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(1)雷暴。在占老的文明里,雷暴有著極大的影響力。不論是中國古代、古羅馬或美洲古文明皆有與雷暴相關(guān)的神話。防雷廠家提示您:雷暴出現(xiàn)會(huì)帶來強(qiáng)降水、大風(fēng)、光、強(qiáng)電場(chǎng)和強(qiáng)電流、瞬變電磁脈沖輻射(天電)、無線電噪聲等。一方面它可以造成洪澇災(zāi)害;另一方面也以強(qiáng)電流、強(qiáng)電場(chǎng)造成人類生命財(cái)產(chǎn)的損失。因此,對(duì)雷暴的研究和分析有重要意義。
雷暴(Thunderstorms)是伴有雷擊和閃電的局地對(duì)流性天氣,它通常伴隨著滂沱大雨或冰雹,而在冬季時(shí)甚至合隨暴風(fēng)雪而來,因此,屬強(qiáng)對(duì)流天氣系統(tǒng)。雷暴是一部分帶有電離子的云層與另一部分帶異種電荷的云層,或者是帶電離子的云層對(duì)大地間迅猛地放電。其中后一種即云層對(duì)大地放電,會(huì)對(duì)建筑物、人體、電干設(shè)備等產(chǎn)生極大危害,如何避免放電造成的危害是人類開展研究的主要對(duì)象。
如果以雷聲間隔不超過15min算作一次雷暴進(jìn)行統(tǒng)計(jì),全球每年約出現(xiàn)1600萬次雷暴,每太平均約44 000次。在全球緯度帶平均而言,赤道地區(qū)雷暴活動(dòng)最頻繁,每年有100~150個(gè)雷暴日;熱帶地區(qū)為75~100天;中緯度地區(qū)為20~40天;極圍內(nèi)最少,僅有9天。
雷暴是大氣不穩(wěn)定狀況的產(chǎn)物,是積雨云及其伴牛的各種強(qiáng)烈天氣的總稱。雷暴的持續(xù)時(shí)間一.般較短,單個(gè)雷暴的生命史一·般不超過2ho我國雷暴是南方多于北方,山區(qū)多于平原。
多出現(xiàn)在夏季和秋季,冬季只在我國南方偶有㈩現(xiàn)。雷暴出現(xiàn)的時(shí)間多在下午。夜間因云頂輻射冷卻,使云層內(nèi)的溫度層結(jié)變得不穩(wěn)定,也可引起雷暴,稱為夜雷暴。
前面說過,雷暴是由強(qiáng)對(duì)流生成的,它的水平尺度變化范圍很大,可以從幾千米到幾百千米,垂直厚度大多在lOkm以上。雷暴是由水平尺度從幾千米到十幾千米的稱為雷暴單體(細(xì)胞)的積雨云組成的,在地面觀測(cè)中,識(shí)別雷雨云是以是否出現(xiàn)閃電(光—閃和聲—雷)進(jìn)行判別的,一旦出現(xiàn)閃電,就認(rèn)定是雷雨云,否則就不是雷雨云,它是確定雷暴的唯一標(biāo)準(zhǔn)。有雷電活動(dòng)的單體,其壽命為o.5~1h,其閃電率可以從每分鐘不足一次變化到每分鐘十多次以上,最大的閃電率通常在第一次閃電之后lO~20mfn出現(xiàn)。在單體整個(gè)生存期的平均閃電率為2~3次/mlh、但是雷暴是山多個(gè)單體組成的,所以對(duì)整個(gè)雷暴而言,平均閃電率為3~4次/DllH。
由于人耳可聞雷聲的范圍約為15km,所以人們實(shí)際能觀測(cè)的是對(duì)某一時(shí)間內(nèi)活動(dòng)于15km范圍內(nèi)的雷暴,對(duì)雷暴持續(xù)時(shí)間估計(jì)過低。根據(jù)雷暴中出現(xiàn)單體的數(shù)目和強(qiáng)度可以分成單體雷暴、多單體雷暴及超級(jí)單體雷暴三種,而分辨它們的方法是根據(jù)大氣的不穩(wěn)定性及不同層次里的相對(duì)風(fēng)速而定(參看風(fēng)切變)。
