對(duì)流性天氣過(guò)程

對(duì)流性天氣過(guò)程1第1頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期四要點(diǎn)雷暴系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特征和活動(dòng)規(guī)律颮中系統(tǒng)颮線和鋒面的異同中小尺度系統(tǒng)的擾動(dòng)特征對(duì)流天氣預(yù)報(bào)的物理基礎(chǔ)對(duì)流性天氣形成的條件幾種常見(jiàn)的對(duì)流天氣的觸發(fā)機(jī)制強(qiáng)雷暴發(fā)生、發(fā)展的有利條件2第2頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期四在暖季，當(dāng)大氣層結(jié)處于不穩(wěn)定狀態(tài)、空中有充沛水汽、并有足夠?qū)α鳑_擊力的條件下，大氣中對(duì)流運(yùn)動(dòng)得到強(qiáng)勁發(fā)展，其所形成的天氣系統(tǒng)稱對(duì)流性天氣系統(tǒng)，如雷暴、龍卷、颮線、冰雹等。這些天氣系統(tǒng)不僅尺度小、生命期短，而且氣象要素水平梯度很大、天氣現(xiàn)象劇烈，具有很大破壞力，往往是一種災(zāi)害性天氣系統(tǒng)。3第3頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期四暴雨、冰雹、龍卷、雷暴大風(fēng)等中尺度強(qiáng)風(fēng)暴天氣能形成嚴(yán)重自然災(zāi)害，給國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和軍事活動(dòng)帶來(lái)重大損失。世界各國(guó)頻數(shù)較高的自然災(zāi)害是氣象原因造成的，而由中尺度天氣造成的重大災(zāi)害占有很大比例。4第4頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期四概述雷暴的結(jié)構(gòu)及雷暴天氣的成因中小尺度天氣系統(tǒng)對(duì)流性天氣預(yù)報(bào)的物理基礎(chǔ)對(duì)流性天氣的預(yù)報(bào)方法5第5頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期四對(duì)流性天氣：由大氣中的對(duì)流不穩(wěn)定層結(jié)造成的，并伴有陣雨、大風(fēng)、冰雹、龍卷等天氣現(xiàn)象。對(duì)流性天氣的特征：

㈠對(duì)流性天氣都是對(duì)流旺盛的積雨云（cb）的產(chǎn)物㈡對(duì)流性天氣具有范圍小，發(fā)展快的特點(diǎn)。

㈢對(duì)流性天氣發(fā)展劇烈，易形成災(zāi)害。概述6第6頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

雷暴：積雨云中所發(fā)生的雷電交作的激烈放電現(xiàn)象，同時(shí)指產(chǎn)生這種天氣現(xiàn)象的天氣系統(tǒng)。雷暴是由旺盛積雨云所引起的伴有閃電、雷鳴和強(qiáng)陣雨的局地風(fēng)暴。沒(méi)有降水的閃電、雷鳴現(xiàn)象，稱干雷暴

雷暴過(guò)境時(shí)，氣象要素和天氣現(xiàn)象會(huì)發(fā)生劇烈變化，如氣壓猛升，風(fēng)向急轉(zhuǎn)，風(fēng)速大增，氣溫突降，隨后傾盆大雨。強(qiáng)烈的雷暴甚至帶來(lái)冰雹、龍卷等嚴(yán)重災(zāi)害。7第7頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期四雷暴云：指產(chǎn)生雷暴的積雨云（cb）。一般雷暴：通常把只伴有陣雨的雷暴稱

為“一般雷暴”。強(qiáng)雷暴：伴有雷雨、大風(fēng)、冰雹、龍卷

等嚴(yán)重的災(zāi)害性天氣現(xiàn)象之一

的雷暴稱為強(qiáng)雷暴。8第8頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期四一、一般雷暴的結(jié)構(gòu)1．生命史的三個(gè)階段

①發(fā)展階段②成熟階段

③消散階段

§8.1雷暴的結(jié)構(gòu)及雷暴天氣的成因9第9頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期四2．生命史：每個(gè)階段持續(xù)十幾分鐘至半小時(shí)左右。

