏季的气流抬升运动也为强对流天气发生提供了动力支撑。究其原因，一是冷暖空气交汇，发生动力抬升使得大气中的水汽得以凝结释放潜热；二是太阳辐射加热地面，使低层大气形成下热上冷的不稳定状态，发生热力抬升。这都为强对流天气的发生提供了“闪现”的动力。

值得注意的是，虽然强对流天气在春季和夏季多发，但并不意味着其他季节就不会发生。实际上，只要满足相应的气象条件，强对流天气在任何季节都有可能发生。例如，在冬季，虽然冷空气占据主导地位，但在某些特殊情况下，如暖湿气流突然增强或在地形抬升等因素的作用下，也可能出现强对流天气，如“雷打雪”现象。


大揭秘！全方位解读强对流家族的“暴脾气” 第4张图片

2023年9月5日，受极端降水影响，福建多处河流水位超过警戒水位。福州市连江山仔水库综合考虑上游强降水和连江县的大暴雨天气，开闸泄洪。图/李娜
　　
我国地域辽阔，因此强对流天气的出现频率和持续时间在南方与北方之间存在显著差异，整体表现为南方要比北方来得早。
　　
4月前后，冷暖空气交汇频繁，尤其是在江南及华南地区，冷空气与来自南海的暖湿气流形成对峙，导致强对流天气的发生。进入夏季，冷空气势力减弱，暖湿气流更为强势，强对流天气的频发区域将北移至长江流域、华北和东北等地。　　
　　
那么，强对流天气家族的出场和地理环境有关吗？
　　
我国的地形地貌特点显著影响着强对流天气的分布和特性。一般来说，低纬度地区多于中纬度地区。这是由于低纬度地区终年高温、多雨，而中纬度地区夏半年，近地层大气温度和湿度上升，增加了大气层结的不稳定性，进而引发对流活动。相同纬度的地区，山地的强对流天气多于平原地区。这是由于山地和丘陵等地形条件容易导致大气不稳定，空气容易抬升形成对流。


大揭秘！全方位解读强对流家族的“暴脾气” 第5张图片

龙卷风 图片来源：世界气象组织
　　
近年来，龙卷风逐渐进入公众视野，易发生在雷暴天气频发的低海拔地区。龙卷风的形成与强雷暴云中强烈的升降气流有着密切的关系，当这些气流之间产生强烈的切变时，就会形成强烈涡旋。而这种涡旋在地形平坦、不易受到干扰的平原地区，如我国的长江流域以及美国的中西部地区，更容易持续发展并演变成龙卷风。


“防御术”——科学应对强对流天气


试想这样一个场景：刚出门时晴空万里，一会儿雷暴与大风齐发，一瞬间电闪雷鸣，雨水如注，站在瞬间成河的街道上，脚边下水道旁的雨水此时已如同一个强漩涡……这时我们该如何应对？这是遇到强对流天气的情景假设，也是随时可能发生的现实，如果强对流天气发生，如何快速应对以保护自身安全？
　　
雷雨大风、龙卷风、冰雹等强对流天气具有发生突然、移动迅速、范围小、破坏力强等特点。来去匆匆又“暴烈”的强对流天气确实难防，但是做好以下这两点，还是能把灾害发生风险降低的。
　　
首先，掌握天气信息、了解强对流天气的发生时间，做到“预防有数”。强对流天气多发于春季和夏季，我国幅员辽阔，从2月开始，强对流天气通常自南向北发生，4月后，北方也开始有强对流天气发生。知晓强对流高发、频发的时间和地点，关键时节提前关注天气预报、预警和预警信号等信息。目前，中央气象台在强对流天气发生前期会发出预警，国家级强对流天气预警标准自低至高分为蓝色、黄色、橙色三级。预警级别根据雷暴大风和冰雹的级别、短时强降水强度确定，预警发出的判别时间和空间尺度为：预计未来24小时3个及以上相邻省（区、市）部分地区将出现强对流天气。


大揭秘！全方位解读强对流家族的“暴脾气” 第6张图片


3月31日，湖南省张家界市慈利县金慈街道长潭河村发生山体滑坡，泥石流咆哮而下，导致房屋严重毁损。以气象预警先导，130人撤离及时，成功避险。 图/卓仁清
　　
除了通过预警和预警信号等预判强对流天气发生时间及强度外，还可以通过学习看雷达回波图来掌握强对流发生趋势。中央气象台官方网站每日发布实况天气，其中就有雷达回波图。雷达回波图中的颜色根据回波强度大小依次从蓝到紫标记，通过不同颜色的回波及其移动方向，就可以判断出降雨强度、范围和趋势。因此，雷达图上某区域出现红色、紫色回波时，此地可能出现强对流天气，若红色、紫色回波向着自身所在的方向移动，就需警惕起来。
　　
在户外街道遇到强降水时，我们该如何应对？首先要远离漩涡和井盖、下水道等地；其次要避开“狭管效应”，远离高层建筑之间的狭长通道。如果此时还伴有冰雹出现，则应寻找遮挡物，迅速进入室内或到坚固的遮挡物下躲避；如没有合适的遮挡物，那么背着风蹲下，双手抱头，保护头部、胸与腹部不受到袭击，并注意远离窗户等玻璃制品。
　　
如果是在开车时遇到强对流天气，又该怎么办？遇到短时强降水天气，行车不进隧道，遇到涵洞、隧道、低洼地及立交桥下等不明积水路段应绕行。遇到龙卷风，此时若待在车里，要开车向相反方向躲避；或立即离开汽车，到低洼地躲避。如果是在家中遭遇强对流天气，务必远离门、窗和房屋的外围墙壁，躲到与大风移动方向相反的墙壁或小房间内抱头蹲下，地下室或半地下室是躲避大风最安全的地方。若有雷雨，严禁使用与太阳能热水器连通的取水装置，不要靠近树木、金属门窗等。

作者：王婉 宛霞 李倩 刘蕊
编辑：刘蕊 吴鹏 赵淼 丁继武
发布：何瑜昇
审核：姜虹 段昊书


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