第5章 雷暴及其他對(duì)流性天氣《航空氣象》

《航空氣象》?精品課件合集第五章雷暴及其他對(duì)流性天氣雷暴的結(jié)構(gòu)和天氣雷暴的種類(lèi)及活動(dòng)特征雷暴與飛行

特殊地形下的對(duì)流性天氣C

目 錄ONTENTS第一節(jié)雷暴的結(jié)構(gòu)和天氣一、雷暴的形成條件雷暴是由強(qiáng)烈發(fā)展的積雨云產(chǎn)生的，形成強(qiáng)烈的積雨云需要有如下三個(gè)條件：①

深厚而明顯的不穩(wěn)定氣層；②

充沛的水汽；③

足夠的沖擊力。二、一般雷暴的結(jié)構(gòu)和天氣（一）一般雷暴單體的生命史構(gòu)成雷暴云的每一個(gè)積雨云稱(chēng)為雷暴單體。雷暴單體是一個(gè)對(duì)流單元，它是構(gòu)成雷暴云的基本單位。由一個(gè)或數(shù)個(gè)雷暴單體構(gòu)成的雷暴云，其強(qiáng)度僅達(dá)一般程度，這就是一般雷暴。雷暴單體的生命史可分為三個(gè)階段，即積云階段、積雨云階段和消散階段。雷暴單體的發(fā)展階段二、一般雷暴的結(jié)構(gòu)和天氣（二）一般雷暴過(guò)境時(shí)的地面天氣氣

溫：雷暴來(lái)臨之前，地面氣溫高，濕度大，待雷暴來(lái)臨，一陣強(qiáng)風(fēng)吹來(lái)，氣溫頃刻就下降了。氣

壓：在成熟雷暴移來(lái)之前，氣壓一直是下降的。當(dāng)雷暴臨近時(shí)，氣壓開(kāi)始上升。當(dāng)下降氣流中心移過(guò)后氣壓又轉(zhuǎn)為急降。風(fēng)：在積云階段或雷暴移來(lái)之前，一般風(fēng)速較小。雷暴云發(fā)展到成熟期或成熟的雷暴移來(lái)時(shí)，風(fēng)速急劇增大。在冷空氣中心移過(guò)后，風(fēng)向向相反方向偏轉(zhuǎn)，風(fēng)力減弱。陣雨：雷暴降水一般是強(qiáng)度較大的陣雨，通常在雷暴活動(dòng)時(shí)突然發(fā)生。雷

電：雷鳴和電閃只有在云發(fā)展得足夠高而有冰晶出現(xiàn)時(shí)才發(fā)生。雷暴云中電荷分布及閃電示意圖三、強(qiáng)雷暴云的結(jié)構(gòu)和天氣（一）強(qiáng)雷暴云的結(jié)構(gòu)強(qiáng)雷暴云的結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為云體內(nèi)有穩(wěn)定、強(qiáng)大的升降氣流。強(qiáng)雷暴云的氣流結(jié)構(gòu)三、強(qiáng)雷暴云的結(jié)構(gòu)和天氣（二）強(qiáng)雷暴過(guò)境時(shí)的地面天氣強(qiáng)雷暴過(guò)境時(shí)，各種氣象要素的變化比普通雷暴大得多，并可能出現(xiàn)颮、冰雹、龍卷、暴雨等災(zāi)害性天氣中的一種或幾種。龍卷示意圖強(qiáng)雷暴云的地面天氣三、強(qiáng)雷暴云的結(jié)構(gòu)和天氣（三）強(qiáng)雷暴云的種類(lèi)多單體風(fēng)暴：多單體風(fēng)暴是一種大而強(qiáng)的風(fēng)暴群體，由多個(gè)處于不同發(fā)展階段的雷暴單體組成。超級(jí)單體風(fēng)暴：超級(jí)單體風(fēng)暴是只由一個(gè)巨大單體發(fā)展成的猛烈強(qiáng)風(fēng)暴。颮線風(fēng)暴：超級(jí)單體風(fēng)暴是只由一個(gè)巨大單體發(fā)展成的猛烈強(qiáng)風(fēng)暴。颮線示意圖超級(jí)單體風(fēng)暴的結(jié)構(gòu)多單體風(fēng)暴垂直剖面圖第二節(jié)雷暴的種類(lèi)及活動(dòng)特征一、雷暴的種類(lèi)（一）熱雷暴由熱力對(duì)流產(chǎn)生的雷暴稱(chēng)熱雷暴。熱雷暴的形成熱雷暴的日變化一、雷暴的種類(lèi)（二）地形雷暴地形雷暴是暖濕不穩(wěn)定空氣在山脈迎風(fēng)坡被強(qiáng)迫抬升而形成的雷暴。地形雷暴一、雷暴的種類(lèi)（三）天氣系統(tǒng)雷暴鋒面雷暴：（1）冷鋒雷暴；（2）靜止鋒雷暴；（3）暖鋒雷暴。冷渦雷暴空中槽和切變線雷暴4.

