[科普中國]-雷暴冷鋒

雷暴冷鋒是鋒面雷暴的一種，是我國最重要的雷暴之一。在兩個(gè)大的氣團(tuán)移動時(shí)，在界面上，也就是在冷氣團(tuán)和暖氣團(tuán)相遇的鋒面上發(fā)展起來的。這時(shí)冷空氣總在暖空氣下面，排擠暖而濕的空氣，并把它抬升起來，于是那個(gè)地方的天氣就急劇地變化，形成特大暴雨。

定義冷鋒是指冷氣團(tuán)主動向暖氣團(tuán)移動形成的鋒。冷鋒是我國最常見的一種鋒，它可以活動于全國各地。由于冷鋒和高空槽的配置，移動快慢等不同，冷鋒附近云和降水的分布也有明顯的差別，有的主要出現(xiàn)于鋒后；有的則主要出現(xiàn)于鋒前。當(dāng)冷空氣強(qiáng)烈沖擊濕暖不穩(wěn)定空氣時(shí)，會形成雷暴冷鋒，出現(xiàn)強(qiáng)烈暴雨天氣。1

形成冷空氣強(qiáng)烈沖擊濕暖不穩(wěn)定空氣時(shí)，冷空氣移動速度遠(yuǎn)較暖氣團(tuán)為快，它沖擊暖氣團(tuán)并迫使產(chǎn)生強(qiáng)烈上升。而在高層，因暖氣團(tuán)移速大于冷空氣，出現(xiàn)暖空氣沿鋒面下滑現(xiàn)象，由于這種鋒面處于高空槽后或槽線附近，更加強(qiáng)了鋒線附近的上升運(yùn)動和高空鋒區(qū)上的下沉運(yùn)動。夏季，在這種冷鋒的地面鋒線附近，一般會產(chǎn)生強(qiáng)烈發(fā)展的積雨云，出現(xiàn)雷暴、甚至冰雹、颮線等對流性不穩(wěn)定天氣。而高層鋒面上，則往往沒有云形成，呈現(xiàn)出沿著鋒線排列的狹長的積狀云帶，好似一道寬度約有十公里，高達(dá)十多公里的云堤。在地面鋒線前方也常常出現(xiàn)高層云、高積云、積云。這種冷鋒過境時(shí)，往往烏云翻滾，狂風(fēng)大作，電閃雷鳴，大雨傾盆，氣象要素發(fā)生劇變。這種天氣歷時(shí)短暫，鋒線過后，天空豁然晴朗。

特點(diǎn)出現(xiàn)時(shí)間多在冷鋒過境前后2~4小時(shí)內(nèi)，強(qiáng)度大，許多個(gè)雷暴云延鋒線排列成行，組成一條寬幾千米至幾十千米，長幾百千米的狹長雷暴帶。雷暴冷鋒在晝間，夜間，陸地，海上都能出現(xiàn)，一般在下午或前半夜較強(qiáng)，早晨逐漸減弱，日變化較小，移動速度較快。雷暴冷鋒是我國最重要最強(qiáng)烈的雷暴之一。2

影響因素雷暴冷鋒的預(yù)報(bào)經(jīng)驗(yàn)：

（1）在冷鋒前暖濕空氣活躍，冷鋒過境時(shí)有雷暴發(fā)生；

（2） 冷鋒雷暴與太平洋高壓的強(qiáng)弱、進(jìn)退有密切的關(guān)系；

（3） 冷鋒雷暴的發(fā)生與鋒面上空的形勢有關(guān)；

（4） 如果鋒面附近，高層為冷平流，底層為暖平流，且平流較強(qiáng)，則冷鋒過境時(shí)有雷暴發(fā)生；

（5） 高空鋒區(qū)的強(qiáng)弱與鋒面上能否產(chǎn)生雷暴以及他的強(qiáng)度有很大的關(guān)系；

（6） 850百帕上鋒面所在的區(qū)域內(nèi)畫出等露點(diǎn)線或等比濕線后，如果濕舌的軸線沿地面鋒線伸展，則有利于雷暴生成。3

雷暴冷鋒前的天氣變化氣溫變化

雷暴冷鋒產(chǎn)生之前，測站一般被暖濕空 氣所盤踞，所以常會感到悶熱；雷暴發(fā)生時(shí)，積雨云中下沉的冷空氣代替了原來的暖濕空氣，所以溫度驟然降低 夏季，一次強(qiáng)的雷暴過程?？墒箽鉁叵陆?10 以上；隨著雷暴遠(yuǎn)離測站，降水結(jié)束，氣溫又慢慢開始回升。

