雷暴產(chǎn)生原理、雷達(dá)回波

1、lThunderstormslTurbulencelWind sharelLow visibilitylIcing中小尺度天氣系統(tǒng)：幾十分鐘-幾小時(shí)幾十-幾百km雷暴、龍卷、颮線Thunderstorm, tornado, squall linel2005年8月2日法航空客暴風(fēng)雨雷擊l2005年8月23日秘魯航波音雷暴風(fēng)切變l1997年年5月月8日，南方航空公司日，南方航空公司B737飛機(jī)在深圳機(jī)場(chǎng)著陸過(guò)程中飛機(jī)在深圳機(jī)場(chǎng)著陸過(guò)程中遇到中遇到中-大雨，飛機(jī)沖出跑道失事。大雨，飛機(jī)沖出跑道失事。l1994年年7月月20日，云南航空公司日，云南航空公司B737飛機(jī)，在昆明機(jī)場(chǎng)著陸過(guò)程飛機(jī)，在昆明機(jī)

2、場(chǎng)著陸過(guò)程中遇到雷雨天氣，飛機(jī)沖出跑道。中遇到雷雨天氣，飛機(jī)沖出跑道。l1988年年8月月31日，廣州三叉戟日，廣州三叉戟2218飛機(jī)在香港啟德機(jī)場(chǎng)，遇到雷飛機(jī)在香港啟德機(jī)場(chǎng)，遇到雷雨天氣，著陸不正常，沖入海中。雨天氣，著陸不正常，沖入海中。l1990年年3月月1 1日，東方航空公司三叉戟日，東方航空公司三叉戟B2208飛機(jī)在桂林機(jī)場(chǎng)進(jìn)場(chǎng)飛機(jī)在桂林機(jī)場(chǎng)進(jìn)場(chǎng)時(shí)遇到雷雨云，飛機(jī)沖出跑道。時(shí)遇到雷雨云，飛機(jī)沖出跑道。l雷暴雷暴：旺盛積雨云有雷電的局地風(fēng)暴。伴有強(qiáng)烈湍流、積冰、陣雨、大風(fēng)，可發(fā)生冰雹、龍卷、下?lián)舯┝?。l普通雷暴形成三條件：不穩(wěn)定層結(jié)、抬升沖擊力、水汽充沛Thunderstorm for

3、mation requires an unstable lapse rate, a lifting force,and a relatively high moisture level.（雷暴的抬升沖擊力有（雷暴的抬升沖擊力有 熱雷暴熱雷暴 地形雷暴地形雷暴 天氣系統(tǒng)雷暴）天氣系統(tǒng)雷暴）一、形成系統(tǒng)分類一、形成系統(tǒng)分類1、氣團(tuán)雷暴、氣團(tuán)雷暴 Air mass storm2、強(qiáng)雷暴強(qiáng)雷暴 Severe storm：l 鋒面雷暴l 冷渦雷暴l 空中槽雷暴、切變線雷暴l 臺(tái)風(fēng)槽雷暴l 副熱帶高壓西部雷暴二、內(nèi)部結(jié)構(gòu)分類二、內(nèi)部結(jié)構(gòu)分類1、普通單體雷暴、普通單體雷暴 single cell2、超級(jí)單體

4、雷暴、超級(jí)單體雷暴 super cell3、多單體雷暴、多單體雷暴 multcell4、颮線雷暴、颮線雷暴 squall line1、積云階段、積云階段cumulus： 持續(xù)上升氣流。云中溫度高。The cumulus stage is characterized by continuous updrafts.2、成熟階段、成熟階段mature： 上升上升更強(qiáng)，傾斜。湍流十分強(qiáng)烈。 降水。颮鋒颮鋒（氣溫聚降、氣壓急升、風(fēng)向突變、陣性大風(fēng)降水）。 閃電閃電。Lightning is always associated with thunderstorms.Wind shear areas can

5、 be found on all sides of a thunderstorm, as well as directly under it.Thunderstorms reach the greatest intensity during the mature stage, which is signaled by the beginning of precipitation at the surface. 3、消散階段、消散階段dissipating：下降氣流為主。絲縷云砧絲縷云砧。Anvil shapeA dissipating thunderstorm is characterized

