强对流,了解一下 这个“暴脾气”不好惹
2018-03-30 16:18:00 中国气象报

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  专家顾问:国家气象中心强天气预报中心副首席预报员 田付友

  本报记者 王敬涛 

  阳春三月,我国多地回暖有些让人猝不及防,一不小心就暖“过头”了。在3月24日、25日,东北和华北东部大部气温创下了今年以来的新高,大街上随处可见短袖出没。

  然而,也是在3月,江西、云南、贵州、广西等多地遭遇强对流天气,冰雹、大风、雷电、强降水轮番登场,使得南方多地与艳阳天无缘。

  冰雹使车辆难逃“狂轰滥炸”,大风让人寸步难行,雷电吓得孩子失色大哭,这些都是“暴脾气”的强对流惹的祸。

  春季、夏季强对流,哪家强?

  要想知道哪个季节的强对流比较强,首先得了解一下强对流是怎么形成的。

  简而言之,强对流就是伴随有雷暴的对流性大风(≥17.2米/秒)、冰雹和短时强降水(≥20毫米/小时)等天气。最典型的就是夏季午后的强对流天气,即人们在夏季午后经常遭遇的伴有雷电、大风、冰雹的强降水天气。

  当低层的空气从地球表面接受到足够的热量,温度就会升高,而中高层大气仍然处于相对冷的状态时,大气即处于一种亚稳定态,即不稳定的层结结构。如果此时低层的大气在锋面、地形等因素的影响下被迫抬升至一定高度或继续接收大量热量时,低层大气会在较短的时间内冲破上层大气的禁锢,就像开锅的开水一样,低层的大气会剧烈上升,从而形成强烈的对流。

  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气流。当上升到一定高度时,由于气温下降,空气中包含的水汽就会凝结成小水滴;当小水滴下降时,又被强烈的上升气流“托举”。当“托举”得高度足够高时,还会形成冰相粒子。如此反复不断,小水滴变成大水滴,甚至冰粒子,直到大水滴或冰粒子“胖”到高空气流“托”不动了,最后下降至地面形成雨或雹。当下降的气流足够大时,还会在地面形成大风。因此,在这个过程中常常伴有冰雹、雷雨、大风等天气现象。

  从形成原理来看,强对流天气并不是夏季独有的,我国一年四季都可能发生。当然,更多的是发生在春夏季。

  进入3月,也就进入了万物复苏的时节,偏南暖湿空气也进入了频繁活动期。冷空气仍有一定的势力,能够“翻山越岭”入侵江南和华南;从南海那边来的暖湿气流也开始加强。最终,冷暖空气会在江南及华南地区的上空“约架”“对峙”,且互不相让,“碰撞”出的“火星儿”便是强对流天气。

  随着夏季的到来,影响我国的冷空气势力会减弱,暖湿气流在不断增强,可以北上至更北的地方。因此,长江流域一带,甚至华北和东北均会成为夏季强对流天气的频发区域。

  到底春季、夏季的强对流哪家强?这不能下定论。因为在春、夏两季都出现过非常“暴躁”的强对流。在2011年广东“4·17”强对流和今年3月初江西强对流中,最大瞬时风速都超过30米/秒,属于春季的极端强对流天气;2016年江苏“6·23”龙卷、2016年“东方之星”游轮遭遇的大风都是夏季极端强对流天气。

  强对流也会“因地制宜”吗?

  “个头”不大、突如其来、生命短暂的强对流天气是个名副其实的“暴脾气”。说说强对流天气家族的成员就知道了,雷雨大风、龙卷风、冰雹、短时强降水、雷暴等,都具有极强的破坏力,是人们不得不防的灾害性天气。

  那么,强对流天气家族的出场和地理环境有关吗?

  首先,我国北方比南方出现强对流天气的时间短、概率小。我国南北跨度较大,暖湿气流阶段性的向北推进,因此,越往北的地方,具备强对流天气“发脾气”条件的时间也就越短。

  其次,我国陆地地势划分为三级阶梯。根据气象观测数据统计,我国出现冰雹概率最高的地区就是青藏高原。因为冰雹与地形有很大关系,而地势越高的地方,对流云中的冰相粒子越容易降落到地面。

  而近几年频繁出现在公众视野里的龙卷则更容易发生在雷暴天气多发的低海拔地区。

  龙卷的形成与强雷暴云中强烈的升降气流有关。当升降气流之间形成很强切变时,就会发生强烈的水平轴的涡旋,而在地形平坦、不容易破坏天气系统结构的平原地区,这一系统会继续发展,形成龙卷。比如我国的长江流域和美国的中西部地区。

  惹不起,你得躲得起

  如果把冷空气、副热带高压等影响几百公里甚至上千公里,在空间上有绝对优势的大系统比作大西瓜,强对流天气可能就是个黄豆,属于中小尺度系统,影响范围可以小到几十公里甚至几公里,生命史可以短到几分钟。

  正因为这样的特性,强对流天气会出现在哪个具体位置很难被短期预报准确、具体地标注出来,天气预报无可奈何地使用了“局地”的字眼。

  美国气象学者克里斯多夫·斯特朗曾经对美国《外交政策》杂志表示,针对龙卷,虽然一个强有力的气象服务机构确实能够提供一定范围的预报,但无法在所有情况下都准确预报。龙卷有时确实会在毫无征兆的情况下产生。《华盛顿邮报》气象专栏首席气象学家杰森·瑟姆瑙表示,美国由于常常发生龙卷风灾害,因此拥有全球最先进的龙卷风预警机制,即便如此,美国平均龙卷风的预警时间也只有13分钟;有时有预警,有时没有。

  目前,不仅是龙卷,雷暴大风和冰雹等强对流天气的预报都是世界难题。世界上各个国家对于强对流天气可能性的预报都只属于一种潜势预报,即在某一个相对比较长的时间段里,某个地区发生强对流天气的可能性。而提前几分钟、几十分钟或几小时发布短时临近预报和预警信息,则可以有效地弥补突发性、局地性强对流天气长时效预报能力的不足。

  俗话说,惹不起,躲得起。对于强对流天气,如冰雹等,通过人工防雹可以降低冰雹造成的损害,但对于对流性大风、雷电等,最好的防御就是躲。

  每年春夏季节,是强对流天气的高发期,多关注天气预报和预警信息能让防御措施更加准确,根据不同的预警级别,采取不同的防御措施。

  一旦接到强对流天气预警信息,或者已经出现强对流天气,政府及相关部门应尽快做好防雷击、大风、短时暴雨的应急和抢险工作;公众应尽可能躲避到有防雷设施的建筑物内,关好门窗,不要在树下、电杆下、塔吊下避雨;航空、航运、铁路、公路等单位应当采取安全保障措施;注意防范短时强降水可能引发的山洪、滑坡、泥石流及城市内涝等灾害。

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