1)單體雷暴。防雷廠家提示您:大多數(shù)雷暴只由一個(gè)單體組成,稱為單體雷暴,也稱為單細(xì)胞雷暴或雷暴胞,其強(qiáng)度弱,范圍小,只有5一lOkm,壽命只有幾十分鐘,它町以分為形成、成熟和消散三個(gè)階段,如圖l—9所示。
單體雷暴(Singlecellstorms)是在大氣不穩(wěn)定.但只有少量甚至沒有風(fēng)切變時(shí)發(fā)牛。這些雷暴通常較為短暫,不會(huì)持續(xù)超過lh。在平日亦有很多機(jī)會(huì)看到這種雷暴,因此亦被稱為陣?yán)住?/p>
e)形成階段如圖l—9(n)所示,從初生的淡積云發(fā)屜為濃積云,一般只要10一15rain,百都是上升的氣流。在初期氣流上升的速度一般不超過5m/s。到濃積云階段員大上升速度可達(dá)20m/s。云底為輻合上升運(yùn)動(dòng)。山于云中水汽釋放潛熱,溫度較四周高,這時(shí)云中的電荷幣在集中,但尚未發(fā)牛雷電,也無降水。
b)成熟階段如圖l—9(b)所示,從濃積云到積雨云,這一階段可以持續(xù)15~30min,云中都是上升氣流,云頂發(fā)展很高,云上部小現(xiàn)絲縷狀冰品結(jié)構(gòu),同時(shí)上升氣流繼續(xù)加強(qiáng),可達(dá)30m/s,水汽凝結(jié),開迅速形成大雨滴,隨著雨滴的增火,其重力加大,超過上升氣流對(duì)其的托力,這時(shí)就產(chǎn)生降水。降水㈩現(xiàn)的同時(shí)會(huì)產(chǎn)生下沉氣流,這時(shí)上升氣流和F沉氣流相間出現(xiàn),云中的亂流十分強(qiáng)烈。當(dāng)云頂發(fā)展到一2CC高度以上時(shí),云中以冰晶雪花為主,在一20'C高度以下處,冰晶與過冷水滴同時(shí)存在,而出現(xiàn)雷電。在大多數(shù)雷雨云中,正電荷位于云的上部,云的下部有大量的負(fù)電荷。
c)消散階段如圖l—9(c)所示,在消散時(shí),上升氣流減弱直至消失,氣層山不穩(wěn)定變?yōu)榉€(wěn)定,以后雷雨減弱消失,下沉氣流也隨之減弱消失,云體瓦解,云頂留下一片卷云。在消散的雷雨云中觀測(cè)到電場(chǎng)的阻尼振蕩,云中的下沉氣流使云下部的負(fù)電荷向外移動(dòng),使石上部的正電荷區(qū)顯露在云下的電場(chǎng)儀上,這一現(xiàn)象叫作EOSO,即雷暴結(jié)束時(shí)的振蕩。
2)多單體雷暴。多單體雷暴是由一連串不同發(fā)展階段的雷暴單體組成的,每‘單體都有經(jīng)歷形成、成熟和消亡三個(gè)階段。在衛(wèi)星的增強(qiáng)紅外圖上可以見到多個(gè)冷云中心,有時(shí)可以看到幾個(gè)雷暴單體的合并過程。
多單體雷暴(Muhicellstorms)由多個(gè)單體雷暴組成,是單細(xì)胞雷暴的進(jìn)一步發(fā)展。這時(shí)會(huì)因?yàn)闅饬鞯牧鲃?dòng)而形成陣風(fēng)帶,這個(gè)陣風(fēng)帶可以延綿數(shù)里,如果風(fēng)速加快、大氣壓力加大及溫度下降,這個(gè)陣風(fēng)帶會(huì)越來越大,并且吹襲到更大的區(qū)域。