副熱帶高壓（太高）西部雷暴冷鋒雷暴靜止鋒雷暴（1991

年

4

月10

日02

時(shí)地面天氣圖）暖鋒雷暴示意圖二、雷暴活動(dòng)的特征1.

雷暴的移動(dòng)與傳播雷暴從產(chǎn)生到消失的整個(gè)過(guò)程中，都是不斷移動(dòng)著的。它的移動(dòng)主要受兩個(gè)因素的作用：一是隨風(fēng)飄移；二是傳播。一般雷暴的移動(dòng)，主要受前者的影響；強(qiáng)雷暴的移動(dòng)，主要受后者的影響。所謂雷暴的傳播，是指在原來(lái)雷暴的周?chē)a(chǎn)生出新雷暴的現(xiàn)象。雷暴的傳播二、雷暴活動(dòng)的特征2.

雷暴的季節(jié)變化一年中雷暴出現(xiàn)最多的季節(jié)是夏季，春、秋季次之，冬季除華南少數(shù)地區(qū)外，全國(guó)極少有雷暴出現(xiàn)。北京等城市雷暴日數(shù)（1961—1970

年）第三節(jié)雷暴與飛行一、雷暴對(duì)飛行的影響（一）顛

簸雷暴云中強(qiáng)烈湍流引起的飛行顛簸，是危及飛行安全的一個(gè)主要危險(xiǎn)天氣。（二）積

冰在雷暴云發(fā)展階段的濃積云中，由于云體已伸至

0℃層高度以上，云中水滴呈過(guò)冷狀態(tài)，含水量和水滴直徑又較大，所以在其上部飛行常常發(fā)生較強(qiáng)的積冰。（三）冰

雹在廣大平原地區(qū)，年雷暴日數(shù)雖然有

30～50

天，但年降雹日數(shù)只有

1

天或不足

1

天，所以飛機(jī)受雹擊的可能性是比較小的。但在山區(qū)，由于降雹多，飛機(jī)遭雹擊的可能性也明顯增大。（四）雷

電雷電不容易導(dǎo)致飛機(jī)結(jié)構(gòu)損壞。比較嚴(yán)重的是雷電對(duì)電磁儀表的影響，飛行員也可能被閃電干擾。一、雷暴對(duì)飛行的影響（五）下?lián)舯┝飨聯(lián)舯┝鳎╠ownburst）又稱(chēng)強(qiáng)下沖氣流，它是雷暴強(qiáng)烈發(fā)展的產(chǎn)物。下?lián)舯┝魇疽鈭D下?lián)舯┝髋c微下?lián)舯┝飨聯(lián)舯┝鲗?duì)飛行的影響二、飛行中對(duì)雷暴的判斷（一）根據(jù)云的外貌判斷較強(qiáng)雷暴云的特征較弱雷暴云的特征（二）云中飛行時(shí)對(duì)雷暴的判斷根據(jù)無(wú)線電羅盤(pán)指針判斷根據(jù)通訊受的干擾來(lái)判斷根據(jù)天氣現(xiàn)象來(lái)判斷（三）使用氣象測(cè)雨雷達(dá)和機(jī)載氣象雷達(dá)探測(cè)雷暴利用機(jī)載氣象雷達(dá)避開(kāi)強(qiáng)雷雨區(qū)氣象雷達(dá)網(wǎng)，可以比較準(zhǔn)確地探明雷暴云的位置、強(qiáng)度、厚度、有無(wú)冰雹等情況?，F(xiàn)在很多飛機(jī)上都裝載有彩色氣象雷達(dá)，可以清楚地顯示出飛機(jī)前面扇形區(qū)域中的降雨區(qū)、冰雹區(qū)和雷暴中心夾帶雨粒的湍流區(qū)域。三、安全飛過(guò)雷暴區(qū)的一般方法繞過(guò)或從云隙穿過(guò)對(duì)航線上孤立分散的熱雷暴或地形雷暴，可以繞過(guò)。從云上飛過(guò)如果飛機(jī)升限、油料等條件允許，可以從云上飛過(guò)。從云下通過(guò)如果雷暴不強(qiáng)、云底較高、降水較弱、云下能見(jiàn)度較好，且地勢(shì)平坦，飛行員有豐富的低空飛行經(jīng)驗(yàn)，也可從云下通過(guò)。第四節(jié)特殊地形下的對(duì)流性天氣一、山地背風(fēng)波形成背風(fēng)波的基本條件是：①