３．水平尺度：約十幾公里至中γ尺度。

４．垂直運(yùn)動(dòng)：(垂直速ωmax﹤15m/s)

５．垂直運(yùn)動(dòng)在對(duì)流層中層最強(qiáng)（300hPa-500hPa）

10第10頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期四一般雷暴結(jié)構(gòu)發(fā)展階段成熟階段消散階段11第11頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期四６．降水分布：云中物態(tài)特征0℃等溫線至-20℃等溫線之間的區(qū)域主要由過(guò)冷水滴、雪花、及冰晶組成，而冰晶是從-10℃附近開(kāi)始出現(xiàn)，并隨高度逐漸增多。到凍結(jié)高度，云頂突然向上發(fā)展，至對(duì)流層頂附近后形成云砧。12第12頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期四雷暴群或帶１．含義：有許多雷暴單體隨機(jī)聚集成群或帶（各單體處于不同階段），每個(gè)單體都具有獨(dú)立的云內(nèi)環(huán)流，都經(jīng)歷發(fā)展階段、成熟階段和消散階段，并處于不斷新生和消失的新陳代謝過(guò)程中。

2．生命史：幾個(gè)小時(shí)、中β尺度。

3.水平尺度：可達(dá)幾百公里。4．每個(gè)單體處于不同的發(fā)展階段。13第13頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期四一個(gè)典型的多單體雷暴群的平面圖14第14頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期四二、一般雷暴天氣的成因1雷電

雷電是由積雨云中冰晶“溫差起電”以及其它起電作用所造成的云與地之間或云與云之間的放電現(xiàn)象。一般當(dāng)云頂發(fā)展到-20℃等溫線高度以上時(shí)，云中便有了足夠多的冰晶，因此，就會(huì)出現(xiàn)閃電和雷鳴。15第15頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期四陣雨

在雷暴云中上升氣流最強(qiáng)區(qū)附近，一般有一大水滴累積區(qū)，當(dāng)累積量超過(guò)上升氣流承托能力時(shí)，便開(kāi)始降雨。由于累積區(qū)中的水傾盆而下，因而造成陣雨或暴雨。陣雨持續(xù)時(shí)間為幾分鐘到一小時(shí)不等，視雷暴云的強(qiáng)弱及含水量多少而定。16第16頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期四3陣風(fēng)

在雷暴云的成熟階段，云中產(chǎn)生的下沉氣流沖到地表面向四周散開(kāi)造成陣風(fēng)。陣風(fēng)發(fā)生前風(fēng)力較弱，多偏南風(fēng)。陣風(fēng)發(fā)生時(shí)，風(fēng)向常呈氣旋式旋轉(zhuǎn)，然后又呈反氣旋式旋轉(zhuǎn)。移動(dòng)緩慢的雷暴，云下的流出氣流幾乎是徑向（即向四面八方鋪開(kāi)）的。然而多數(shù)情況下，在雷暴移向的下風(fēng)方的風(fēng)速要大于上風(fēng)方。17第17頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期四4壓、溫、濕的變化

由于下沉氣流中水滴蒸發(fā)，使下沉氣流幾乎保持飽和狀態(tài)，因此在雷暴云下形成一個(gè)近乎飽和的冷空氣堆，因其密度較大所以氣壓較高，這個(gè)高壓叫“雷暴高壓”。

當(dāng)雷暴云向前移動(dòng)時(shí)，云下的雷暴高壓也隨之向前移動(dòng)，使得測(cè)站氣溫下降、氣壓涌升、相對(duì)濕度上升、露點(diǎn)或絕對(duì)濕度下降等氣象要素的顯著變化。18第18頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期四在弱的垂直風(fēng)切變中的孤立雷暴模型19第19頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期四三、“穩(wěn)定狀態(tài)”的強(qiáng)雷暴的結(jié)構(gòu)基本概念

