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強對流天氣的災害特點及應對防御
東莞天氣    2016-01-27 10:57:55

【科普】強對流天氣

     強對流天氣是指出現短時強降水、雷雨大風、龍卷風、冰雹和颮線等現象的災害性天氣,它歷時短、天氣劇烈、破壞性極強的災害性天氣。

? 概述

在线观看黄色     強對流天氣在氣象上屬于中小尺度天氣系統, 水平尺度一般小于200公里,有的僅有幾公里。生命史短暫有明顯的突發性,約為一小時至十幾小時,較短的僅有幾分鐘至一小時。它常發生在對流云系或單體對流云塊中。

     強對流天氣指的是發生突然、天氣劇烈、破壞力極大,常伴有雷雨大風、冰雹、龍卷風、局部強降雨等強烈對流性災害天氣。是具有重大殺傷性的災害性天氣之一。

在线观看黄色    強對流天氣發生于中小尺度天氣系統,空間尺度小,一般水平范圍大約在十幾公里至二三百公里,有的水平范圍只有幾十米至十幾公里。其生命史短暫并帶有明顯的突發性,約為一小時至十幾小時,較短的僅有幾分鐘至一小時。強對流天氣來臨時,經常伴隨著電閃雷鳴、風大雨急等惡劣天氣,致使房屋倒毀,莊稼樹木受到摧殘,電信交通受損,甚至造成人員傷亡等。

? 災害特點

在线观看黄色    對流天氣是以大尺度天氣系統為背景,大尺度天氣系統影響或決定著中小尺度天氣系統的生成、發展和移動過程,而中小尺度天氣系統又對大尺度天氣系統有反饋作用。就廣東省而言,強對流天氣的特點主要表現以下幾個方面:

     (1)發生季節早、結束遲。 廣東的強對流天氣一般2月開始發生,至9月以后逐漸減少,個別年份可提前在1月出現,推遲至10~12月結束。

    (2)強度大、破壞性強。廣東的強對流天氣與其它地區強對流天氣一樣,具有垂直方向速度大、突發性強、破壞力大的特點,如出現強對流天氣時,一些過程的瞬時風速達12級或以上,甚至超過100米/秒。

    (3)水平尺度小,生命史短強。強對流天氣是廣東各種自然災害中出現次數最多的一種災害性天氣,大風、颮線、冰雹和龍卷風出現均較頻繁,例如,有的年份,一天內竟降冰雹4次,最長降雹時間可持續半小時;有的月份,全省可出現持續多日降雹。強對流天氣的水平尺度小,一般小于200公里,有的僅幾公里。生命史短,一般僅幾小時至幾十小時。此外,它還有氣象要素梯度大以及非地轉平衡、非靜力平衡的基本特征。對流天氣易于在某些特定的地區形成和發展,如山脈兩側、海陸邊界、湖泊周圍、沼澤地帶等等,因此,各類強對流天氣形成的物理過程是不完全相同的,這與下墊面的動力和熱力作用的影響有很大的關系。

? 環流成因

在线观看黄色     局部地區強對流天氣范圍大、次數頻繁的主要原因是由于南下的冷空氣異常活躍,頻繁南下的冷空氣與比較潮濕空氣碰撞而且十分不穩定,這種濕暖的大氣在盛夏炎熱的午后,會產生強烈的垂直運動而導致出現強對流天氣。另外,北方地區高空受較強西北氣流控制,白天天氣晴好,太陽輻射強,近地面氣溫升高迅速,而位于華北地區的低渦相對穩定,常常引導冷平流南下,在部分地區形成了上冷下暖的不穩定大氣層,使得這些地區容易產生強對流天氣。強對流天氣的另一罪魁禍首是全球氣候變暖。