氣壓變化

雷暴冷鋒處于發(fā)展階段時(shí)，地面氣壓 直下降，因?yàn)榉e雨云中上升氣溫使高層輻散大于低層輻合，云中水汽凝結(jié)釋放的潛熱使空氣增溫氣柱膨脹；到成熟階段，由于下降冷空氣的出現(xiàn)，氣壓便突然上升，且在積雨云的正下方達(dá)到最大，幾乎是和氣溫的下降同時(shí)出現(xiàn)；隨著雷暴的遠(yuǎn)離，氣壓又開始恢復(fù)正常。

濕度變化

雷暴冷鋒發(fā)生前，地面相對濕度通常是減小的，這是由于氣溫升高氣壓下降輻合上升氣流將一部分水汽帶走所造成的；隨著降水開始，相對濕度即迅速上升到接近飽和狀態(tài)，但在降水達(dá)到最大時(shí)，因?yàn)樵频纵^干冷的空氣被云中下沉氣流卷挾到地面，而降落的雨滴又未來得及蒸發(fā)，相對濕度反而下降 ；當(dāng)雷暴離去或趨于消亡時(shí)，相對濕度又可回升到飽和狀態(tài)。

風(fēng)的變化

當(dāng)雷暴冷鋒處于發(fā)展階段時(shí)，地面風(fēng)很??；雷暴冷鋒到達(dá)成熟階段以后，隨著積雨云中迅速下沉的冷空氣到達(dá)地面后，風(fēng)向突轉(zhuǎn)，風(fēng)力迅速增大陣風(fēng)風(fēng)速常在 20 m/s，有時(shí)強(qiáng)烈的可以達(dá)到 25 m/s 或以上，這種現(xiàn)象常常是雷雨即將來臨的先兆；隨著雷暴的遠(yuǎn)離，測站風(fēng)力迅速減小

降水

雷暴冷鋒所產(chǎn)生的降水是積雨云發(fā)展成熟的標(biāo)志，大都是強(qiáng)度很大的陣性降水，降水的持續(xù)時(shí)間取決于通過測站的雷暴單體的數(shù)目大小速度和部位。

雷暴冷鋒對飛行的影響強(qiáng)烈氣流和風(fēng)切變

與雷暴冷鋒有關(guān)的風(fēng)切變是造成飛行事故的一個(gè)重要原因。積雨云之所以形成就是因?yàn)橛袕?qiáng)烈的上升氣流，而上升氣流發(fā)展的同時(shí)一定伴隨強(qiáng)烈的下降氣流。在雷暴冷鋒的中部及外緣部都有這樣強(qiáng)烈的上升下降氣流。雷暴降臨時(shí)，近地面有強(qiáng)烈的狂風(fēng)，這是由雷暴前端猛烈的下降氣流造成的。陣風(fēng)風(fēng)速往往可達(dá)六七級，而且風(fēng)向不定，嚴(yán)重影響飛行的安全。

積冰

積雨云中的結(jié)冰現(xiàn)象非常嚴(yán)重，因?yàn)榉e雨云中常含有豐富的水分和過冷的小水滴以及冰晶等物。最強(qiáng)的積冰多見于積雨云成熟階段的上升氣流區(qū)，而且常常積明冰，云的頂部和邊緣部分積冰相對較弱。由于雷暴冷鋒的厚度達(dá)到10km以上，如飛機(jī)在積雨云中遇積冰應(yīng)改變航向盡快脫離積冰區(qū)。

雷擊

閃電和強(qiáng)烈的雷暴電磁場對無線電通信和某些儀表有嚴(yán)重的影響：干擾中、短波無線電通信，甚至使通信聯(lián)絡(luò)暫時(shí)中斷；引起飛機(jī)個(gè)別部件的磁化，使磁羅盤產(chǎn)生很大誤差，使無線電羅盤指示器的指針左右擺動或旋轉(zhuǎn)。此外，如果飛機(jī)在雷暴電場中飛行，由于感應(yīng)帶電的電量很大，在翼尖等部位還可能出現(xiàn)火花現(xiàn)象，這也會影響到無線電通信。