6、 by predominant downdrafts.發(fā)展階段上發(fā)展階段上升氣流貫穿升氣流貫穿于整個(gè)積云于整個(gè)積云云體，上升云體，上升氣流逐漸達(dá)氣流逐漸達(dá)到到5-10m/s量量級(jí)級(jí)l成熟階段形成云成熟階段形成云氈開(kāi)始降水，由氈開(kāi)始降水，由于降水物的拖曳于降水物的拖曳作用而產(chǎn)生下沉作用而產(chǎn)生下沉氣流，但在下沉氣流，但在下沉氣流的上方，上氣流的上方，上升氣流仍貫穿云升氣流仍貫穿云體，一般雷暴云，體，一般雷暴云，最大上升速度在最大上升速度在15米米/秒以下，并秒以下，并會(huì)在其前有新單會(huì)在其前有新單體產(chǎn)生體產(chǎn)生l上升氣流與上升氣流與下沉氣流相下沉氣流相抵消，無(wú)明抵消，無(wú)明顯的強(qiáng)烈氣顯的強(qiáng)烈氣流，也無(wú)新

7、流，也無(wú)新生對(duì)流單體生對(duì)流單體形成，對(duì)流形成，對(duì)流云逐漸消散云逐漸消散Figure 8-2. A typical airmass thunderstorm consists of three stages cumulus, mature, and dissipating.l超級(jí)單體風(fēng)暴 Supercell （2 hours）l多單體風(fēng)暴 Multicell （longer）l颮線風(fēng)暴 Squall linel強(qiáng)雷暴的形成條件強(qiáng)雷暴的形成條件普通雷暴產(chǎn)生的必要條件。普通雷暴產(chǎn)生的必要條件。很強(qiáng)的環(huán)境垂直風(fēng)切變。很強(qiáng)的環(huán)境垂直風(fēng)切變。這可使普通雷暴生命期加長(zhǎng)必須處在有利的形勢(shì)或地區(qū)。必須處在有利的

8、形勢(shì)或地區(qū)。如高空輻散流場(chǎng)下方及相關(guān)有利地形 l冰雹出現(xiàn)在云體前幾英里處。lHail is most likely associated with a cumulonimbus cloud but it can be encountered several miles from the cloud. Photo by Moller 圖圖6-50 1993年年9月月21日基本日基本反射率因反射率因子圖，注子圖，注意勾狀回意勾狀回波波 超級(jí)單體Figure 8-3. A multi-cell thunderstorm may consist of all stages of a thunderst

9、orm. A shelf cloud often indicates the rising air over the gust front. The vertical lines represent precipitation intensity.多單體線性風(fēng)暴（颮線）示意圖發(fā)展成熟的雷暴發(fā)展成熟的雷暴新生單體強(qiáng)風(fēng)速輻合區(qū)徑向速度差達(dá)強(qiáng)風(fēng)速輻合區(qū)徑向速度差達(dá)25米米/秒以上秒以上l颮線颮線：排列成帶狀的多個(gè)雷暴或積雨云群組成的狹窄強(qiáng)對(duì)流天氣帶。頻發(fā)雷電、暴雨、大風(fēng)、冰雹和龍卷等惡劣天氣。lA squall line is a band of thunderstorms that often f

10、orms 50200（several） miles in front of a fast-moving cold front and contains some of the most severe types of weather-related hazards.颮鋒：是中尺度雷暴中的下沉冷空氣，在地面形成雷暴颮鋒：是中尺度雷暴中的下沉冷空氣，在地面形成雷暴高壓，高壓前鋒叫颮鋒。高壓，高壓前鋒叫颮鋒。颮鋒在地面圖上的特征：颮鋒后面有中尺度雷暴高壓和颮鋒在地面圖上的特征：颮鋒后面有中尺度雷暴高壓和冷區(qū)，前部有低壓和暖區(qū)。冷區(qū)，前部有低壓和暖區(qū)。颮鋒兩側(cè)溫差很大；颮鋒兩側(cè)溫差很大；颮鋒前部多偏南

