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“小”天气 大威力——小尺度天气现象盘点
发布日期:
2017-12-28 00:00:00
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新闻回放:据广东省汕头市潮阳区新闻发言人介绍,4月24日下午,当地出现龙卷风,造成该区金灶镇阳美、何厝、石鼓三个村共545间房屋受损,7人受伤。无独有偶,4月以来,北京北海公园和甘肃渊泉一小均遭遇尘卷风,其破坏力虽远不如龙卷风那般猛烈,但也着实令当地居民吃了一惊。我国通常将此类水平范围在20千米以下的天气现象称作小尺度天气现象。这些“体型”微小,威力却不容忽视的小尺度天气现象究竟还有哪些?本期科普看台与您一同关注。

  Top1:龙卷风

  体型:地面处几米至1千米,上部3-4千米;寿命:几分钟-1小时

  漏斗状急速旋转的黑色云雾,以无坚不摧的气势前行,在小尺度天气现象中,龙卷风可谓破坏的化身,令人避之唯恐不及。

  在气象学上,龙卷是一种和强烈的,和对流云相伴出现的具有垂直轴的小范围强烈涡旋。以水平直径而言,龙卷无疑是个“小个子”,同外貌形似的大哥台风相比,龙卷接触地面的部分直径一般只有几米到几百米,最大也就1千米左右。当然,呈现“漏斗”形状的龙卷风上部直径更大一些,通常可达3-4千米,最大可达10千米。而它的“身高”一般都超过10千米,最高可达15千米。

  虽然个子小,但龙卷的暴躁性格远超其他天气现象。龙卷的风速极大,最大可达100到200米/秒,与之对比,17级特大台风的风速只有56.1-61.2米/秒。从这样夸张的风速中,不难看出其破坏力的强大。

  龙卷的风速分布是自中心向外增大,在距中心数十米的区域达到最大,再往外,风速便迅速减小。1956年9月24日,上海出现一次强烈的龙卷,一座三层楼房被吹塌,一座钢筋水泥的四层楼房被削去一角,重达11万公斤的油桶也被从地上拔起,并抛出120米远。2015年10月4日下午,受22号台风“彩虹”外围螺旋云系影响,广东佛山顺德、广州番禺、汕尾海丰现龙卷风天气,造成上百人受伤。2005年7月30日,安徽灵璧发生龙卷风,目击者看到倒立着的漏斗,有两人被龙卷风卷入空中,一只大冰柜被卷到天上,当地受灾人口达到9万5千人,刮断折断通信、供电线路约60多千米。

  所幸,如此暴烈的天气现象在我国并不算多发。我国龙卷风生成数量不多、地域性较强。以发生地区来说,长江三角洲、江苏北部、山东西南部、河南东部的平原和湖沼区,以及雷州半岛等地是龙卷风的易发区。而以时间而论,龙卷风虽然在全天都可能发生,但午后仍是最高发时段,15时至16时为发生高峰期,这也符合强对流天气的普遍规律。

  Top2:雷暴单体

  体型:数千米至10千米;寿命:1小时左右

  相比难得一见的龙卷风,雷暴单体更为人们所熟悉,夏季常见的闪电和大风,很多就源自雷暴单体的影响。

  在气象学上,雷暴是指伴有阵风骤雨、雷电的积雨云系统的统称。它是由强烈的大气对流引起的中小尺度天气系统。一个雷暴单体的水平范围为几千米到10多千米,生命历程只有1小时左右。1小时虽短,雷暴单体的生命过程却并不简单,生命史可以分为发展、成熟和消散阶段。发展阶段即积云开始形成,云内为上升气流。成熟阶段时开始有降水,云中上升气流不断发展。闪电和雷声越来越频繁。消散阶段时降水和阵风减弱,云从底部开始消散,下沉气流也逐步扩大。

