論雷暴天氣是如何影響氣象變化

馮誠　劉寶　宋輝

摘要：雷暴天氣是一種較為極端的對流性天氣，是異種電荷云層互相碰撞之后所產生的劇烈放電現象。當大氣不穩定以及出現高空急流時都會增加雷暴的幾率，而雷暴發生后也會帶來巨大的氣流波動，導致冷空氣的下沉，并形成冷高壓，產生大風和下擊暴流，并出現陣風鋒，因此一般會伴隨暴風、暴雨、冰雹、暴雪等極端的氣候變化。本文以陜西地區為例，對雷暴天氣的形成進行探討，并討論雷暴天氣是如何影響氣候變化的。

關鍵詞：雷暴天氣；氣象變化；對流性天氣

雷暴所產生的巨大電流、熱能和磁場變化會給當地環境造成巨大的破壞，而且雷暴也會帶來暴雨、暴雪、暴風、龍卷風等極端氣象變化也會影響正常的人們的生產生活活動展開。而雷暴天氣產生后，由于劇烈的氣流波動以及風壓等問題，也會造成區域內氣象的劇烈變化。筆者根據陜西氣象站的氣象資料，對陜西地區的2010年至2016年的雷暴天氣進行查閱，分析陜西雷暴天氣的特征，并討論雷暴天氣是如何影響氣候變化。

1 陜西地區雷暴的氣候特征分析

1.1 空間分布特征

陜西屬于中緯度地區，受到陜西地區的地勢影響，南部和北部地勢較高，為高原和山地，而中部則是關中平原，這種地勢落差會影響氣流變化，對流行天氣出現概率較大，因此雷暴天氣也是陜北高原以及秦巴山區的發生較多，而關中平原發生較少[1]。根據陜西歷年來的氣象資料，發現雷暴天氣出現最多的地區是府谷，而武功、周至地區的雷暴天氣出現卻較少，如圖1所示。其次，陜西地區的雷暴天氣出現的概率與陜西的降雨量也呈現正相關關系，從陜西歷年的降雨量變化表中我們可以看出陜北以及陜南的降雨量最高，而陜北與陜南雷暴天氣出現的概率也最高。而關中地區的降雨量較少，雷暴天氣出現的概率也較少，如圖2所示。

1.2 季節變化特征

根據多年來的陜西氣象變化資料，我們發現陜西地區的雷暴天氣集中在夏季，夏季雷暴約占雷暴天氣的72%左右，如圖3所示。圖中我們可以發現，陜西北部以及陜西南部的雷暴天氣發生概率較高，而雷暴日數的最高值位于洛川[2]。而中部雷暴天氣發生的概率則較小，天數較短。從整體來看，陜西地區的雷暴天氣集中在夏季，尤其是春夏和夏秋交替的時候發生概率最高，而冬季和和春秋發生較少。

2 雷暴天氣影響氣象變化的過程

2.1 垂直風切變和垂直溫度梯度

在雷暴天氣出現后，異種電荷云層的劇烈放電也會釋放大量的熱能，會造成氣流的劇烈波動，在一定熱力不穩定條件下，垂直風切變的增強將導致風壓帶的進一步發展。陜西地區基本為偏南風，而受到陜西背部高原地形的影響，在雷暴天氣環境下，這種地形和風向一方面能夠使上升氣流加強，另一方面，強垂直風切變，可以增強中層干冷空氣的侵入，加強風暴中的下沉氣流和低層冷空氣的外流，再通過強迫抬升使得流入的暖濕氣流更強烈地上升，加強對流，即出現了強垂直溫度梯度，強垂直溫度梯度結合中低層高濕度也是強對流天氣發生的重要條件。當有強垂直溫度梯度，同時有天氣系統作為觸發條件時，對流天氣發生的概率達到85%，這種請對流天氣就會造成暴風、暴雨、冰雹、暴雪等極端的氣候變化。

2.2 雷暴天氣環境下形成陣風帶，引發氣象變化

在雷暴天氣中，又可以將雷暴分為多單體和禪機細胞等類型。這些雷暴天氣由多個單體雷暴組成，這些單體雷暴會在強對流氣流下形成陣風帶，而在雷暴天氣下形成的陣風帶會根據具體的天氣環境和地形因素而延綿數里。而形成雷暴的積雨云發展旺盛，云的上部常有冰晶。冰晶的凇附、水滴的HYPERLINK"https：//baike.baidu.com/pic/%E9%9B%B7%E6%9A%B4/8597/125602/ae826731217b0943ebc4afae？fr=lemma&ct=cover"＼o"雷暴天氣"＼t"https：//baike.baidu.com/item/%E9%9B%B7%E6%9A%B4/_blank"破碎以及空氣對流HYPERLINK"https：//baike.baidu.com/item/%E7%A9%BA%E6%B0%94%E5%AF%B9%E6%B5%81"＼t"https：//baike.baidu.com/item/%E9%9B%B7%E6%9A%B4/_blank"等過程，使云中產生電荷。在這些帶電云層中，會形成電位差，當氣流變化發展到一定程度時就會讓這些異種電荷云層形成放點，在電荷釋放中，會產生大量的熱能和電能，讓區域內的氣溫急速上升，讓氣體膨脹上升，并產生一定的沖擊波，出現閃電和雷擊，而這種強烈的放點會造成氣流的劇烈波動，造成區域內的氣象變化。就陜西地區而言，其北部的陜北高原以及南部的秦巴山區海拔較高，而中部關中平原的地勢較低，且較為平緩，這種海拔落差本來就容易形成對流天氣，當冷空氣與熱空氣相互作用，形成風壓，就會造成短時間內的氣流波動，形成降雨。而且一旦出現雷暴，風速加快，受到冷氣流影響，空氣遇冷下沉，在底部堆積，就會提高壓強，并擴大陣風帶的范圍，形成大風、暴雨、冰雹等天氣。而且當風切變大時，就會造成龍卷風等極端氣象變化，引發氣象變化。

3 結語

陜西本身處于中緯度地區，而其地形條件較為特殊，南部有秦巴山區，北部有陜北高原，而陜西中部卻是關中平原，這種極大的地形落差一方面會增強氣流變化的不穩定性，提高雷暴天氣產生的概率，另一方方面也會提高雷暴天氣的影響力。伴隨雷暴天氣出現的劇烈氣流波動會在短時間內造成暴雨、暴雪、暴風、冰雹、龍卷風等極端的氣象變化，會給生產生活帶來巨大的影響，我們必須要對雷暴天氣產生的原因進行分析，并且對其如何造成氣象變化進行分析，如此才能夠在雷暴天氣發生時做出良好的應對。

參考文獻：

[1]梁維亮，屈梅芳，賴珍權，農孟松.廣西地區一次強雷暴天氣過程雷達特征及環境場分析[J].氣象與環境學報，2016，32（03）：1018.

[2]劉彬賢，王彥，劉一瑋.渤海灣海風鋒與陣風鋒碰撞形成雷暴天氣的診斷特征[J].大氣科學學報，2015，38（01）：132136.