颮暴：以強(qiáng)烈陣風(fēng)為主的強(qiáng)雷暴

雹暴：以嚴(yán)重降雹為主的強(qiáng)雷暴

生命史：較長(zhǎng)，幾小時(shí)--十幾小時(shí)在強(qiáng)垂直切變環(huán)境下發(fā)展起來(lái)的20第20頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期四超級(jí)單體風(fēng)暴、多單體風(fēng)暴、龍卷風(fēng)暴、颮線是常見(jiàn)的強(qiáng)風(fēng)暴具有以下共同特征：前部有一支傾斜的上升氣流；后部有一支下沉氣流從中層進(jìn)入風(fēng)暴，從低層流出，下沉氣流與入流氣流輻合，使上升運(yùn)動(dòng)更強(qiáng)；上升氣流合下沉氣流構(gòu)成不對(duì)稱環(huán)流和天氣系統(tǒng)。21第21頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期四強(qiáng)雷暴與一般雷暴的主要區(qū)別：

①垂直氣流的強(qiáng)度；

②垂直氣流的有組織程度和不對(duì)稱性。

強(qiáng)雷暴發(fā)展到一定階段時(shí)，會(huì)出現(xiàn)一個(gè)可以維持?jǐn)?shù)小時(shí)之久的、近乎穩(wěn)定的、較強(qiáng)較大的，以及高度有組織和不對(duì)稱垂直環(huán)流。22第22頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期四（一）“超級(jí)單體“風(fēng)暴１．定義及特征：

含義：具有單一的特大的垂直環(huán)流的巨大的強(qiáng)風(fēng)暴云。是所有對(duì)流風(fēng)暴云中最壯觀和最強(qiáng)烈的一類風(fēng)暴云。②水平尺度：20-40km，垂直尺度：18km

③生命史：幾個(gè)小時(shí)，移動(dòng)路徑可達(dá)數(shù)百公里④環(huán)流：具有強(qiáng)大的非對(duì)稱的有組織的垂直環(huán)流，前部有上升氣流，后部有下沉氣流23第23頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期四結(jié)構(gòu)特征風(fēng)暴云頂（最高可達(dá)18km以上）垂直氣流分兩部分：斜升氣流，下?lián)舯┝鳠o(wú)（或弱）回波區(qū)（穹窿）在風(fēng)暴云的右前方形成一個(gè)只有小云滴而沒(méi)有（或很少有）大水滴的地區(qū)，有時(shí)也可能是無(wú)云的空穴。在雷達(dá)的RHI照片上便呈現(xiàn)為一個(gè)無(wú)（或弱）回波區(qū)，它從風(fēng)暴云右翼伸展到風(fēng)暴云內(nèi)并存在云中向上突入一段距離，一般稱其為“穹窿”。上風(fēng)側(cè)是云墻，強(qiáng)回波區(qū)下風(fēng)側(cè)是前伸懸體回波。24第24頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期四25第25頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

風(fēng)暴的運(yùn)動(dòng)方向一般偏向于對(duì)流云中層的風(fēng)的右側(cè)。所以這類風(fēng)暴也叫做“右移強(qiáng)風(fēng)暴”，但有的強(qiáng)風(fēng)暴也可以是左移的。環(huán)境風(fēng)因?yàn)轱L(fēng)暴云十分高大，因此它迫

使環(huán)境氣流分成兩股繞云而過(guò)，在環(huán)境氣流與云邊界之間會(huì)發(fā)生渦旋混合作用。26第26頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期四超級(jí)單體三維環(huán)流模型27第27頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期四斜升氣流的形成：下?lián)舯┝鞯妮椛饬髋c進(jìn)入云體的暖濕氣流匯合產(chǎn)生。下?lián)舯┝鞯男纬桑?/p>