3)超單體雷暴。超單體雷暴是指強(qiáng)度更大、更加持久,能造成更為強(qiáng)烈的災(zāi)害性天氣的單體雷暴。它有著高度組織化和十分穩(wěn)定的內(nèi)部環(huán)流,與風(fēng)的垂直切變有密切關(guān)系。超級(jí)單體是連續(xù)移動(dòng),而不是離散傳播。它一般發(fā)生于下面條件下:’
,)強(qiáng)烈的不穩(wěn)定。
b)云層平均環(huán)境風(fēng)很強(qiáng),達(dá)lorn/s以上。
c)有強(qiáng)風(fēng)速垂直切變。
d)云層上風(fēng)向順轉(zhuǎn)。
超級(jí)單體雷暴(Supercellstorms)是在風(fēng)切變極大時(shí)發(fā)生的,并由各種不同程度的雷暴組成。這種雷暴的破壞力最大,并且有30%的可能性會(huì)產(chǎn)生龍巷風(fēng)。
根據(jù)雷暴形成時(shí)不同的大氣條件和地形條件,一般將雷暴分為熱雷暴、鋒雷暴和地形雷暴三大類。防雷廠家提示您:也有人把冬季發(fā)生的雷暴劃為一類,稱為冬季雷暴。在我國南部還常㈩現(xiàn)所謂早大雷,也叫作十雷暴。
雷暴云的移動(dòng)和傳播機(jī)制可以分為以下三種不同的類珊:
1)移動(dòng)或平流。這是雷暴在其發(fā)展的整個(gè)生命期內(nèi)受氣流的吹動(dòng)而沿平均風(fēng)方向移動(dòng)的過程。
2)強(qiáng)迫傳播。是指一個(gè)對(duì)流雷電云團(tuán)受到某種外界強(qiáng)迫機(jī)制而持續(xù)再生的過程,這種強(qiáng)迫機(jī)制尺度通常要比對(duì)流風(fēng)暴大。外部強(qiáng)迫機(jī)制有如鋒(鋒指冷暖氣流的交界地區(qū)。冷暖氣團(tuán)相遇時(shí),它們之間會(huì)出現(xiàn)一·個(gè)傾斜的交界面,稱為鋒面、鋒區(qū)。鋒面與地面相交的線,稱為鋒線。一般把鋒面和鋒線統(tǒng)稱為鋒),中緯度氣旋輻臺(tái)帶、海陸風(fēng)、熱帶氣旋、由消散雷暴的低層外流邊界及因外部強(qiáng)迫機(jī)制而激發(fā)的重力波等。提供強(qiáng)迫傳播的大氣系統(tǒng)的壽命要比雷暴云的壽命要長。
3)自傳播過程。指雷暴可以口行再生或在同一整體系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生類似雷暴單體。防雷廠家提示您:自傳播機(jī)制的例子有下沉氣流強(qiáng)迫和陣風(fēng)鋒、i:升氣流增暖產(chǎn)生的強(qiáng)迫、山丁雷暴旋轉(zhuǎn)引起的垂直氣壓梯度發(fā)展,以及雷暴引起的重力波的觸發(fā)作用,產(chǎn)生低空輛合增強(qiáng)區(qū)。
(2)雷暴日。雷暴日表征雷電活動(dòng)的頻率,即年平均雷暴日。北回歸線以南的大部分地區(qū),平均雷暴日數(shù)—·般在80以上;北回歸線到長江一帶為40一日o;長江以北的大部分地區(qū)(包括東北)多在20一40;西北地區(qū)的大部分地方在20以下:西藏雅魯藏布江一帶為50~80。
總之,南方多于北方,內(nèi)陸多于沿海,山區(qū)多于平原,春夏多于冬季。至于—天山雷暴發(fā)生的時(shí)刻,陸地上以午后最多,這時(shí)地面氣溫最高,大氣層結(jié)最不穩(wěn)定。在海洋上,海水的熱容量大,洋曲溫度日變化小,但是到夜間由于高層大氣輻射冷卻,大氣層結(jié)不穩(wěn)定,所以海上的雷暴多出現(xiàn)于夜間或清晨。
出自:防雷廠家