雷暴产生原理、雷达回波

1、lThunderstormslTurbulencelWind sharelLow visibilitylIcing中小尺度天气系统：几十分钟-几小时几十-几百km雷暴、龙卷、飑线Thunderstorm, tornado, squall linel2005年8月2日法航空客暴风雨雷击l2005年8月23日秘鲁航波音雷暴风切变l1997年年5月月8日，南方航空公司日，南方航空公司B737飞机在深圳机场着陆过程中飞机在深圳机场着陆过程中遇到中遇到中-大雨，飞机冲出跑道失事。大雨，飞机冲出跑道失事。l1994年年7月月20日，云南航空公司日，云南航空公司B737飞机，在昆明机场着陆过程飞机，在昆明机

2、场着陆过程中遇到雷雨天气，飞机冲出跑道。中遇到雷雨天气，飞机冲出跑道。l1988年年8月月31日，广州三叉戟日，广州三叉戟2218飞机在香港启德机场，遇到雷飞机在香港启德机场，遇到雷雨天气，着陆不正常，冲入海中。雨天气，着陆不正常，冲入海中。l1990年年3月月1 1日，东方航空公司三叉戟日，东方航空公司三叉戟B2208飞机在桂林机场进场飞机在桂林机场进场时遇到雷雨云，飞机冲出跑道。时遇到雷雨云，飞机冲出跑道。l雷暴雷暴：旺盛积雨云有雷电的局地风暴。伴有强烈湍流、积冰、阵雨、大风，可发生冰雹、龙卷、下击暴流。l普通雷暴形成三条件：不稳定层结、抬升冲击力、水汽充沛Thunderstorm for

3、mation requires an unstable lapse rate, a lifting force,and a relatively high moisture level.（雷暴的抬升冲击力有（雷暴的抬升冲击力有 热雷暴热雷暴 地形雷暴地形雷暴 天气系统雷暴）天气系统雷暴）一、形成系统分类一、形成系统分类1、气团雷暴、气团雷暴 Air mass storm2、强雷暴强雷暴 Severe storm：l 锋面雷暴l 冷涡雷暴l 空中槽雷暴、切变线雷暴l 台风槽雷暴l 副热带高压西部雷暴二、内部结构分类二、内部结构分类1、普通单体雷暴、普通单体雷暴 single cell2、超级单体

4、雷暴、超级单体雷暴 super cell3、多单体雷暴、多单体雷暴 multcell4、飑线雷暴、飑线雷暴 squall line1、积云阶段、积云阶段cumulus： 持续上升气流。云中温度高。The cumulus stage is characterized by continuous updrafts.2、成熟阶段、成熟阶段mature： 上升上升更强，倾斜。湍流十分强烈。 降水。飑锋飑锋（气温聚降、气压急升、风向突变、阵性大风降水）。 闪电闪电。Lightning is always associated with thunderstorms.Wind shear areas can

5、 be found on all sides of a thunderstorm, as well as directly under it.Thunderstorms reach the greatest intensity during the mature stage, which is signaled by the beginning of precipitation at the surface. 3、消散阶段、消散阶段dissipating：下降气流为主。丝缕云砧丝缕云砧。Anvil shapeA dissipating thunderstorm is characterized

6、 by predominant downdrafts.发展阶段上发展阶段上升气流贯穿升气流贯穿于整个积云于整个积云云体，上升云体，上升气流逐渐达气流逐渐达到到5-10m/s量量级级l成熟阶段形成云成熟阶段形成云毡开始降水，由毡开始降水，由于降水物的拖曳于降水物的拖曳作用而产生下沉作用而产生下沉气流，但在下沉气流，但在下沉气流的上方，上气流的上方，上升气流仍贯穿云升气流仍贯穿云体，一般雷暴云，体，一般雷暴云，最大上升速度在最大上升速度在15米米/秒以下，并秒以下，并会在其前有新单会在其前有新单体产生体产生l上升气流与上升气流与下沉气流相下沉气流相抵消，无明抵消，无明显的强烈气显的强烈气流，也无新

