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【摘要】强对流天气是一种破坏力极强的灾害性天气,为减轻受灾损失,有必要对其形成原因、类型及防御措施进行研究。
【关键词】强对流天气;形成;类型;防御措施〗
Talking about stong convective weather
Lan Qisong
【Abstract】The strong convective weather is a potent severe weather. In other to reduce the losses, it is necessary to study its sauses, types and measures of defense.
【Key words】Convective weather; Formation; Type ;Defense measures
强对流天气在气象学上所指的是一种突然发生、消失、移动迅速、剧烈发展、破坏力极大的灾害性天气。强对流天气在气象上属于中小尺度天气系统(水平尺度一般小于200千米),有的水平范围仅在几十米到几十千米。其生命短暂并带有明显的突发性,时间尺度仅为几分钟到几十分钟。该天气系统破坏力很强,常带来突发性灾害。
1 强对流天气形成的原因
当一团空气温度比周围空气温度高时,这团空气因密度相对小,就会上升,周围的空气下沉,这种现象被称为空气的对流运动。对流运动中空气质点的垂直速度接近0.5米/秒(有时超过1米/秒)时,称之为强对流运动。以强对流运动为动力,形成的巨大积雨云所产生的天气,称为强对流天气。
近两年,我国发生强对流天气的频次增多。每年入夏,全国各地频繁出现强对流天气,造成重大的人员伤亡和财产损失。其主要原因是,由于频繁南下的冷空气异常活跃,十分不稳定,在盛夏炎热的午后,会产生强烈的垂直运动而导致出现强对流天气。另外,北方地区高空受较强西北气流控制,白天天气晴好,太阳辐射强,近地面气温升高迅速,而位于华北地区的低涡相对稳定,常常引导冷空气南下,在部分地区形成上冷下暖的不稳定大气层,使得这些地区容易产生强对流天气。
2 强对流天气类型及其灾害特征
2.1 雷雨大风:是发展强烈的积雨云的产物,积雨云经过强烈的对流发展成为雷暴云。雷暴云出现后不久,气压猛降,.风向急转,阵风开始,最高风速可达30米/秒以上。阵风出现后,地面气温突然下降,在20分钟-30分钟内,气温可下降10℃左右,随后便是电闪雷鸣、倾盒大雨等天气现象出现。通常情况下,将电闪雷鸣时出现的大风和降雨称之为雷雨大风。雷雨大风是一年中出现次数最为频繁的强对流天气,常出现在春夏之交和炎热的夏天。雷雨大风会造成人畜伤亡、建筑物和树木被毁、通讯中断、影响航空和交通运输以及农作物减产等灾害。
2.2 冰雹:是强烈发展的雷雨云中出现固体降水的现象。气象观测中规定,直径在0.5厘米以上的固体降水称为冰雹。在过冷却水(气温0oC以下)的环境条件下,雷雨云中水滴被冻结成冰粒,经过反复的升降过程最终凝结成为冰雹。冰雹多发生在4月-7月的午后,地理分布上内陆多于沿海;山地多于平原,中纬地区多于高纬和低纬地区。冰雹的危害主要是,砸坏农作物和房屋、设施,使受灾的农田轻者减产,重者绝收:短时低温可产生冻害,也会影响农作物的正常生长和发育;较大的冰雹甚至威胁到人的生命安全。
2.3 龙卷风:是强烈发展的雷雨云底部高速旋转的空气涡旋,一般认为是地面受热不均,引起强烈对流而形成的,主要发生在春末到秋初。当龙卷风在海上出现时,水面上会立刻竖起一根水柱,呈现出云水相接的壮观景象,此为“水龙卷”;当龙卷风出现在陆地上时,常常将尘土、沙粒卷挟而上,形成一条天地相接的尘柱,称为“陆龙卷”。龙卷风的水平直径为几米至几十米,移动距离为几百米至几千米,持续时间为几分钟至几十分钟。龙卷风中心气压极低,约为400百帕,因此气压梯度大导致风速极大,最大时可达100米/秒-200米/秒,相当干3倍以上的12级台风风速,具有非常强大的破坏力。龙卷风所经之处常摧毁庄稼、房屋,大树被连根拔起,人畜被抛到空中。
