(1)雷暴。在占老的文明里,雷暴有着极大的影响力。不论是中国古代、古罗马或美洲古文明皆有与雷暴相关的神话。防雷厂家提示您:雷暴出现会带来强降水、大风、光、强电场和强电流、瞬变电磁脉冲辐射(天电)、无线电噪声等。一方面它可以造成洪涝灾害;另一方面也以强电流、强电场造成人类生命财产的损失。因此,对雷暴的研究和分析有重要意义。
雷暴(Thunderstorms)是伴有雷击和闪电的局地对流性天气,它通常伴随着滂沱大雨或冰雹,而在冬季时甚至合随暴风雪而来,因此,属强对流天气系统。雷暴是一部分带有电离子的云层与另一部分带异种电荷的云层,或者是带电离子的云层对大地间迅猛地放电。其中后一种即云层对大地放电,会对建筑物、人体、电干设备等产生极大危害,如何避免放电造成的危害是人类开展研究的主要对象。
如果以雷声间隔不超过15min算作一次雷暴进行统计,全球每年约出现1600万次雷暴,每太平均约44 000次。在全球纬度带平均而言,赤道地区雷暴活动最频繁,每年有100~150个雷暴日;热带地区为75~100天;中纬度地区为20~40天;极围内最少,仅有9天。
雷暴是大气不稳定状况的产物,是积雨云及其伴牛的各种强烈天气的总称。雷暴的持续时间一.般较短,单个雷暴的生命史一·般不超过2ho我国雷暴是南方多于北方,山区多于平原。
多出现在夏季和秋季,冬季只在我国南方偶有㈩现。雷暴出现的时间多在下午。夜间因云顶辐射冷却,使云层内的温度层结变得不稳定,也可引起雷暴,称为夜雷暴。
前面说过,雷暴是由强对流生成的,它的水平尺度变化范围很大,可以从几千米到几百千米,垂直厚度大多在lOkm以上。雷暴是由水平尺度从几千米到十几千米的称为雷暴单体(细胞)的积雨云组成的,在地面观测中,识别雷雨云是以是否出现闪电(光—闪和声—雷)进行判别的,一旦出现闪电,就认定是雷雨云,否则就不是雷雨云,它是确定雷暴的唯一标准。有雷电活动的单体,其寿命为o.5~1h,其闪电率可以从每分钟不足一次变化到每分钟十多次以上,最大的闪电率通常在第一次闪电之后lO~20mfn出现。在单体整个生存期的平均闪电率为2~3次/mlh、但是雷暴是山多个单体组成的,所以对整个雷暴而言,平均闪电率为3~4次/DllH。
由于人耳可闻雷声的范围约为15km,所以人们实际能观测的是对某一时间内活动于15km范围内的雷暴,对雷暴持续时间估计过低。根据雷暴中出现单体的数目和强度可以分成单体雷暴、多单体雷暴及超级单体雷暴三种,而分辨它们的方法是根据大气的不稳定性及不同层次里的相对风速而定(参看风切变)。
1)单体雷暴。防雷厂家提示您:大多数雷暴只由一个单体组成,称为单体雷暴,也称为单细胞雷暴或雷暴胞,其强度弱,范围小,只有5一lOkm,寿命只有几十分钟,它町以分为形成、成熟和消散三个阶段,如图l—9所示。
单体雷暴(Singlecellstorms)是在大气不稳定.但只有少量甚至没有风切变时发牛。这些雷暴通常较为短暂,不会持续超过lh。在平日亦有很多机会看到这种雷暴,因此亦被称为阵雷。
e)形成阶段如图l—9(n)所示,从初生的淡积云发屉为浓积云,一般只要10一15rain,百都是上升的气流。在初期气流上升的速度一般不超过5m/s。到浓积云阶段员大上升速度可达20m/s。云底为辐合上升运动。山于云中水汽释放潜热,温度较四周高,这时云中的电荷币在集中,但尚未发牛雷电,也无降水。