①降水物的拖曳作用②在中層云外圍繞流干冷氣流被卷入后，在云體前部逐漸下沉。③在中層，從云后部直接進(jìn)入云中的干空氣，降水物通過(guò)這種干空氣是強(qiáng)烈蒸發(fā)冷卻，形成很冷的下沉氣流。28第28頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期四３．兩支氣流的作用斜升氣流的作用：①供應(yīng)水汽②促進(jìn)云雨發(fā)展③分迭大小不同的降水物，有利于冰雹的生成下?lián)舯┝鞯淖饔茫孩俚降乇砻婧笙蛩闹苌㈤_(kāi)，形成強(qiáng)風(fēng)②使上升氣流傾斜，產(chǎn)生斜升氣流29第29頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期四㈡多單體風(fēng)暴含義：由許多較小的處于不同發(fā)展階段雷暴單體組成，但有一個(gè)統(tǒng)一的垂直環(huán)流的風(fēng)暴。多單體風(fēng)暴中，對(duì)流單體橫向排成一行。他們不斷地在雷暴復(fù)合體中的右側(cè)發(fā)生，在左側(cè)消亡看起來(lái)風(fēng)暴就象一個(gè)整體在運(yùn)動(dòng)。雖然每個(gè)單體的生命期不長(zhǎng)但通過(guò)單體的連續(xù)更替過(guò)程可使整體的生命期很長(zhǎng)。30第30頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期四1973年7月9日美科羅拉多州所測(cè)到的多胞型雷暴的模型31第31頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期四32第32頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期四㈢颮線１．含義：有許多雷暴單體（其中包括若干超級(jí)單體）側(cè)向排列而形成的強(qiáng)對(duì)流云帶。風(fēng)向、風(fēng)速突變的狹窄的強(qiáng)對(duì)流天氣帶。很具破壞力的嚴(yán)重災(zāi)害性天氣。２．水平尺度：長(zhǎng)約幾十至幾百公里，寬約幾十公里至二百公里。

３．生命史：幾小時(shí)至十幾小時(shí)。

33第33頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期四４．天氣現(xiàn)象：大風(fēng)、冰雹、龍卷。颮線過(guò)境時(shí)，風(fēng)向突變、風(fēng)速急增、氣壓驟升、氣溫劇降同時(shí)伴有雷暴、暴雨。颮線發(fā)生之前多屬晴好天氣，氣溫較高，風(fēng)力微弱，風(fēng)向很亂或多偏南風(fēng)，空氣濕度較大，天氣悶熱，具備雷雨條件。34第34頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

颮線常出現(xiàn)在氣團(tuán)內(nèi)部或冷鋒前，破壞性很大。我國(guó)颮線的地理分布：颮線多發(fā)生在長(zhǎng)江流域以北地區(qū)，其中內(nèi)蒙、河北、山西、山東、河南、安徽、江蘇和沿海等地每年均有發(fā)生。35第35頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期四四、強(qiáng)雷暴天氣的成因天氣：大風(fēng)（颮）、冰雹、龍卷㈠颮：１．含義：伴隨強(qiáng)風(fēng)暴云來(lái)臨，氣壓涌升，氣溫急降，相對(duì)濕度增大的突然發(fā)作的強(qiáng)烈陣風(fēng)。颮是強(qiáng)陣風(fēng)的意思

。２．形成的原因：下?lián)舯┝鞯降乇砻嫦蛩闹苌㈤_(kāi)。

36第36頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期四㈡冰雹：

１．含義：直徑大于5毫米的固體降水物。

２．共同特點(diǎn)：①較強(qiáng)的上升運(yùn)動(dòng)（ωmax＞15m/s.）②水份累積區(qū)和最大垂直速度區(qū)的高度一般在零度層以上。③水份累積區(qū)的含水量較為豐富，一般都不小于15-20克/米3，累積厚度不小于1.5-2.0公里左右。

④有宜于形成“雹胚”的環(huán)境。⑤云內(nèi)0℃層的高度適當(dāng)，不太高也不太低。37第37頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期四成熟雷雨內(nèi)各種現(xiàn)象：1電場(chǎng)分布，2小股垂直氣流，3雹的成長(zhǎng)，4地面冷氣丘的形成和范圍38第38頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期四３.冰雹的形成過(guò)程：

