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在氣象學上，強對流天氣是指發生突然、移動迅速、天氣劇烈、破壞力極強的災害性天氣，主要有颮線、龍卷風、冰雹、雷雨大風、短時強降水和雷暴。

強對流天氣常發生在對流云系或單體對流云塊中，其空間尺度較小，一般水平范圍在十幾千米至二三百千米，通常小于200千米，有的水平范圍只有幾十米至十幾千米。其生命史短暫并帶有明顯的突發性，持續時間約為一小時至十幾小時，短的僅有幾分鐘。當強對流天氣來臨時，經常伴隨著電閃雷鳴、暴風驟雨等惡劣天氣。

垂直運動乃是禍根

造成強對流天氣的根本原因是空氣強烈的垂直運動。最典型的就是夏季午后的強對流天氣：白天天氣晴好，太陽輻射強，近地面氣溫迅速升高，致使大氣處于不穩定狀態。近地面的空氣受熱后膨脹，在浮力作用下上升。當上升到一定高度時，由于氣溫下降，空氣中的水蒸氣凝結成水滴。在水滴下降過程中，如果遇到更強烈的上升氣流，會繼續被攜升。如此反復，小水點逐漸變成大水滴，直至高空氣流再也無力承托，最終下降成雨。

當然，各類強對流天氣形成的物理過程不完全相同，但跟下墊面的動力和熱力作用的影響關系很大，而且強對流天氣是以大尺度天氣系統為背景的，大尺度天氣系統會決定中小尺度天氣系統的生成、發展和移動過程。比如，梅雨期間，大范圍的冷暖空氣交匯形成“梅雨鋒雨帶”，如果配合地形等有利條件就會在局地產生暴雨。

強對流天氣的另一個大的背景是全球氣候狀況。全球氣候變暖將導致強對流天氣出現的頻率增多、強度增大，造成的影響則更為顯著。

▲空氣強烈的垂直運動是造成強對流天氣的根本原因

身手不凡各有“絕活”

強對流天氣引發的六大類災害，各個身手不凡，各有各的“絕活”。

颮線

颮線是突然發生的風向突變、風力突增的強風現象，沿颮線可出現雷暴、暴雨、大風、冰雹和龍卷風等劇烈的天氣現象，它往往是一條雷暴帶或積雨云帶。

颮線是由地形起伏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。其形成和發展除與天氣形勢有密切關系外，地方性條件也起著重要的作用。颮線多發生在傍晚至夜間，常出現在雷雨云到來之前或冷鋒之前，在春、夏季節的積雨云里最易發生。潮濕不穩定的氣層能助長其強烈發展。當颮線即將出現時，天氣悶熱，風向不定或多吹偏南風。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。

颮線從生成到消亡可以分為三個不同的階段。最初的3～5小時，風力可達6級左右，并伴有雷雨。隨后的一兩個小時，風向突變、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℃以上，此時的狂風暴雨破壞力極大。最后是消散階段，風力減小、雷雨強度降低、氣壓漸降、氣溫漸升，天氣轉好。

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產生的強烈的旋風，其風力可達12級以上，常與雷暴、冰雹和暴雨等強對流天氣系統“結伴而行”。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。

雷雨云是龍卷風的母體。在雷雨云里，空氣劇烈擾動，上下層空氣的溫差懸殊，由此形成空氣對流，龍卷中心的氣壓也因此變得很低。在氣壓梯度力的作用下，四周氣壓較高的空氣向龍卷中心流動，當它未流到中心時就圍繞著中心旋轉起來，從而形成空氣的渦旋。

雷雨云中這個氣壓很低的巨大的旋轉渦流就是形成龍卷風的關鍵所在。這些旋轉的氣流延伸到地面的叫“陸龍卷”，延伸到海面的叫“海龍卷”或“水龍卷”。

龍卷風的水平范圍小，直徑平均為二三百米，只有極少數的直徑才能達到1000米以上。它的壽命也很短，往往只有幾分鐘到幾十分鐘，最多不超過幾小時。其移動速度平均為15米每秒，最快的可達70米每秒；移動路徑的長度大多在10千米左右，短的只有幾十米。它造成破壞的地面寬度只有一兩千米。

龍卷風號稱地球上最快、最猛的強風，夾帶著無窮的威力。更可怕的是龍卷風內部的低氣壓。這種低氣壓可以低到400百帕甚至200百帕，而一個“標準大氣壓”是1013百帕。所以，當龍卷風掃過建筑物頂部或車輛時，由于它的內部氣壓極低，使得建筑物或車輛內外出現強烈的氣壓差，頃刻間就會使建筑物或車輛發生“爆炸”。