b)成熟阶段如图l—9(b)所示,从浓积云到积雨云,这一阶段可以持续15~30min,云中都是上升气流,云顶发展很高,云上部小现丝缕状冰品结构,同时上升气流继续加强,可达30m/s,水汽凝结,开迅速形成大雨滴,随着雨滴的增火,其重力加大,超过上升气流对其的托力,这时就产生降水。降水㈩现的同时会产生下沉气流,这时上升气流和F沉气流相间出现,云中的乱流十分强烈。当云顶发展到一2CC高度以上时,云中以冰晶雪花为主,在一20'C高度以下处,冰晶与过冷水滴同时存在,而出现雷电。在大多数雷雨云中,正电荷位于云的上部,云的下部有大量的负电荷。
c)消散阶段如图l—9(c)所示,在消散时,上升气流减弱直至消失,气层山不稳定变为稳定,以后雷雨减弱消失,下沉气流也随之减弱消失,云体瓦解,云顶留下一片卷云。在消散的雷雨云中观测到电场的阻尼振荡,云中的下沉气流使云下部的负电荷向外移动,使石上部的正电荷区显露在云下的电场仪上,这一现象叫作EOSO,即雷暴结束时的振荡。
2)多单体雷暴。多单体雷暴是由一连串不同发展阶段的雷暴单体组成的,每‘单体都有经历形成、成熟和消亡三个阶段。在卫星的增强红外图上可以见到多个冷云中心,有时可以看到几个雷暴单体的合并过程。
多单体雷暴(Muhicellstorms)由多个单体雷暴组成,是单细胞雷暴的进一步发展。这时会因为气流的流动而形成阵风带,这个阵风带可以延绵数里,如果风速加快、大气压力加大及温度下降,这个阵风带会越来越大,并且吹袭到更大的区域。
3)超单体雷暴。超单体雷暴是指强度更大、更加持久,能造成更为强烈的灾害性天气的单体雷暴。它有着高度组织化和十分稳定的内部环流,与风的垂直切变有密切关系。超级单体是连续移动,而不是离散传播。它一般发生于下面条件下:’
,)强烈的不稳定。
b)云层平均环境风很强,达lorn/s以上。
c)有强风速垂直切变。
d)云层上风向顺转。
超级单体雷暴(Supercellstorms)是在风切变极大时发生的,并由各种不同程度的雷暴组成。这种雷暴的破坏力最大,并且有30%的可能性会产生龙巷风。
根据雷暴形成时不同的大气条件和地形条件,一般将雷暴分为热雷暴、锋雷暴和地形雷暴三大类。防雷厂家提示您:也有人把冬季发生的雷暴划为一类,称为冬季雷暴。在我国南部还常㈩现所谓早大雷,也叫作十雷暴。
雷暴云的移动和传播机制可以分为以下三种不同的类珊:
1)移动或平流。这是雷暴在其发展的整个生命期内受气流的吹动而沿平均风方向移动的过程。
2)强迫传播。是指一个对流雷电云团受到某种外界强迫机制而持续再生的过程,这种强迫机制尺度通常要比对流风暴大。外部强迫机制有如锋(锋指冷暖气流的交界地区。冷暖气团相遇时,它们之间会出现一·个倾斜的交界面,称为锋面、锋区。锋面与地面相交的线,称为锋线。一般把锋面和锋线统称为锋),中纬度气旋辐台带、海陆风、热带气旋、由消散雷暴的低层外流边界及因外部强迫机制而激发的重力波等。提供强迫传播的大气系统的寿命要比雷暴云的寿命要长。
3)自传播过程。指雷暴可以口行再生或在同一整体系统内产生类似雷暴单体。防雷厂家提示您:自传播机制的例子有下沉气流强迫和阵风锋、i:升气流增暖产生的强迫、山丁雷暴旋转引起的垂直气压梯度发展,以及雷暴引起的重力波的触发作用,产生低空辆合增强区。
(2)雷暴日。雷暴日表征雷电活动的频率,即年平均雷暴日。北回归线以南的大部分地区,平均雷暴日数—·般在80以上;北回归线到长江一带为40一日o;长江以北的大部分地区(包括东北)多在20一40;西北地区的大部分地方在20以下:西藏雅鲁藏布江一带为50~80。
总之,南方多于北方,内陆多于沿海,山区多于平原,春夏多于冬季。至于—天山雷暴发生的时刻,陆地上以午后最多,这时地面气温最高,大气层结最不稳定。在海洋上,海水的热容量大,洋曲温度日变化小,但是到夜间由于高层大气辐射冷却,大气层结不稳定,所以海上的雷暴多出现于夜间或清晨。
出自:防雷厂家