7、流，也无新生对流单体生对流单体形成，对流形成，对流云逐渐消散云逐渐消散Figure 8-2. A typical airmass thunderstorm consists of three stages cumulus, mature, and dissipating.l超级单体风暴 Supercell （2 hours）l多单体风暴 Multicell （longer）l飑线风暴 Squall linel强雷暴的形成条件强雷暴的形成条件普通雷暴产生的必要条件。普通雷暴产生的必要条件。很强的环境垂直风切变。很强的环境垂直风切变。这可使普通雷暴生命期加长必须处在有利的形势或地区。必须处在有利的

8、形势或地区。如高空辐散流场下方及相关有利地形 l冰雹出现在云体前几英里处。lHail is most likely associated with a cumulonimbus cloud but it can be encountered several miles from the cloud. Photo by Moller 图图6-50 1993年年9月月21日基本日基本反射率因反射率因子图，注子图，注意勾状回意勾状回波波 超级单体Figure 8-3. A multi-cell thunderstorm may consist of all stages of a thunderst

9、orm. A shelf cloud often indicates the rising air over the gust front. The vertical lines represent precipitation intensity.多单体线性风暴（飑线）示意图发展成熟的雷暴发展成熟的雷暴新生单体强风速辐合区径向速度差达强风速辐合区径向速度差达25米米/秒以上秒以上l飑线飑线：排列成带状的多个雷暴或积雨云群组成的狭窄强对流天气带。频发雷电、暴雨、大风、冰雹和龙卷等恶劣天气。lA squall line is a band of thunderstorms that often f

10、orms 50200（several） miles in front of a fast-moving cold front and contains some of the most severe types of weather-related hazards.飑锋：是中尺度雷暴中的下沉冷空气，在地面形成雷暴飑锋：是中尺度雷暴中的下沉冷空气，在地面形成雷暴高压，高压前锋叫飑锋。高压，高压前锋叫飑锋。飑锋在地面图上的特征：飑锋后面有中尺度雷暴高压和飑锋在地面图上的特征：飑锋后面有中尺度雷暴高压和冷区，前部有低压和暖区。冷区，前部有低压和暖区。飑锋两侧温差很大；飑锋两侧温差很大；飑锋前部多偏南

11、风，风速小。后部多偏北风，风速大；飑锋前部多偏南风，风速小。后部多偏北风，风速大；飑锋前天气好，沿飑锋直到后部的雷暴高压区内天气恶飑锋前天气好，沿飑锋直到后部的雷暴高压区内天气恶劣，一些强对流天气就出现在这里。劣，一些强对流天气就出现在这里。l倾斜上升气流与下降气流并存。垂直风切变强烈。l上升气流从雷暴的右前方流入，上升后向前方流出，形成云砧。l下降气流在雷暴前沿的部分，作为干冷空气垫，强迫抬升上升气流。l雷暴顺对流层中部风向的右侧移动。l穹隆区（钩状回波）上升气流强盛。时间特点：时间特点：冷锋雷暴出现时间，大约在冷锋过境冷锋雷暴出现时间，大约在冷锋过境前后前后24小时小时内。内。它的移动速度

12、较快，每小时它的移动速度较快，每小时可达可达40-6040-60千米。千米。 强度特点：强度特点：许多个雷暴沿锋线排列成行，组成一许多个雷暴沿锋线排列成行，组成一条宽几千米至几十千米、长几百千米的狭长雷条宽几千米至几十千米、长几百千米的狭长雷暴带。在雷暴带上各雷暴云有时互相连接，有暴带。在雷暴带上各雷暴云有时互相连接，有时有空隙，但通常在整条冷锋上，不会处处出时有空隙，但通常在整条冷锋上，不会处处出现雷暴现雷暴特点：特点：暖锋雷暴在我国较为少见。暖锋雷暴在我国较为少见。 在在850hPa或或700hPa上有切变线配合时，暖锋上上有切变线配合时，暖锋上 才才比较容易出现雷暴；锋面气旋中的暖锋，由

13、于有气比较容易出现雷暴；锋面气旋中的暖锋，由于有气旋的配合，也比较容易产生雷暴旋的配合，也比较容易产生雷暴。暖锋雷暴云的主体常常被浓密的层状云遮蔽，底部与暖锋雷暴云的主体常常被浓密的层状云遮蔽，底部与雨层云混在一起，因而在雨层云混在一起，因而在云中和云下飞行云中和云下飞行不易发现。不易发现。但在层状云但在层状云上部飞行上部飞行时由于雷暴云常能穿越层状云时由于雷暴云常能穿越层状云而屹立于云海之上，所以从较远处就能看到它而屹立于云海之上，所以从较远处就能看到它lMicroburst downdraft 下击暴流风切变风切变wind shear、湍流、湍流turbulence：（滚轴云：（滚轴云ro