  除去为人们所熟悉的雷击风险外,雷暴对航空的影响不容忽视。通常而言,飞机对雷击是有一定的抵御能力的,但飞机仍不允许穿越雷暴区。这是由于雷暴云带有大量的电荷,飞机在雷暴区飞行时,感应带电电荷量很大,飞机两翼的尖端部分出现跳火花现象,会影响天线通信。飞机必须绕雷暴区飞行,白天在云外绕行不得少于5千米,夜晚在云外绕行不得少于10千米。

  此外,雷暴发生时,常伴随着风速快、风向变化大的阵风,虽然时间持续不长,但是在飞机起降阶段严重威胁着飞机的安全,也可能会损坏机场的地面设施。雷暴时伴随的大雨使能见度变差,着陆时飞行员看不清跑道,容易造成复飞。

  与龙卷风的“不鸣则已、一鸣惊人”不同,雷暴单体的破坏力如何并不稳定,取决于其强度如何。虽然自身的寿命只有短短一小时,但雷暴单体是一种“群居动物”,会通过结群的形式强化自己的威力。许多雷暴单体会聚集在一起,形成多单体雷暴,造成更大范围、更持久的影响。组合成一条带子般形状的雷暴则被称作飑线,其所过之处可以用武术中的“棍扫一大片”来形容,破坏力十分强大。而那些特别强大的雷暴单体,则会独立形成超级单体雷暴,这种雷暴最为罕见,但也具有雷暴家族中最大限度的破坏力,且有机会与龙卷风相伴而来。

  Top3:下击暴流

  体型:1千米至10千米;寿命:10分钟至1小时

  “东方之星”客轮翻沉事故使下击暴流这一看起来颇为专业的名词走入了公众视野。事实上,下击暴流引发客轮翻沉实属罕见个例,它更多地以威胁飞机起降安全头号大敌的面目出现。

  在气象学上,下击暴流是在地面及其附近引起灾害性风的向外暴流的强下沉气流的统称。形象地说,就像大家洗澡时使用的莲蓬头,喷出水流直击地面,只不过其速度和力量都不可同日而语。下击暴流能够产生瞬时大风,风速可达20米/秒,破坏力极强,可造成农作物倒伏、树木折断、房倒屋塌乃至人员伤亡。

  下击暴流是低空风切变中影响飞机起落安全最严重的一种。由于其从生成到消亡时间十分短暂,难以回避,飞机若不慎闯入下击暴流影响区域,首先会遭遇强劲的逆风,飞过下击暴流中心后又会瞬间转为顺风,导致飞机上升力量瞬间骤减。在飞机起降时,由于距离地面很近,遭遇这样的变化,飞行员稍有不慎便会机毁人亡。1975年6月24日,美国肯尼迪国际机场发生了一次下击暴流过程,一架东方航空公司的班机在着陆中遇到下击暴流袭击而坠毁,死亡11人,伤12人。

  尘卷风、晴空湍流

  排在前三名的小尺度天气现象,虽然个子都不大,但谁的破坏力都不遑多让。相比之下,尘卷风和晴空湍流就可谓“温柔”了。

  最近比较火爆的尘卷风常被人误解为龙卷风的同门兄弟。但它们其实并不是一家人,龙卷诞生于强对流天气之中,而尘卷风是地面受局部强烈增温,在近地面气层中产生的一种尺度很小的旋风,可以把尘土和一些细小物体卷扬到空中,形成一个小尘柱,其直径在几米左右,持续时间只有几分钟。“尘卷风”一般出现在陆地,多见于草地、沙漠等地方,范围通常很小,破坏力有限。“尘卷风”一旦发生,人们用肉眼就可以看到。如果发现,应及时躲开。

  晴空湍流则又是一种威胁到航空安全的天气现象,当飞机正常飞行时,最近的云也在几公里外时,空乘人员却提醒你系好安全带。这说明你可能遇到了晴空湍流——一种不到但却可以影响飞行的天气现象。晴空湍流常指出现于6000米以上的高空、且与对流云无关的大气湍流。由于它不伴生可见的天气现象,飞行员在晴空中难以发现,因此对航空飞行有一定的威胁。

 
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