在一般超級(jí)單體雹云中冰雹的生長(zhǎng)過(guò)程大致經(jīng)歷這樣的過(guò)程：首先雹胚進(jìn)入斜升氣流之中，斜升氣流把小冰粒帶到中高層，穿過(guò)過(guò)冷水份累積區(qū)，然后砧狀流出氣流將小雪粒撒向前方。大的拋得近，小的拋得遠(yuǎn)。通過(guò)“分選”作用，大小雹粒在不同部位下落，重新進(jìn)入斜升氣流，又開(kāi)始第二次升降。如此循環(huán)數(shù)次，大雹落在回波“墻”附近或“陣風(fēng)前沿線”附近的后方。而小雹可能降落在離“陣風(fēng)前沿線”較遠(yuǎn)的后方或前方。39第39頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期四颮線垂直剖面40第40頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期四㈢龍卷１．含義：從雷暴云底向下伸展并且到達(dá)地面的漏斗狀渦旋云柱叫做“龍卷”。龍卷伸展到地面時(shí)會(huì)引起強(qiáng)烈的旋風(fēng)叫做“龍卷風(fēng)”。龍卷有時(shí)懸掛在空中，有時(shí)伸延到地面。出現(xiàn)在陸地上的，稱陸龍卷，出現(xiàn)在海面上的，稱海龍卷。

41第41頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期四２．主要特征：①外觀：漏斗狀云柱

水平尺度很?。簬酌字翈装倜祝淮怪背叨龋憾寥?，甚至10km垂直范圍：3-15km②生存時(shí)間：幾分鐘到幾十分鐘③中心氣壓低：中心氣壓與外圍之間氣壓梯度可達(dá)2百帕/米左右。④風(fēng)速：其中心風(fēng)力可達(dá)100-200米/秒以上，具有極大的破壞力。

42第42頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期四⑤結(jié)構(gòu)：龍卷有時(shí)成對(duì)的出現(xiàn)，兩個(gè)的旋轉(zhuǎn)方向相反。⑥龍卷中心為下沉氣流，四壁為極強(qiáng)的上升氣流，速度可達(dá)50米/秒以上。⑦科氏力不起作用，慣性離心力和氣壓梯度力平衡。

⑧非靜力平衡

⑨產(chǎn)生龍卷的雷暴云要更高、更強(qiáng)。43第43頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期四§8.2中小尺度天氣系統(tǒng)44第44頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期四一、中小尺度天氣系統(tǒng)的概念1含義：大氣中存在的像雷暴和強(qiáng)雷暴一類空間尺度較小，生命史較短的天氣系統(tǒng)。2天氣系統(tǒng)的分類：

1.大尺度：

①水平范圍幾百至幾千公里。如氣旋、鋒面、臺(tái)風(fēng)、高空槽（脊）、長(zhǎng)波等。

②生命史：一天至幾天

45第45頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期四2.中尺度：

水平范圍十幾公里至二、三百公里。如強(qiáng)雷暴、颮線、中尺度低壓、中尺度氣旋、颮中系統(tǒng)。

②生命史：一小時(shí)至十幾小時(shí)

3.小尺度：

水平范圍幾十米至十幾公里。如雷暴、龍卷、塵卷、山谷風(fēng)。

②生命史：幾分鐘至一小時(shí)46第46頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期四Orlanski尺度劃分方案大尺度水平尺度>2000km中尺度水平尺度2～2000km

中α系統(tǒng)200～2000km1-5天

中β系統(tǒng)20～200km3小時(shí)-1天

中γ系統(tǒng)2～20km1小時(shí)小尺度水平尺度<2km47第47頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期四二、颮中系統(tǒng)

1含義：和颮現(xiàn)象相聯(lián)系的一類中系統(tǒng)叫颮中系統(tǒng)，它包括雷暴高壓、颮線、颮線前低壓和尾流低壓等中系統(tǒng)。48第48頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期四雷暴高壓是指在成熟階段雷暴的下方，一般都有１個(gè)冷性中高壓，這種高壓稱為雷暴高壓。

在冷空氣堆已完全形成而它的范圍不太大的時(shí)候，雷暴高壓表現(xiàn)得最強(qiáng)；當(dāng)冷空氣堆向更大的面積上延展的時(shí)候，雷暴高壓便逐漸減弱；如果沒(méi)有新的下降冷空氣補(bǔ)充，就會(huì)逐漸消失。雷暴高壓在初生時(shí)范圍較小，強(qiáng)度較弱，以后逐漸擴(kuò)大增強(qiáng)，一般能維持3～18h。在高壓的范圍內(nèi)，大多有雷雨天氣，但也有個(gè)別的只有雷電而無(wú)降水。49第49頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期四系統(tǒng)的背景和生命史