14、ll cloud、阵风锋、阵风锋dust front、尘卷、尘卷dust）强风、侧风、乱流及低空风切变会造成飞机颠簸及操作困难。强风、侧风、乱流及低空风切变会造成飞机颠簸及操作困难。 lLightning 闪电飞机遭受到雷击，机上无线电设备受到强烈干飞机遭受到雷击，机上无线电设备受到强烈干扰、造成通讯中断，强烈的闪光对飞行员的眼睛刺激很大，甚至扰、造成通讯中断，强烈的闪光对飞行员的眼睛刺激很大，甚至可能造成暂时失明，精神高度紧张而造成操纵失误。可能造成暂时失明，精神高度紧张而造成操纵失误。 lHail 冰雹 是一种直径大于是一种直径大于5毫米的固体降水。多由超级单体风毫米的固体降水。多由超级单

15、体风暴造成。轻则蒙皮变形，重则飞机遭破坏暴造成。轻则蒙皮变形，重则飞机遭破坏 lFunnel clouds 漏斗云（后）lheavy rain强降水（后）lIcing 积冰（ch7）lKnot 节 哩/小时 Rotating wind speeds vary from 110 to 200 MPH .lFunnel cloud :漏斗云，漏斗云，tornado: 龙卷风，龙卷风，waterspout：海龙卷：海龙卷l范围小、生消迅速、有时伴随大雨、雷电或冰雹。破坏力极强的小尺度涡旋。范围小、生消迅速、有时伴随大雨、雷电或冰雹。破坏力极强的小尺度涡旋。 降水使能见度减小降水使能见度减小过冷却雨滴

16、会造成飞机积冰过冷却雨滴会造成飞机积冰 降水产生的碎雨云影响飞机降水产生的碎雨云影响飞机起飞和着陆起飞和着陆 大雨下方容易出现较强的下大雨下方容易出现较强的下降气流降气流 大雨和暴雨能使发动机熄火大雨和暴雨能使发动机熄火 大雨恶化飞机的空气动力大雨恶化飞机的空气动力 降水影响跑道的使用（降水影响跑道的使用（13mm13mm积水停止放飞）积水停止放飞）1985年6月12日，美国威斯康辛航空公司的一架斯维林根SA-226密特洛飞机在内布拉斯加州着陆时，遇到雷雨，两台发动机因吸入大量雨水而熄火，造成飞机坠毁。温：前 气温高、湿度大、天气闷热。 来临 气温聚降、飑线。压：前 气压下降。 来临 气压升高

17、。雷暴高压。随后下降。风：前 风很弱，吹向雷暴。 来临 风速聚增，风向反向，持续几十几分钟。低空强烈风切变。降水：倾盆大雨。过境后停止。l飞行前：飞行前：向气象部门详细了解飞行区域天气情况，有可能产生雷暴天气的区域，雷暴的性质、位置、范围、强度、高度、移向移速、变化趋势等，同时考虑备降场选择和注意事项。 l尽量避开：尽量避开： 推迟起飞时间、改变航线及飞行高度、空中等待、绕飞、改降、返航等。 机载雷达回波，位置、强度、高度。概况 无线电受干扰程度。远近l穿越：从带状分布雷暴区的最狭窄处快速通过。回波最窄大于40英里。l绕飞： 距离雷达强回波20miles以上。因为有扰动。在雷达回波边缘25公里

18、以外通过。 基本原则以目视不进入雷暴云，力争在云上或云外飞行。l尽量不在雷暴云的下方飞行，因为云与地之间闪电击（雷击）的次数最为频繁，飞机也最容易遭到闪电击（雷击）。 l尽量不在中等强度以上降水区中飞行，原因一是容易遭降水静电闪电击（雷击）；二是降水对雷达回波有一定的衰减作用，因此一定要慎重。 l雷暴区边缘机场起、降时，要特别注意风切变的影响 Airborne weather radar provides no assurance of avoiding IFR(Instrument Flight Rules) weather conditions.l保持水平。l不在云砧下飞，有雹击。Hail is most likely associated with a cumulonimbus cloud but it can be e