? 出現時間

     強對流天氣在各地出現的時間不一樣,南方要比北方來得早,廣東的強對流天氣全年都可能出現。

     雷雨大風多發生在春、夏、秋三季,冬季較為少見。短時強降水一年四季都可見,也以春、夏、秋三季為多。

在线观看黄色     龍卷風一般發生在春夏過渡季節或夏秋之交(4~10月),以前者居多。颮線多發生在春夏過渡季節冷鋒前的暖區中,臺風前緣也常有颮線出現,以3~9月居多。冰雹大多出現在冷暖空氣交匯激烈的2~5月份,也可在盛夏強烈而持久的雷暴中降落。

? 災害分類

    強對流天氣可分為以下幾種類型:

()颮線

在线观看黄色     氣象上所謂颮,是指突然發生的風向突變,風力突增的強風現象。而颮線是指風向和風力發生劇烈變動的天氣變化帶,沿著颮線可出現雷暴、暴雨、大風、冰雹和龍卷等劇烈的天氣現象,它是一條雷暴或積雨云帶。颮線是受起伏地形和熱力分布不均而產生的動力作用和熱力作用的綜合結果。

    強對流天氣——大風它的形成和發展除與天氣形勢有密切關系外,地方性條件也起著極其重要的作用。它常出現在雷雨云到來之前或冷鋒之前,春、夏季節的積雨云里最易發生。潮濕不穩定氣層能助長颮線的強烈發展。當它即將出現時,天氣悶熱,風向很亂或多偏南風。當強冷空氣入侵時,地面冷鋒前部的暖氣團中,或低壓槽附近,大氣存在不穩定層結,此時最易形成颮線天氣。颮線多發生在傍晚至夜間。

在线观看黄色    颮線從生成到消亡可分為三個階段:

    (1)初生階段,一般經歷3~5個小時,有6級左右大風,并伴有雷雨。

    (2)全盛階段,歷時1~2小時,風向突然改變,風速驟增,常由8級猛增至12級以上,氣壓急劇上升,溫度劇降,短時間會降低10°C以上。這階段發生的狂風暴雨,破壞力很大。

    (3)消散階段,歷時2小時左右,風力減小,雷雨強度降低,氣壓漸降,氣溫漸升,天氣漸好。

()龍卷風

     龍卷風是一種強烈的、小范圍的空氣渦旋,是由雷暴云底伸展至地面的漏斗狀云(龍卷)產生的強烈的旋風,其風力可達12級以上,最大可達100米/秒以上,一般伴有雷雨,有時也伴有冰雹。它是大氣中最強烈的渦旋現象,影響范圍雖小,但破壞力極大。它往往使成片莊稼、成萬株果木瞬間被毀,令交通中斷,房屋倒塌,人畜生命遭受損失。龍卷風分為陸龍卷和海龍卷。出現在陸地上的龍卷稱為陸龍卷,出現在海面上的龍卷稱為海龍卷。它旋轉力很強,常把地表面上的水、塵土、泥沙等卷挾而上,從四面八方聚攏成管狀,有如“龍從天降”,因而得名龍卷。

在线观看黄色     陸上龍卷風外圍多為泥沙;海上龍卷外圍多為海水。海上的這種龍卷群眾也叫它“龍吸水”。龍卷風是在極不穩定天氣下由空氣強烈對流運動而產生的,其形成和發展同颮線系統等沒有本質上的差別,只是龍卷風更嚴重一些。它的形成和發展必須有大量的能量供應,因而需要有強烈對流不穩定能量的存在。它與熱帶氣旋性質相似,只不過尺度比熱帶氣旋小很多。在形成和發展時,由于空氣對流,使龍卷中心的氣壓變得很低,在氣壓梯度力的作用下,四周氣壓較高的空氣就向龍卷中心流動,當它未流到中心時就圍繞著中心旋轉起來,從而形成空氣的旋渦。龍卷風的水平范圍很小,直徑從幾米到幾百米,平均為250米左右,最大為1千米左右。在空中直徑可有幾千米,最大有10千米。極大風速每小時可達150千米至450千米,龍卷風持續時間,一般僅幾分鐘,最長不過幾十分鐘,但造成的災害是很嚴重的。廣東是我國龍卷風多發區之一,一年四季都會發生,從時間上看,以春末夏初為多,從地區上看以沿海地區最多,內陸較少。