（1）颮中系統(tǒng)可以發(fā)生在冷鋒前或暖鋒后的暖氣團(tuán)中，也可以發(fā)生在冷鋒后或暖鋒前的冷氣團(tuán)中，或發(fā)生在冷（暖）鋒上。

50第50頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期四（2）颮中系統(tǒng)的生命史大致可分為四個(gè)階段：

①初始階段

②發(fā)展階段

③成熟階段

④消散階段51第51頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期四3颮中系統(tǒng)的移動(dòng)

颮中系統(tǒng)生成后，會(huì)有規(guī)律地向前移動(dòng)。（1）颮線上單體移向基本上與850-500百帕平均風(fēng)一致，有時(shí)略偏右。

（2）颮線還有向著最不穩(wěn)定的地區(qū)移動(dòng)的趨向。

（3）颮線的移速取決于大尺度天氣形勢(shì)及有關(guān)要素分布和中尺度雷暴高壓的強(qiáng)度以及地形的影響。52第52頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期四颮線和鋒面的區(qū)別相同點(diǎn)：都是冷暖空氣的界面不同點(diǎn)：53第53頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期四鋒面颮線不同氣團(tuán)的交界面同一氣團(tuán)中生成天氣和氣象要素變化不是很劇烈天氣和氣象要素變化劇烈鋒面（大尺度，長(zhǎng)度幾千公里）颮線（中尺度，長(zhǎng)度二、三百公里）生命史是幾天生命史約十幾個(gè)小時(shí)大體沿700hPa氣流移動(dòng)移速大于冷鋒無(wú)日變化有日變化，午后強(qiáng)烈發(fā)展54第54頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期四三、中尺度低壓系統(tǒng)㈠含義：指在中尺度天氣圖上存在一些水平尺度為一百公里至二、三百公里的小型低壓稱中尺度系統(tǒng)。㈡類型：

①中低壓：無(wú)明顯的氣旋式環(huán)流

②中氣旋：有明顯的氣旋式環(huán)流55第55頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期四中低壓和中氣旋的異同：共同點(diǎn)：均是氣壓場(chǎng)上的低壓，水平尺度100－200公里，輻合上升運(yùn)動(dòng)較強(qiáng)，有強(qiáng)烈的降水天氣。不同點(diǎn)：中低壓中氣旋無(wú)明顯氣旋式環(huán)流閉合氣旋式環(huán)流局地增熱造成中低壓加強(qiáng)產(chǎn)生氣旋式環(huán)流輻合上升運(yùn)動(dòng)弱輻合上升運(yùn)動(dòng)強(qiáng)56第56頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期四四、中小尺度擾動(dòng)的特征㈠水平尺度?、娲怪背叨却螅捍蠖伎蛇_(dá)整個(gè)對(duì)流層的厚度，即為7-18公里左右。垂直尺度與水平尺度的比率很大，約為0.1。一般大系統(tǒng)的比率為0.01左右。57第57頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期四㈢生命期短：雷暴單體的平均生命期不到1小時(shí)，雷暴群可存在幾小時(shí)，較強(qiáng)的颮中系統(tǒng)等中系統(tǒng)的生命期大約為12小時(shí)左右，而大尺度系統(tǒng)常達(dá)一天至幾天。58第58頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期四㈣垂直速度大：