強(qiáng)降雨

在分析雷暴冷鋒的影響時(shí)，往往容易忽略強(qiáng)降雨對飛機(jī)性能的降低。幾乎在所有由風(fēng)切變引起的事故中，飛機(jī)遭遇強(qiáng)風(fēng)切變時(shí)都是深陷于極大的暴雨單體中。強(qiáng)降雨使空氣動力嚴(yán)重?fù)p失：雨滴撞擊引起動量損失，雨水使機(jī)翼和機(jī)身表面變粗糙，使阻力增加、升力減小。

下?lián)舯┝?/p>

在雷暴云中存在著強(qiáng)烈的下沖氣流，當(dāng)它沖瀉到低空時(shí)，在近地面會形成大于18m/s的外流——下?lián)舯┝鳌?qiáng)烈的下沉氣流的底部區(qū)域是飛行的危險(xiǎn)區(qū)域。當(dāng)處于下?lián)舯┝鞯挠绊懴聲r(shí)，飛機(jī)首先遭遇正在增強(qiáng)的逆風(fēng)；當(dāng)穿越下沉氣流底部時(shí)，逆風(fēng)消失，變成順風(fēng)，造成空速迅速損失，飛機(jī)性能嚴(yán)重下降。

安全飛過雷暴冷鋒的方法由于雷暴冷鋒對飛行的嚴(yán)重影響,一般應(yīng)盡量避免在雷暴區(qū)飛行。但是要完全避免在雷暴區(qū)飛行是不可能的。而且,在雷暴區(qū)飛行,也不是任何部位都是危險(xiǎn)的,在一定條件下是可以安全飛過雷暴區(qū)的。在判斷雷暴云的情況之后,如果天氣條件、飛機(jī)性能、飛行員的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)、保障手段等條件允許,可以采取以下方法通過雷暴區(qū)。

(1)繞過或從云隙穿過

對航線上孤立分散的熱雷暴或地形雷暴,可以繞過。繞過云體應(yīng)選擇上風(fēng)一側(cè)和較高的飛行高度,目視離開云體不小于10km。若用機(jī)載雷達(dá)繞飛雷暴云,則飛機(jī)應(yīng)在雷暴云的回波邊緣25km以外通過。在雷暴呈帶狀分布時(shí),如果存在較大的云隙,則可從云隙穿過。穿過時(shí),應(yīng)從空隙最大處（兩塊雷暴云之間的空隙應(yīng)不小于50～70km）,垂直于云帶迅速通過。

(2)從云上飛過

如果飛機(jī)升限,油料等條件允許,可以從云上飛過。越過時(shí),距云頂高度不應(yīng)小于500m。因此,飛越前需對雷暴云的范圍、云頂高度、飛機(jī)升限、爬高性能等準(zhǔn)確了解。如果飛機(jī)只能勉強(qiáng)到達(dá)云頂,就不宜采取這種方法。

(3)從云下通過

如果雷暴不強(qiáng)、云底較高、降水較弱、云下能見度較好,且地勢平坦,飛行員有豐富的飛行經(jīng)驗(yàn),也可從云下通過。一般應(yīng)取距云底和地面都較為安全的高度。這里應(yīng)該指出的是,應(yīng)盡量不在雷暴云下方飛行,因?yàn)樵坪偷孛嬷g的雷擊次數(shù)最為頻繁,還有可能被強(qiáng)烈上升氣流卷入云中,和遭遇到下?lián)舯┝鞫タ刂?。不論采用什么方?都應(yīng)避免進(jìn)入雷暴云中,盡力保持目視飛行。如果發(fā)現(xiàn)已誤入雷暴云,應(yīng)沉著冷靜,柔和操縱飛機(jī),保持適當(dāng)速度和平飛狀態(tài),根據(jù)具體情況采取措施,迅速脫離雷暴云。4

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

楊剛 - 教授 - 西南大學(xué)