氣流越過(guò)的山脊是長(zhǎng)山脊或山岳地帶；②

在山的迎風(fēng)面一側(cè),低層大氣顯著穩(wěn)定，而高空穩(wěn)定度減??；③

風(fēng)向在垂直山脊方向

30°內(nèi)，并且隨高度基本上無(wú)變化；④

風(fēng)速在山脊高度上不小于

10

m/s，且從山脊到對(duì)流層頂，風(fēng)速隨高度的增加而增大或減小并保持不變。1.

背風(fēng)波形成的條件背風(fēng)波的疊加背風(fēng)波的橫切面圖一、山地背風(fēng)波2.

背風(fēng)波與對(duì)流的關(guān)系在對(duì)流不穩(wěn)定的大氣里，地形波中的上升氣流，是激發(fā)對(duì)流發(fā)展的一種機(jī)制。背風(fēng)波是激發(fā)對(duì)流的機(jī)制一、山地背風(fēng)波背風(fēng)波對(duì)飛行的影響山地波中有明顯的升降氣流和亂流，可給飛行造成很大的影響。背風(fēng)波中的下降氣流不僅使飛機(jī)高度下降，也使氣壓式高度表讀數(shù)偏高。山地波波峰處的風(fēng)速比波谷處大，另外還有陣風(fēng)，其強(qiáng)度比一般雷雨所出現(xiàn)的風(fēng)速還要大。背風(fēng)波中的云二、下坡風(fēng)下坡風(fēng)的形成出現(xiàn)下坡風(fēng)的天氣形勢(shì)常常是這樣：在大型山脈的迎風(fēng)坡一側(cè)被強(qiáng)冷高脊占據(jù)，脊前有明顯的冷鋒，背風(fēng)坡一側(cè)被暖性低壓控制。冷空氣越山后，以較大速度滑向坡下，下坡風(fēng)就出現(xiàn)在冷鋒前的暖區(qū)內(nèi)。下坡風(fēng)的形成與水躍型氣流（hydraulic

jump）有直接聯(lián)系。下坡風(fēng)對(duì)飛行的影響水躍型地形波下坡風(fēng)的風(fēng)速是比較大的，一般為

20

m/s

左右，強(qiáng)的可達(dá)

40～50

m/s。下坡風(fēng)對(duì)飛行的影響很大。三、海風(fēng)鋒1.

海風(fēng)鋒和陸風(fēng)鋒由于海陸加熱的差異，在沿海岸地區(qū)常常形成海陸風(fēng)環(huán)流。海陸風(fēng)鋒附近的環(huán)流模式三、海風(fēng)鋒海風(fēng)鋒的形成過(guò)程海風(fēng)鋒是在海風(fēng)環(huán)流發(fā)展的過(guò)程中逐漸形成的。海風(fēng)鋒的天氣海風(fēng)鋒前存在著小的逆環(huán)流，因而在它前面出現(xiàn)下降氣流。在它后面的上層，則出現(xiàn)更大范圍的下降氣流。由于海風(fēng)鋒后面的氣溫梯度大，風(fēng)速?gòu)?qiáng)，在海風(fēng)鋒向內(nèi)陸推進(jìn)的過(guò)程中，它所經(jīng)過(guò)的地方，會(huì)有氣溫的明顯下降，風(fēng)向、風(fēng)速急劇變化的現(xiàn)象出現(xiàn)。四、城市熱島效應(yīng)城市年平均溫度高于郊區(qū)的數(shù)值在人口稠密、工業(yè)集中、交通發(fā)達(dá)的城市內(nèi)，大多數(shù)