11、風(fēng)，風(fēng)速小。后部多偏北風(fēng)，風(fēng)速大；颮鋒前部多偏南風(fēng)，風(fēng)速小。后部多偏北風(fēng)，風(fēng)速大；颮鋒前天氣好，沿颮鋒直到后部的雷暴高壓區(qū)內(nèi)天氣惡颮鋒前天氣好，沿颮鋒直到后部的雷暴高壓區(qū)內(nèi)天氣惡劣，一些強(qiáng)對(duì)流天氣就出現(xiàn)在這里。劣，一些強(qiáng)對(duì)流天氣就出現(xiàn)在這里。l傾斜上升氣流與下降氣流并存。垂直風(fēng)切變強(qiáng)烈。l上升氣流從雷暴的右前方流入，上升后向前方流出，形成云砧。l下降氣流在雷暴前沿的部分，作為干冷空氣墊，強(qiáng)迫抬升上升氣流。l雷暴順對(duì)流層中部風(fēng)向的右側(cè)移動(dòng)。l穹隆區(qū)（鉤狀回波）上升氣流強(qiáng)盛。時(shí)間特點(diǎn)：時(shí)間特點(diǎn)：冷鋒雷暴出現(xiàn)時(shí)間，大約在冷鋒過(guò)境冷鋒雷暴出現(xiàn)時(shí)間，大約在冷鋒過(guò)境前后前后24小時(shí)小時(shí)內(nèi)。內(nèi)。它的移動(dòng)速度

12、較快，每小時(shí)它的移動(dòng)速度較快，每小時(shí)可達(dá)可達(dá)40-6040-60千米。千米。 強(qiáng)度特點(diǎn)：強(qiáng)度特點(diǎn)：許多個(gè)雷暴沿鋒線排列成行，組成一許多個(gè)雷暴沿鋒線排列成行，組成一條寬幾千米至幾十千米、長(zhǎng)幾百千米的狹長(zhǎng)雷條寬幾千米至幾十千米、長(zhǎng)幾百千米的狹長(zhǎng)雷暴帶。在雷暴帶上各雷暴云有時(shí)互相連接，有暴帶。在雷暴帶上各雷暴云有時(shí)互相連接，有時(shí)有空隙，但通常在整條冷鋒上，不會(huì)處處出時(shí)有空隙，但通常在整條冷鋒上，不會(huì)處處出現(xiàn)雷暴現(xiàn)雷暴特點(diǎn)：特點(diǎn)：暖鋒雷暴在我國(guó)較為少見(jiàn)。暖鋒雷暴在我國(guó)較為少見(jiàn)。 在在850hPa或或700hPa上有切變線配合時(shí)，暖鋒上上有切變線配合時(shí)，暖鋒上 才才比較容易出現(xiàn)雷暴；鋒面氣旋中的暖鋒，由

13、于有氣比較容易出現(xiàn)雷暴；鋒面氣旋中的暖鋒，由于有氣旋的配合，也比較容易產(chǎn)生雷暴旋的配合，也比較容易產(chǎn)生雷暴。暖鋒雷暴云的主體常常被濃密的層狀云遮蔽，底部與暖鋒雷暴云的主體常常被濃密的層狀云遮蔽，底部與雨層云混在一起，因而在雨層云混在一起，因而在云中和云下飛行云中和云下飛行不易發(fā)現(xiàn)。不易發(fā)現(xiàn)。但在層狀云但在層狀云上部飛行上部飛行時(shí)由于雷暴云常能穿越層狀云時(shí)由于雷暴云常能穿越層狀云而屹立于云海之上，所以從較遠(yuǎn)處就能看到它而屹立于云海之上，所以從較遠(yuǎn)處就能看到它lMicroburst downdraft 下?lián)舯┝黠L(fēng)切變風(fēng)切變wind shear、湍流、湍流turbulence：（滾軸云：（滾軸云ro

14、ll cloud、陣風(fēng)鋒、陣風(fēng)鋒dust front、塵卷、塵卷dust）強(qiáng)風(fēng)、側(cè)風(fēng)、亂流及低空風(fēng)切變會(huì)造成飛機(jī)顛簸及操作困難。強(qiáng)風(fēng)、側(cè)風(fēng)、亂流及低空風(fēng)切變會(huì)造成飛機(jī)顛簸及操作困難。 lLightning 閃電飛機(jī)遭受到雷擊，機(jī)上無(wú)線電設(shè)備受到強(qiáng)烈干飛機(jī)遭受到雷擊，機(jī)上無(wú)線電設(shè)備受到強(qiáng)烈干擾、造成通訊中斷，強(qiáng)烈的閃光對(duì)飛行員的眼睛刺激很大，甚至擾、造成通訊中斷，強(qiáng)烈的閃光對(duì)飛行員的眼睛刺激很大，甚至可能造成暫時(shí)失明，精神高度緊張而造成操縱失誤?？赡茉斐蓵簳r(shí)失明，精神高度緊張而造成操縱失誤。 lHail 冰雹 是一種直徑大于是一種直徑大于5毫米的固體降水。多由超級(jí)單體風(fēng)毫米的固體降水。多由超級(jí)單

