對流是怎麼形成的

  對流,字面意思是指流體內部由於各部分溫度不同而造成的相對流動。也是對流性天氣的簡稱,對流性天氣主要指雷暴、颮、冰雹、龍捲等天氣。那麼你對對流有多少了解?下面由小編為你詳細介紹對流的相關知識。

  

  首先,對流性天氣的產生離不開水汽。大家都知道,沒有云就不會下雨,而水汽就是成雲致雨的最基本條件。水汽越多,空氣溼度越大,可降水量越大。因此,當發生持續源源不斷的水汽輸送,一個地區就會長時間的處在空氣飽和的狀態。

  其次,大氣必須處於不穩定狀態,也就是不穩定層結條件。聽上去很難懂,但解釋起來很簡單。眾所周知,水比油密度大,將它們裝在一個瓶子裡的時候,必然是水在下層油在上層。如果倒轉瓶子,油和水就會首先進行混合、翻滾,最後再次形成油在上、水在下的情況。說到這裡相信大家也就清楚了:油在上、水在下的情況是穩定的,如果是水在上、油在下的不穩定情況,二者之間就會混合、翻滾。

  大氣也與之類似,冷空氣比暖空氣密度大,因此穩定的大氣層結是冷空氣在下暖空氣在上,但由於種種原因出現了與之相反的情況,大氣層結就不穩定了。一旦有觸發機制,冷暖氣團激烈碰撞,就產生了雷雨大風等對流性天氣。

  “觸發機制”便是對流性天氣產生的最後一個條件。它的學名叫做“抬升條件”。舉一個最簡單的例子:夏季的午後,太陽輻射強,在強烈的陽光照射下,地表增溫迅速,地表溫度遠高於空氣溫度。

  在地表加熱作用下,越接近地面的空氣溫度越高,而空氣溫度越高,密度越小,因此越接近地面的空氣密度越小,就越容易向上層運動。當這樣“向上”的運動達到一定的程度時,不穩定的空氣就被激發,如果再有較好的水汽條件,對流性天氣就產生了。

  對流性天氣的天氣現象成因分析

  發生雷暴時,通常出現雷電、降雨、陣風等天氣現象以及壓、溫、溼等氣象要素的變化。這些現象主要發生在雷暴雲的成熟階段;下面分別討論它們的成因。

  雷電

  雷電是由積雨雲中“溫差起電”以及其它起電作用所造成的。一般當雲頂發展到-20攝氏度等溫線高度以上時。就會出現閃電和雷鳴。第一次聞雷表明雲頂已達-20攝氏度等溫線高度附近。隨著雲頂增高,閃電、雷鳴便愈益頻繁。一般來說,雲中放電強度及頻程度與雷暴雲的高度、強度有關。因此,雷電現象可用以判斷雷暴強度。

  降雨

  在雷暴雲中上升氣流最強區附近,一般有水滴累積區,當累積量超過上升氣流承託能力時,便開始降雨。由於累積區中的水傾盆而下,因而造成陣雨或暴雨。陣雨持續時間為幾分鐘到一小時不等,視雷暴雲的強弱及含水量多少而定。雷暴群和雷暴帶形成的降水區也呈片狀或帶狀。由於雷暴群***帶***中,每個單體強弱不一,所以降水量分佈很不均勻。而且因雷暴雲常常跳躍式地傳播,因此降水量也有跳躍***間隔***式分佈的情況。

  陣風

  在積雲階段,地面風一般很弱。低空有向雲區的輻合,促使上升氣流發展。到了雷暴雲的成熟階段,雲中產生的下沉氣流衝到地面附近時,向四周散開,因而造成陣風。一般來說,陣風發生前,風力較弱,風向不定,但多偏南風。陣風發生時,風向常呈氣旋式旋 轉,然後又呈反氣旋式旋轉。移動緩慢的雷暴。雲下的流出氣流幾乎是徑向***即向四面八 方鋪開***的。然而多數情況下,在雷暴移向的下風方的風速要大於上風方。

  壓、溫、溼的變化

  由於下沉氣流中水滴的蒸發使下沉氣流幾乎保持飽和狀態。所以下沉空氣由上層至下層是按溼絕熱增溫的。上層冷空氣雖然在下沉過 程中會變暖些,但升溫率小,到地面時,仍比四周地面空氣要冷。因此在雷暴雲下形成一個近乎飽和 的冷空氣團,因其密度較大所以氣壓較高,這個高壓叫“雷暴高壓”。

  當雷暴雲向前移動時,雲下的雷暴高壓也隨之向前移動,當它移過測站時,就使該站發生氣溫下降、氣壓湧升、相對溼度上升、露點或絕對溼度下降等氣象要素的顯著變化。其變化幅度取決於雷暴雲的強度和測站相對於雷暴雲的位置,雷暴中心經過地區變化明顯,邊緣地區則變化較小。

  對流性天氣的影響範圍

  對流性天氣十分激烈,容易成災。其影響範圍較小,持續時間較短,所以通常是一種區域性災害性天氣。但是有時也會發生大範圍的強雷暴天氣過程,其影響範圍可達數十縣到數省,持續時間可達一天左右。

  例如,1962年6月8日,在山東、江蘇、安徽等省範圍內有二、三十個縣下了大冰雹。又如1974年6月17日在北起山東半島,經山東、江蘇、安徽等省,南至浙北、贛北及鄂東等廣大地區上,自北向南先後發生了8-12級大風或冰雹等嚴重天氣。國外也有類似情況。

  如1974年4月3月晚至4日有一百多個龍捲襲擊了美國的12個州及加拿大部分地區。這些大範圍的強雷暴會造成大範圍的嚴重災害。

  對流性天氣不僅對國民經濟各部門影響很大,而且對軍事活動的影響也很大。例如,由於積雨雲中有強烈的擾動、結冰和放電現象,對飛行的安全威脅很大。因此即使是一般的雷雨天氣也會對其造成危險。所以做好對流性天氣的預報,預防對流性天氣的突然襲擊,對於防災、抗災、保障國民經濟和國防建設都有十分重要的意義。

  鑑於對流性天氣一般具有範圍小,發展快的特點,所以在預報工作中,除了應用天氣圖方法外,最好還要配合中尺度天氣分析及雷達、衛星探測等方法。下面介紹對流性天氣的基本知識及預報方法。

 

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