()冰雹

     冰雹是從雷雨云中降落的堅硬的球狀、錐狀或形狀不規則的固體降水。常見的冰雹大小如豆粒,直徑2厘米左右,大的有像雞蛋那么大(直徑約10厘米),特大的可達30多厘米以上。冰雹是由于冰晶或雨滴在對流的積雨云中幾上幾下翻滾凝聚而降落的固體降水。它通常是產生在系統性的鋒面活動或熱帶氣旋登陸影響過程中,但也有局部性的。冰雹一般多出現在春夏之交;要產生10厘米的大雹,必須要有50米/秒以上的上升氣流運動(一般產生雷雨的積雨云上升運動僅10米/秒左右)。這樣強的上升運動,完全靠大氣不穩定的能量釋放而獲得。所以降雹的一個必要條件是空氣中存在極不穩定的大氣層,不穩定層越厚,越是利于降雹。在積雨云內,0°C層以下的云層由水滴組成,0°C層以上的云層由過冷卻水滴組成,再高一些的云層則由過冷卻水滴與雪花和冰晶等混合組成。如果積雨云中上升氣流時強時弱,當上升的冷卻水滴與上空的冰晶或雪花相碰,過冷水滴就凍成冰雹的核心。冰雹形成后,或因上升氣流減弱,或因其重量較大而下降,當它降到0°C層以下后,又有一部分水滴粘于其上,這時若上升氣流增強,它又被帶到0°C層以上的低溫區,雹核表面的水又被凍成冰,當上升氣流再也托不住時,它便落到地面,成為冰雹。

()雷雨大風

在线观看黄色     雷雨大風指在出現雷雨天時,風力達到或超過8級(≥17.2米/秒)的天氣現象。有時也將雷雨大風稱作颮。當雷雨大風發生時,烏云滾滾,電閃雷鳴,狂風夾伴強降水,有時伴有冰雹,風速極大。它涉及的范圍一般只有幾公里至幾十公里。雷雨大風常出現在強烈冷鋒前面的雷暴高壓中。雷暴高壓是存在于雷暴區附近地面氣壓場的一個很小的局部高壓,雷暴高壓中心溫度比四周低,下沉氣流極為明顯,雷暴高壓前部為暖區,暖區有上升氣流,就在這個下沉氣流與上升氣流之間,存在著一條狹窄的風向切變帶,其為雷雨大風發生處,它過境時帶來極強烈的暴風雨。如果雷雨大風發生在單一氣團內部,那么它常常是由于局地受熱不均引起。雷雨大風的生命史極短。

()短時強降水

     短時強降水是指短時間內降水強度較大,其降雨量達到或超過某一量值的天氣現象。這一量值的規定,各地氣象臺站不盡相同。

(六)雷暴

     強對流天氣往往又會帶來雷暴,當大氣中的層結處于不穩定時容易產生強烈的對流,云與云、云與地面之間電位差達到一定程度后就要發生放電,有時雷聲隆隆、耀眼的閃電劃破天空,常伴有大風、陣性降雨或冰雹,因此雷暴天氣總是與發展強盛的積雨云聯系在一起。由于雷暴的發生發展與積雨云聯系在一起,從雷暴云的出現到消失,它有很強的局地性和突發性,水平范圍只有幾公里或十幾公里,在時間尺度上也僅有2-3小時,因此,這種中小尺度天氣系統在預報上有一定的難度。強雷暴是一種災害性天氣,雷電會引起雷擊火險,大風刮倒房屋,拔起大樹,果木蔬菜等農作物遭冰雹襲擊后損失嚴重,甚至顆粒無收,有時局地暴雨還會引起山洪爆發、泥石流等地質災害。