在雷暴云的上升氣流中，一般為10米/秒，特強(qiáng)的為60米/秒以上。大尺度系統(tǒng)中僅為每秒幾厘米。㈤散度大：

甚至大尺度中散度為59第59頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期四㈥渦度大：在中高壓和中氣旋中，渦度和散度的大小比率近似等于1。㈦氣象要素梯度大：颮線過(guò)境時(shí)氣壓梯度可達(dá)1-3hPa/km，溫度梯度可達(dá)5°C/10km，變壓1hPa/1-2min，變溫-1°C/min，可觀測(cè)到地面風(fēng)垂直于等壓線方向。60第60頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期四㈧地轉(zhuǎn)偏向力：影響小塵卷和部分小龍卷的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)主要取決于離心力和氣壓梯度力的平衡。但較大的中系統(tǒng)，就要考慮到地轉(zhuǎn)偏向力的影響。㈨非靜力平衡：在旺盛的對(duì)流云內(nèi)，空氣不符合靜力平衡的假定。浮力可以使氣塊產(chǎn)生很大的垂直加速度。61第61頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期四§8.3對(duì)流性天氣預(yù)報(bào)的物理基礎(chǔ)大氣不穩(wěn)定性與對(duì)流性天氣形成的條件穩(wěn)定度的局地變化對(duì)流天氣的觸發(fā)機(jī)制強(qiáng)雷暴發(fā)生發(fā)展的有利條件雷暴云的移動(dòng)規(guī)律62第62頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期四不穩(wěn)定層結(jié)中性層結(jié)穩(wěn)定層結(jié)γ—環(huán)境溫度垂直遞減率γ’—?dú)鈮K絕熱運(yùn)動(dòng)時(shí)的溫度遞減率一、大氣不穩(wěn)定性與對(duì)流性天氣形成的條件㈠靜力不穩(wěn)定

63第63頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期四不穩(wěn)定層結(jié)中性層結(jié)穩(wěn)定層結(jié)大氣中，一般是

絕對(duì)不穩(wěn)定絕對(duì)穩(wěn)定條件性不穩(wěn)定64第64頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期四T-lnp圖上層結(jié)曲線與狀態(tài)曲線65第65頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期四（二）對(duì)流性不穩(wěn)定（位勢(shì)不穩(wěn)定）1．含義：原來(lái)上干下濕的穩(wěn)定氣層，甚至可為絕對(duì)穩(wěn)定的氣層（

），經(jīng)過(guò)整層抬升后使得氣層達(dá)到飽和，氣層層結(jié)由原來(lái)的穩(wěn)定層結(jié)變?yōu)椴环€(wěn)定層結(jié)，或不穩(wěn)定層結(jié)變得更加不穩(wěn)定，稱為對(duì)流性不穩(wěn)定。或隨高度減小。66第66頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期四對(duì)流性不穩(wěn)定判據(jù)對(duì)流性不穩(wěn)定中性對(duì)流性穩(wěn)定67第67頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期四（三）不穩(wěn)定能量含義：?jiǎn)挝毁|(zhì)量空氣塊受場(chǎng)力的作用（浮力-重力）所做的功。不穩(wěn)定能量越大，氣塊上升速度越大，對(duì)流天氣越強(qiáng)。T-lnP圖中的正不穩(wěn)定能量。68第68頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期四（四）對(duì)流性天氣形成的條件①水汽條件

②不穩(wěn)定層結(jié)

③抬升條件69第69頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期四二、穩(wěn)定度的局地變化㈠穩(wěn)定度變化的原因

取表示穩(wěn)定度

對(duì)流性穩(wěn)定中性對(duì)流性不穩(wěn)定70第70頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期四條件：干濕絕熱過(guò)程中θse是保守的71第71頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期四表明：對(duì)流性不穩(wěn)定的局地變化由三項(xiàng)因子決定的。

對(duì)流性不穩(wěn)定增加

（1）對(duì)流性不穩(wěn)定的垂直輸送項(xiàng)與垂直速度和θse分布有關(guān)。

上升：ω<0，不穩(wěn)定性增強(qiáng)

下降：ω>0，不穩(wěn)定性減弱

72第72頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期四（2）散度對(duì)對(duì)流不穩(wěn)定性的影響

若

水平輻散，不穩(wěn)定性增強(qiáng)