2.4 短时强降水:降水时间短、降水强度大。一个小时之内降水量可达几十毫米,甚至上百毫米,降水强度上属于暴雨、大暴雨。短时强降水是在大气层极不稳定的状况下,气流强烈上升,形成水汽极其充沛的积雨云所造成的。发生时强降水常伴有大风、雷电,一年四季都可见,但以春、夏、秋为多。短时强降水易形成洪涝,影响农作物生长,甚至威胁人们生命。此外,内涝易诱发瘟疫和农作物病虫害流行;洪水可冲毁堤坝、淹没农田、冲击桥梁、淹没房屋等。
3 强对流天气灾害的防御措施
由于强对流天气具有突发性、高强度和时间短的特点,发生时往往几种灾害同时出现,成灾种类多,破坏力大,常造成严重灾害。目前对于强对流天气尚无有效办法人为削弱及防治,因此需要采取预防为主、防救结合的策略。主要的防御措施如下:
3.1 改造下垫面。强对流天气的形成需要有强烈的空气上升运动。下垫面的热力差异,是引起空气上升的一个重要因素。在强对流天气多发地区通过植树造林,绿化荒山秃岭;发展种草业,改良沙丘、沙地,提高植被覆盖率;加强水利建设,扩大灌溉面积等,可以使下垫面热力性质的差异缩小,温度变化趋于缓和,从而削弱空气的上升运动,从根本上减少强对流天气灾害的发生。
3.2 调整农业结构。由于林业和畜牧业受强对流天气的危害相对较轻,因此,在多强对流天气、多灾害地区应适当加大林牧业的比重。在种植业内部也要调整各种农作物的比例,根据强对流天气出现的时间和地点、分布规律,结合各类农作物抗灾能力的大小,通过选择品种和播期,使最不抗灾的农作物生育期错开多强对流天气时段,以尽可能避开其危害。
3.3 建立、健全防灾系统。 通过广播、电视、高频电话等及时传递强对流天气灾害信息;兴修水利,以防强降水造成内涝;人工消雹,减弱冰雹的破坏力;借助天气雷达和气象卫星等现代高科技手段对可能出现的强对流天气进行追踪监测和及时预警;农作物受灾后及时采取补救措施等,都可以减少强对流天气灾害造成的损失。
3.4 提高公众的防范意识。强对流天气灾害常常威胁到人的生命安全,如发生在美国的龙卷风,每年都造成数百人丧命。为了减少人员的伤亡,提高公众对强对流天气灾害的防范意识是十分必要的,要让公众在面临灾害时学会保护自身的安全。例如,一旦在野外遇到强对流天气,应立即寻找蔽护场所。发生雷雨大风时不要骑自行车、摩托车,不要打手机、不要携带金属物体在露天行走,不要站在空旷高地上和大树下避雨;发生龙卷风时,紧急情况下要及时找到一个与龙卷风路径相垂直的低洼地(如水沟)隐身;遇到突发暴雨,不要贸然往山下疾跑。
【关键词】强对流天气;形成;类型;防御措施〗
Talking about stong convective weather
Lan Qisong
【Abstract】The strong convective weather is a potent severe weather. In other to reduce the losses, it is necessary to study its sauses, types and measures of defense.
【Key words】Convective weather; Formation; Type ;Defense measures
强对流天气在气象学上所指的是一种突然发生、消失、移动迅速、剧烈发展、破坏力极大的灾害性天气。强对流天气在气象上属于中小尺度天气系统(水平尺度一般小于200千米),有的水平范围仅在几十米到几十千米。其生命短暂并带有明显的突发性,时间尺度仅为几分钟到几十分钟。该天气系统破坏力很强,常带来突发性灾害。
1 强对流天气形成的原因
当一团空气温度比周围空气温度高时,这团空气因密度相对小,就会上升,周围的空气下沉,这种现象被称为空气的对流运动。对流运动中空气质点的垂直速度接近0.5米/秒(有时超过1米/秒)时,称之为强对流运动。以强对流运动为动力,形成的巨大积雨云所产生的天气,称为强对流天气。
近两年,我国发生强对流天气的频次增多。每年入夏,全国各地频繁出现强对流天气,造成重大的人员伤亡和财产损失。其主要原因是,由于频繁南下的冷空气异常活跃,十分不稳定,在盛夏炎热的午后,会产生强烈的垂直运动而导致出现强对流天气。另外,北方地区高空受较强西北气流控制,白天天气晴好,太阳辐射强,近地面气温升高迅速,而位于华北地区的低涡相对稳定,常常引导冷空气南下,在部分地区形成上冷下暖的不稳定大气层,使得这些地区容易产生强对流天气。
2 强对流天气类型及其灾害特征