? 帶來危害

     強對流天氣災害大體上可將其歸納為風害、澇害、雹害。強對流天氣發生時,往往幾種災害同時出現,對國計民生和農業生產影響較大。

在线观看黄色     颮線、龍卷風和雷雨大風最突出的氣象要素之一是強風。盡管颮線的水平尺度小,但在其影響的范圍內都將發生強大的風、雨災害,可導致樹木折倒,房屋掀翻,瓦礫飛行,人畜受傷受害,莊稼倒伏。由于各類強對流天氣有各自的發生季節和發生特點,農業生產為戶外作業,又是根據季節來安排的,所以強對流天氣對農業生產中的各類作物的危害不盡相同。上述的洪澇、強風、雹是強對流天氣災害中影響農業生產的主要幾種危害。強對流天氣對農業生產的直接危害是外力摧毀莊稼,間接危害是由內澇誘發和傳播病蟲害致莊稼減產甚至絕收。

在线观看黄色     隨著人民生活水平的提高,經濟建設的發展,因強對流天氣的發生而造成的損失也就更加嚴重。強對流天氣災害與強對流天氣的類型、其影響的范圍和持續時間是密切相關的。

? 災害防御

在线观看黄色     強對流天氣突發性強,成災種類多,破壞力大,常造成嚴重災害,目前尚無有效辦法人為削弱及防治,因此要采取預防為主、防救結合的策略。

1、建立抗災奪穩產的農林牧結構和措施

     (一)建立抗災奪穩產的農林牧結構。在多強對流天氣災害發生的地方,特別是山區需大力種草種樹,封山育林,綠化荒山,增加森林覆蓋率,做好水土保持,減少水土流失,盡可能減少空氣的對流作用,以減輕強對流天氣災害的發生,農區增加林牧業比重,并增加種植抗強對流天氣災害和復生力強的作物比例;在強對流天氣災害多發區,多種根莖類作物。在關鍵生育期錯開強對流天氣災害多發時段。成熟作物要及時搶收。

在线观看黄色     (二)防風。植樹造林,綠化環境,鞏固建筑物,以防雷雨大風、龍卷風等風害,改變生態環境,防止土壤沙漠化,保護水源,疏導沼澤。

在线观看黄色     (三)作物受災后需及時采取補救措施。強對流天氣災害發生后,作物除遭受機械損傷外,還有許多間接危害,因此,應根據不同災情,不同作物,不同生育期的抗災能力等,及時采取補救措施。

     (四)培育優良的抗強對流天氣災害的作物品種,提高作物抗災能力。

2、提高強對流天氣的預報水平和加強對強對流天氣系統的理論研究

     (一)提高強對流天氣的預報水平。首先要對強對流天氣的產生和移動作好預測預報,可利用氣象雷達監測,加強氣象臺、站聯防來預報強對流天氣的發生,監視它的活動,還可利用地球同步衛星連續拍攝的云圖照片,對強對流天氣發生、發展、移動及消亡進行探索、追蹤,配合天氣形勢圖分析,有助于判斷強對流天氣出現地區的預測預報,從而可提高強對流天氣的預報水平;及時發布預報信息,以便在強對流天氣出現以前采取必要的防御措施。

     (二)加強對強對流天氣系統的理論研究工作。如加強對強對流天氣成因的機理研究,加密監測強對流天氣網點,更新監測手段;建立防災減災計算機指揮系統,盡快應用于抗災救災工作,提高應變能力,對影響本地區的強對流天氣災害進行系統整理,并建立強對流天氣數據庫和災情庫,及時為領導決策和采取措施提供準確的災情資料。

3、建立、健全防災系統

在线观看黄色     當發現強對流天氣將發生時及時發出警報。迅速將強對流天氣可能出現的預報傳達至各有關地區、有關單位;通過廣播、電視等及時傳遞。

     興修水利,清理溝渠,疏通水道整治臟、亂、差,以防強降水造成內澇積水。

     強對流天氣發生時,瞬時大風容易造成樹木折斷和房屋倒塌,進而造成人員傷亡。在颮線系統或者有龍卷風以及其他大風出現時,公眾要遠離易折斷的樹木、廣告牌、簡易工棚、臨時建筑物以及危房等。此外,要加強對雷電的防范,不要呆在空曠的環境中,應躲避到有避雷設施的建筑物里;如果在室外,有車的話要盡量在車內躲避。

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