水平輻合，不穩(wěn)定性減弱

73第73頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期四（3）θse平流隨高度的變化當(dāng)高層的θse平流小于低層的θse平流時(shí)，即對(duì)流不穩(wěn)定性增強(qiáng)。反之，對(duì)流不穩(wěn)定性減弱。θse是T、P、q的函數(shù)74第74頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期四(二)對(duì)流不穩(wěn)定度與等壓面上T、q的關(guān)系75第75頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期四均是小量76第76頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期四取表示穩(wěn)定度77第77頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期四穩(wěn)定度增加穩(wěn)定度減小上層變干變冷，下層變暖變濕不穩(wěn)定度增大78第78頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期四討論：溫度的局地變化對(duì)穩(wěn)定度的影響對(duì)流未發(fā)生前ω≈0，要使氣層變得不穩(wěn)定①低層暖平流，高層冷平流。低層暖（冷）平流比高層暖（冷）平流強(qiáng)（弱）②日射作用使低層空氣增熱或冷空氣移至暖的下墊面。79第79頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期四濕度的局地變化對(duì)穩(wěn)定度的影響。低層濕平流（強(qiáng)暖濕平流），高層干平流（干冷平流），導(dǎo)致不穩(wěn)定增加。80第80頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期四（三）幾種常見(jiàn)的有利于對(duì)流性天氣產(chǎn)生的形勢(shì)：

（1）在高層冷中心或冷溫度槽與低層暖中心或暖溫度脊可能疊置的區(qū)域，會(huì)形成大片雷暴區(qū)；（2）當(dāng)冷鋒越山時(shí)，若山后低層為暖空氣控制，則由于山后低層暖空氣之上有冷平流疊置，使不穩(wěn)定度大為增強(qiáng)，因而常在山后造成大片雷暴區(qū)。

81第81頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期四（3）在高層高空槽已東移，冷空氣已入侵，而中層以下仍有淺薄的熱低壓接近，或有西南氣流，或有顯著的暖平流等情況時(shí)，就容易使不穩(wěn)定性加強(qiáng)，造成對(duì)流性天氣。（4）當(dāng)?shù)蛯佑袧裆喽渖蠈痈采w著一干氣層時(shí)，或在高層干平流與低層濕平流相疊加的區(qū)域，會(huì)使對(duì)流性不穩(wěn)定增強(qiáng)。82第82頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期四單站分析83第83頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期四三、對(duì)流天氣的觸發(fā)機(jī)制㈠天氣系統(tǒng)造成的系統(tǒng)性上升運(yùn)動(dòng)：鋒面強(qiáng)迫抬升、槽線、切變線、低壓、低渦等以及低空的風(fēng)向或風(fēng)速的輻合線。㈡地形抬升作用

1．山地迎風(fēng)坡：抬升2．背風(fēng)波：激發(fā)新的對(duì)流云㈢局地?zé)崃μ饔?4第84頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期四四、強(qiáng)雷暴發(fā)生、發(fā)展的有利條件㈠逆溫層

逆溫層的存在可抑制對(duì)流發(fā)展，使低層水汽能量不向上輸送，可以積聚能量使低層更暖、更濕，上層冷，大氣更不穩(wěn)定。一旦有強(qiáng)的觸發(fā)機(jī)制會(huì)有強(qiáng)雷暴。85第85頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期四㈡前傾槽

高層干冷，底層暖濕，不穩(wěn)定度加強(qiáng)(三)低層輻合，高層輻散

高層輻散流場(chǎng)在低空輻合流場(chǎng)上空疊置，抬升力會(huì)更強(qiáng)。86第86頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期四（四）高、低空急流

高空急流:

急流下方強(qiáng)的垂直切變能提供對(duì)流發(fā)展的動(dòng)能有利于增強(qiáng)高層輻散，維持上升運(yùn)動(dòng)將云體上部增暖的空氣帶走，散熱機(jī)制，利于對(duì)流云的維持和發(fā)展

87第87頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期四低空急流：

輸送暖濕空氣促使大氣不穩(wěn)定。急流前方正切變渦度區(qū)，上升運(yùn)動(dòng)，提供一定沖擊力加強(qiáng)擾動(dòng)，觸發(fā)不穩(wěn)定能量釋放。急流最大風(fēng)速中心前方有明顯水汽輻合和強(qiáng)上升運(yùn)動(dòng)，利于強(qiáng)對(duì)流的連續(xù)發(fā)展。88第88頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期四（五）中小系統(tǒng)

中小尺度低壓和輻合區(qū)可以促使對(duì)流強(qiáng)烈發(fā)展。