15、體風(fēng)暴造成。輕則蒙皮變形，重則飛機(jī)遭破壞暴造成。輕則蒙皮變形，重則飛機(jī)遭破壞 lFunnel clouds 漏斗云（后）lheavy rain強(qiáng)降水（后）lIcing 積冰（ch7）lKnot 節(jié) 哩/小時(shí) Rotating wind speeds vary from 110 to 200 MPH .lFunnel cloud :漏斗云，漏斗云，tornado: 龍卷風(fēng)，龍卷風(fēng)，waterspout：海龍卷：海龍卷l范圍小、生消迅速、有時(shí)伴隨大雨、雷電或冰雹。破壞力極強(qiáng)的小尺度渦旋。范圍小、生消迅速、有時(shí)伴隨大雨、雷電或冰雹。破壞力極強(qiáng)的小尺度渦旋。 降水使能見(jiàn)度減小降水使能見(jiàn)度減小過(guò)冷卻雨滴

16、會(huì)造成飛機(jī)積冰過(guò)冷卻雨滴會(huì)造成飛機(jī)積冰 降水產(chǎn)生的碎雨云影響飛機(jī)降水產(chǎn)生的碎雨云影響飛機(jī)起飛和著陸起飛和著陸 大雨下方容易出現(xiàn)較強(qiáng)的下大雨下方容易出現(xiàn)較強(qiáng)的下降氣流降氣流 大雨和暴雨能使發(fā)動(dòng)機(jī)熄火大雨和暴雨能使發(fā)動(dòng)機(jī)熄火 大雨惡化飛機(jī)的空氣動(dòng)力大雨惡化飛機(jī)的空氣動(dòng)力 降水影響跑道的使用（降水影響跑道的使用（13mm13mm積水停止放飛）積水停止放飛）1985年6月12日，美國(guó)威斯康辛航空公司的一架斯維林根SA-226密特洛飛機(jī)在內(nèi)布拉斯加州著陸時(shí)，遇到雷雨，兩臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)因吸入大量雨水而熄火，造成飛機(jī)墜毀。溫：前 氣溫高、濕度大、天氣悶熱。 來(lái)臨 氣溫聚降、颮線。壓：前 氣壓下降。 來(lái)臨 氣壓升高

17、。雷暴高壓。隨后下降。風(fēng)：前 風(fēng)很弱，吹向雷暴。 來(lái)臨 風(fēng)速聚增，風(fēng)向反向，持續(xù)幾十幾分鐘。低空強(qiáng)烈風(fēng)切變。降水：傾盆大雨。過(guò)境后停止。l飛行前：飛行前：向氣象部門(mén)詳細(xì)了解飛行區(qū)域天氣情況，有可能產(chǎn)生雷暴天氣的區(qū)域，雷暴的性質(zhì)、位置、范圍、強(qiáng)度、高度、移向移速、變化趨勢(shì)等，同時(shí)考慮備降場(chǎng)選擇和注意事項(xiàng)。 l盡量避開(kāi)：盡量避開(kāi)： 推遲起飛時(shí)間、改變航線及飛行高度、空中等待、繞飛、改降、返航等。 機(jī)載雷達(dá)回波，位置、強(qiáng)度、高度。概況 無(wú)線電受干擾程度。遠(yuǎn)近l穿越：從帶狀分布雷暴區(qū)的最狹窄處快速通過(guò)?；夭ㄗ钫笥?0英里。l繞飛： 距離雷達(dá)強(qiáng)回波20miles以上。因?yàn)橛袛_動(dòng)。在雷達(dá)回波邊緣25公里

18、以外通過(guò)。 基本原則以目視不進(jìn)入雷暴云，力爭(zhēng)在云上或云外飛行。l盡量不在雷暴云的下方飛行，因?yàn)樵婆c地之間閃電擊（雷擊）的次數(shù)最為頻繁，飛機(jī)也最容易遭到閃電擊（雷擊）。 l盡量不在中等強(qiáng)度以上降水區(qū)中飛行，原因一是容易遭降水靜電閃電擊（雷擊）；二是降水對(duì)雷達(dá)回波有一定的衰減作用，因此一定要慎重。 l雷暴區(qū)邊緣機(jī)場(chǎng)起、降時(shí)，要特別注意風(fēng)切變的影響 Airborne weather radar provides no assurance of avoiding IFR(Instrument Flight Rules) weather conditions.l保持水平。l不在云砧下飛，有雹擊。Hail is most likely associated with a cumulonimbus cloud but it can be e