對流是怎么形成的
對流是怎么形成的
對流，字面意思是指流體內(nèi)部由于各部分溫度不同而造成的相對流動。也是對流性天氣的簡稱，對流性天氣主要指雷暴、颮、冰雹、龍卷等天氣。那么你對對流有多少了解?下面由學(xué)習(xí)啦小編為你詳細介紹對流的相關(guān)知識。
對流是怎么形成的
首先，對流性天氣的產(chǎn)生離不開水汽。大家都知道，沒有云就不會下雨，而水汽就是成云致雨的最基本條件。水汽越多，空氣濕度越大，可降水量越大。因此，當(dāng)發(fā)生持續(xù)源源不斷的水汽輸送，一個地區(qū)就會長時間的處在空氣飽和的狀態(tài)。
其次，大氣必須處于不穩(wěn)定狀態(tài)，也就是不穩(wěn)定層結(jié)條件。聽上去很難懂，但解釋起來很簡單。眾所周知，水比油密度大，將它們裝在一個瓶子里的時候，必然是水在下層油在上層。如果倒轉(zhuǎn)瓶子，油和水就會首先進行混合、翻滾，最后再次形成油在上、水在下的情況。說到這里相信大家也就清楚了：油在上、水在下的情況是穩(wěn)定的，如果是水在上、油在下的不穩(wěn)定情況，二者之間就會混合、翻滾。
大氣也與之類似，冷空氣比暖空氣密度大，因此穩(wěn)定的大氣層結(jié)是冷空氣在下暖空氣在上，但由于種種原因出現(xiàn)了與之相反的情況，大氣層結(jié)就不穩(wěn)定了。一旦有觸發(fā)機制，冷暖氣團激烈碰撞，就產(chǎn)生了雷雨大風(fēng)等對流性天氣。
“觸發(fā)機制”便是對流性天氣產(chǎn)生的最后一個條件。它的學(xué)名叫做“抬升條件”。舉一個最簡單的例子：夏季的午后，太陽輻射強，在強烈的陽光照射下，地表增溫迅速，地表溫度遠高于空氣溫度。
在地表加熱作用下，越接近地面的空氣溫度越高，而空氣溫度越高，密度越小，因此越接近地面的空氣密度越小，就越容易向上層運動。當(dāng)這樣“向上”的運動達到一定的程度時，不穩(wěn)定的空氣就被激發(fā)，如果再有較好的水汽條件，對流性天氣就產(chǎn)生了。
對流性天氣的天氣現(xiàn)象成因分析
發(fā)生雷暴時，通常出現(xiàn)雷電、降雨、陣風(fēng)等天氣現(xiàn)象以及壓、溫、濕等氣象要素的變化。這些現(xiàn)象主要發(fā)生在雷暴云的成熟階段;下面分別討論它們的成因。
雷電
雷電是由積雨云中“溫差起電”以及其它起電作用所造成的。一般當(dāng)云頂發(fā)展到-20攝氏度等溫線高度以上時。就會出現(xiàn)閃電和雷鳴。第一次聞雷表明云頂已達-20攝氏度等溫線高度附近。隨著云頂增高，閃電、雷鳴便愈益頻繁。一般來說，云中放電強度及頻程度與雷暴云的高度、強度有關(guān)。因此，雷電現(xiàn)象可用以判斷雷暴強度。
降雨
在雷暴云中上升氣流最強區(qū)附近，一般有水滴累積區(qū)，當(dāng)累積量超過上升氣流承托能力時，便開始降雨。由于累積區(qū)中的水傾盆而下，因而造成陣雨或暴雨。陣雨持續(xù)時間為幾分鐘到一小時不等，視雷暴云的強弱及含水量多少而定。雷暴群和雷暴帶形成的降水區(qū)也呈片狀或帶狀。由于雷暴群(帶)中，每個單體強弱不一，所以降水量分布很不均勻。而且因雷暴云常常跳躍式地傳播，因此降水量也有跳躍(間隔)式分布的情況。
陣風(fēng)
在積云階段，地面風(fēng)一般很弱。低空有向云區(qū)的輻合，促使上升氣流發(fā)展。到了雷暴云的成熟階段，云中產(chǎn)生的下沉氣流沖到地面附近時，向四周散開，因而造成陣風(fēng)。一般來說，陣風(fēng)發(fā)生前，風(fēng)力較弱，風(fēng)向不定，但多偏南風(fēng)。陣風(fēng)發(fā)生時，風(fēng)向常呈氣旋式旋 轉(zhuǎn)，然后又呈反氣旋式旋轉(zhuǎn)。移動緩慢的雷暴。云下的流出氣流幾乎是徑向(即向四面八 方鋪開)的。然而多數(shù)情況下，在雷暴移向的下風(fēng)方的風(fēng)速要大于上風(fēng)方。
壓、溫、濕的變化
由于下沉氣流中水滴的蒸發(fā)使下沉氣流幾乎保持飽和狀態(tài)。所以下沉空氣由上層至下層是按濕絕熱增溫的。上層冷空氣雖然在下沉過 程中會變暖些，但升溫率小，到地面時，仍比四周地面空氣要冷。因此在雷暴云下形成一個近乎飽和 的冷空氣團，因其密度較大所以氣壓較高，這個高壓叫“雷暴高壓”。
當(dāng)雷暴云向前移動時，云下的雷暴高壓也隨之向前移動，當(dāng)它移過測站時，就使該站發(fā)生氣溫下降、氣壓涌升、相對濕度上升、露點或絕對濕度下降等氣象要素的顯著變化。其變化幅度取決于雷暴云的強度和測站相對于雷暴云的位置，雷暴中心經(jīng)過地區(qū)變化明顯，邊緣地區(qū)則變化較小。
對流性天氣的影響范圍
對流性天氣十分激烈，容易成災(zāi)。其影響范圍較小，持續(xù)時間較短，所以通常是一種局部災(zāi)害性天氣。但是有時也會發(fā)生大范圍的強雷暴天氣過程，其影響范圍可達數(shù)十縣到數(shù)省，持續(xù)時間可達一天左右。
例如，1962年6月8日，在山東、江蘇、安徽等省范圍內(nèi)有二、三十個縣下了大冰雹。又如1974年6月17日在北起山東半島，經(jīng)山東、江蘇、安徽等省，南至浙北、贛北及鄂東等廣大地區(qū)上，自北向南先后發(fā)生了8-12級大風(fēng)或冰雹等嚴重天氣。國外也有類似情況。
如1974年4月3月晚至4日有一百多個龍卷襲擊了美國的12個州及加拿大部分地區(qū)。這些大范圍的強雷暴會造成大范圍的嚴重災(zāi)害。
對流性天氣不僅對國民經(jīng)濟各部門影響很大，而且對軍事活動的影響也很大。例如，由于積雨云中有強烈的擾動、結(jié)冰和放電現(xiàn)象，對飛行的安全威脅很大。因此即使是一般的雷雨天氣也會對其造成危險。所以做好對流性天氣的預(yù)報，預(yù)防對流性天氣的突然襲擊，對于防災(zāi)、抗災(zāi)、保障國民經(jīng)濟和國防建設(shè)都有十分重要的意義。
鑒于對流性天氣一般具有范圍小，發(fā)展快的特點，所以在預(yù)報工作中，除了應(yīng)用天氣圖方法外，最好還要配合中尺度天氣分析及雷達、衛(wèi)星探測等方法。下面介紹對流性天氣的基本知識及預(yù)報方法。
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