如果龍卷風的爆炸作用和巨大的風力共同施展威力，那么它們所產生的破壞和損失將是驚人的。如果龍卷風經過居民住宅區，天空中便飛舞著磚瓦、斷木等碎物，這些個頭不大、速度很快的碎物威力很大，哪怕只是小小一粒石子，也會變身為高速飛行的“槍彈”，傷人損物。

冰雹

冰雹是從強烈發展的積雨云中降落下來的固態降水物。在氣象學中，把直徑在5毫米以上的固態降水物稱為冰雹。冰雹的形狀不規則，大小不等，多數呈橢球形或球形，小的如綠豆、黃豆，大的似栗子、雞蛋，特大的冰雹比柚子還大。

冰雹帶來的最大影響就是對農業的危害，大田作物和蔬菜、水果、花卉等較為脆弱的經濟作物在冰雹天氣中所受的危害尤為巨大。此外，冰雹損壞房屋、造成人畜傷亡的案例也不少見。

由于下降速度迅猛，冰雹的破壞力極大。據測算，當雹塊從幾千米高空落下時，直徑2厘米、重3.8克的圓形雹塊的落地速度會達到20米每秒。一場冰雹甚至能夠降下3億立方米以上的冰。如此高速、大量的雹塊對房屋建筑、農作物、人畜等必然會造成毀滅性的打擊。

雷雨大風

雷雨大風是指在出現雷雨天氣時，平均風力在6級或以上、陣風在8級或以上的天氣現象。當雷雨大風發生時，烏云滾滾，電閃雷鳴，狂風與強降水“聯手”，有時還伴有冰雹，風速極大。但是它涉及的范圍不大，一般只有幾千米至幾十千米。

雷雨大風的生命史極短，它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，其中心溫度比四周低，下沉氣流極為明顯；雷暴高壓前部為暖區，暖區有上升氣流。于是，在下沉氣流與上升氣流之間，存在一條狹窄的風向切變帶，這就是雷雨大風的發生處。它經過某地時會帶來極強烈的暴風雨。如果雷雨大風發生在單一氣團內部，往往是因局地受熱不均引起的。

需要指出的是，雷雨大風也可以是臺風天氣的表現形式，“臺風眼墻”帶來的暴風雨如果有雷電活動的話，也可以被稱為雷雨大風。這種雷雨大風相比普通的雷雨大風而言，生命史更長一些，強度和破壞力也更大。

短時強降水

短時強降水是指短時間內降水強度較大，降水量達到或超過某一量值的天氣現象，通常是指1小時內某地的降水超過20毫米。但是對這一量值的規定，各地氣象臺（站）不盡相同。夏季產生的短時強降水（即對流雨），有時還會伴有大風、雷暴、冰雹甚至龍卷風等惡劣天氣。

要強調的是，短時強降水和暴雨不是一回事，二者之間是有區別的。首先，從基本概念區分：短時強降水通常是指1小時內某地的降水量超過20毫米；暴雨是指24小時累積降水量達到50毫米或以上。短時強降水不一定形成暴雨，同樣，暴雨過程也不一定包含短時強降水。

長時間的對流降水很容易形成暴雨，但是有些暴雨過程并沒有對流天氣過程參與，這類暴雨過程對應的云系被稱為層狀云。在大氣含水量相當的情況下，層狀云的降水強度一般每小時只有幾毫米，但由于降水時間長，累積降水量同樣可以形成暴雨、大暴雨。

雷暴

雷暴是伴有雷擊和閃電的局地對流性天氣。當大氣層結不穩定時，易產生強烈的對流，云與云、云與地面之間的電位差達到一定程度后就會發生放電現象，有時雷聲隆隆，耀眼的閃電劃破天空，因此雷暴天氣總是與發展強盛的積雨云聯系在一起。

雷暴的水平范圍為幾千米到幾十千米，伸向高空的高度可達15千米；持續時間約為幾分鐘到幾十分鐘，通常伴有陣雨、大風，有時也伴有冰雹或龍卷風。雷暴能變幻出各種神秘莫測的怪異景象。排列整齊的一隊羊群，雷電可能有規律地間隔擊斃其中的一部分。

全球從南緯60°到北緯80°都有雷暴活動，其中以熱帶最多，溫帶地區在春夏季節更容易出現雷暴。我國沿海發生的雷暴以海南省最多，平均每年出現100多天。隨著城市的發展，建筑物和家電的增多，城市中出現雷電的情況越來越頻繁。根據上海市氣象部門的統計，上海市自20世紀70年代以來年平均雷暴日達50天，比30年前上升了30個百分點，屬于多雷地區。

本文節選自《百科知識》2021.07B

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