2.1 雷雨大风:是发展强烈的积雨云的产物,积雨云经过强烈的对流发展成为雷暴云。雷暴云出现后不久,气压猛降,.风向急转,阵风开始,最高风速可达30米/秒以上。阵风出现后,地面气温突然下降,在20分钟-30分钟内,气温可下降10℃左右,随后便是电闪雷鸣、倾盒大雨等天气现象出现。通常情况下,将电闪雷鸣时出现的大风和降雨称之为雷雨大风。雷雨大风是一年中出现次数最为频繁的强对流天气,常出现在春夏之交和炎热的夏天。雷雨大风会造成人畜伤亡、建筑物和树木被毁、通讯中断、影响航空和交通运输以及农作物减产等灾害。
2.2 冰雹:是强烈发展的雷雨云中出现固体降水的现象。气象观测中规定,直径在0.5厘米以上的固体降水称为冰雹。在过冷却水(气温0oC以下)的环境条件下,雷雨云中水滴被冻结成冰粒,经过反复的升降过程最终凝结成为冰雹。冰雹多发生在4月-7月的午后,地理分布上内陆多于沿海;山地多于平原,中纬地区多于高纬和低纬地区。冰雹的危害主要是,砸坏农作物和房屋、设施,使受灾的农田轻者减产,重者绝收:短时低温可产生冻害,也会影响农作物的正常生长和发育;较大的冰雹甚至威胁到人的生命安全。
2.3 龙卷风:是强烈发展的雷雨云底部高速旋转的空气涡旋,一般认为是地面受热不均,引起强烈对流而形成的,主要发生在春末到秋初。当龙卷风在海上出现时,水面上会立刻竖起一根水柱,呈现出云水相接的壮观景象,此为“水龙卷”;当龙卷风出现在陆地上时,常常将尘土、沙粒卷挟而上,形成一条天地相接的尘柱,称为“陆龙卷”。龙卷风的水平直径为几米至几十米,移动距离为几百米至几千米,持续时间为几分钟至几十分钟。龙卷风中心气压极低,约为400百帕,因此气压梯度大导致风速极大,最大时可达100米/秒-200米/秒,相当干3倍以上的12级台风风速,具有非常强大的破坏力。龙卷风所经之处常摧毁庄稼、房屋,大树被连根拔起,人畜被抛到空中。
2.4 短时强降水:降水时间短、降水强度大。一个小时之内降水量可达几十毫米,甚至上百毫米,降水强度上属于暴雨、大暴雨。短时强降水是在大气层极不稳定的状况下,气流强烈上升,形成水汽极其充沛的积雨云所造成的。发生时强降水常伴有大风、雷电,一年四季都可见,但以春、夏、秋为多。短时强降水易形成洪涝,影响农作物生长,甚至威胁人们生命。此外,内涝易诱发瘟疫和农作物病虫害流行;洪水可冲毁堤坝、淹没农田、冲击桥梁、淹没房屋等。
3 强对流天气灾害的防御措施
由于强对流天气具有突发性、高强度和时间短的特点,发生时往往几种灾害同时出现,成灾种类多,破坏力大,常造成严重灾害。目前对于强对流天气尚无有效办法人为削弱及防治,因此需要采取预防为主、防救结合的策略。主要的防御措施如下:
3.1 改造下垫面。强对流天气的形成需要有强烈的空气上升运动。下垫面的热力差异,是引起空气上升的一个重要因素。在强对流天气多发地区通过植树造林,绿化荒山秃岭;发展种草业,改良沙丘、沙地,提高植被覆盖率;加强水利建设,扩大灌溉面积等,可以使下垫面热力性质的差异缩小,温度变化趋于缓和,从而削弱空气的上升运动,从根本上减少强对流天气灾害的发生。
3.2 调整农业结构。由于林业和畜牧业受强对流天气的危害相对较轻,因此,在多强对流天气、多灾害地区应适当加大林牧业的比重。在种植业内部也要调整各种农作物的比例,根据强对流天气出现的时间和地点、分布规律,结合各类农作物抗灾能力的大小,通过选择品种和播期,使最不抗灾的农作物生育期错开多强对流天气时段,以尽可能避开其危害。
3.3 建立、健全防灾系统。 通过广播、电视、高频电话等及时传递强对流天气灾害信息;兴修水利,以防强降水造成内涝;人工消雹,减弱冰雹的破坏力;借助天气雷达和气象卫星等现代高科技手段对可能出现的强对流天气进行追踪监测和及时预警;农作物受灾后及时采取补救措施等,都可以减少强对流天气灾害造成的损失。
3.4 提高公众的防范意识。强对流天气灾害常常威胁到人的生命安全,如发生在美国的龙卷风,每年都造成数百人丧命。为了减少人员的伤亡,提高公众对强对流天气灾害的防范意识是十分必要的,要让公众在面临灾害时学会保护自身的安全。例如,一旦在野外遇到强对流天气,应立即寻找蔽护场所。发生雷雨大风时不要骑自行车、摩托车,不要打手机、不要携带金属物体在露天行走,不要站在空旷高地上和大树下避雨;发生龙卷风时,紧急情况下要及时找到一个与龙卷风路径相垂直的低洼地(如水沟)隐身;遇到突发暴雨,不要贸然往山下疾跑。