中尺度孤立对流系统课件.ppt

1、1中尺度对流系统中尺度对流系统中尺度对流系统（中尺度对流系统（MCSMCS）泛指水平尺度为）泛指水平尺度为10-2000 10-2000 kmkm左右、具有旺盛对流运动的天气系统。左右、具有旺盛对流运动的天气系统。2中纬度常见的中尺度对流系统的分类中纬度常见的中尺度对流系统的分类按天气现象分类：按天气现象分类：暴雨、暴雹、飑线暴雨、暴雹、飑线按系统结构分类按系统结构分类:孤立对流系统、带状对流系统、中尺度对流孤立对流系统、带状对流系统、中尺度对流复合体（复合体（MCCMCC）按运动状态分类按运动状态分类:移动性、静止性和准静止性对流系统移动性、静止性和准静止性对流系统3中纬度常见的中尺度对流系

2、统的分类中纬度常见的中尺度对流系统的分类孤立对流系统：孤立对流系统：普通单体雷暴、多单体雷暴、超级单体风暴、普通单体雷暴、多单体雷暴、超级单体风暴、龙卷风暴以及小飑线；龙卷风暴以及小飑线；带状对流系统：带状对流系统：飑线、锋面中尺度雨带；飑线、锋面中尺度雨带；中尺度对流复合体中尺度对流复合体4第四章第四章 中尺度孤立对流系统中尺度孤立对流系统5中尺度孤立对流系统中尺度孤立对流系统孤立对流系统孤立对流系统指以个别单体雷暴、小雷暴单体指以个别单体雷暴、小雷暴单体群以及某些简单的飑线等形式存在的范围相对较小群以及某些简单的飑线等形式存在的范围相对较小的对流系统。的对流系统。较大、较复杂的对流系统，如

3、飑线、中尺度对流复较大、较复杂的对流系统，如飑线、中尺度对流复合体等都是由个别孤立对流系统组成。合体等都是由个别孤立对流系统组成。孤立对流系统有三种基本类型：孤立对流系统有三种基本类型：普通单体雷暴、多单体风暴与超级单体风暴。普通单体雷暴、多单体风暴与超级单体风暴。6中尺度孤立对流系统中尺度孤立对流系统1.1.普通单体雷暴普通单体雷暴 通常将一个强上升区（垂直速度通常将一个强上升区（垂直速度=10m/s=10m/s，水平范围十至数十千米，垂直伸展几乎达到整个水平范围十至数十千米，垂直伸展几乎达到整个对流层）称为一个对流层）称为一个对流单体对流单体。伴有强烈放电现象的对流系统称为伴有强烈放电现象

4、的对流系统称为雷暴雷暴；只有一个对流单体构成的雷暴系统叫做只有一个对流单体构成的雷暴系统叫做单单体雷暴体雷暴，亦即，亦即普通单体雷暴。普通单体雷暴。7中尺度孤立对流系统中尺度孤立对流系统单体雷暴的发展经历单体雷暴的发展经历塔状积云、成熟、消散塔状积云、成熟、消散三个三个阶段。阶段。每个阶段的主要特征的差异主要表现在每个阶段的主要特征的差异主要表现在云内的垂云内的垂直气流、温度和物态直气流、温度和物态等几个方面。等几个方面。雷暴系统一般随最低雷暴系统一般随最低5-8km 5-8km 高度的环境平均风移高度的环境平均风移动。伴随有阵风、阵雨、小雹等强天气现象，持动。伴随有阵风、阵雨、小雹等强天气现

5、象，持续时间一般比较短暂。续时间一般比较短暂。8中尺度孤立对流系统（中尺度孤立对流系统（1）9中尺度孤立对流系统中尺度孤立对流系统2.2.多单体雷暴多单体雷暴 多单体雷暴（多单体雷暴（muti-cell storm）是由一些处）是由一些处于不同发展阶段的生命期短暂的对流单体组成，于不同发展阶段的生命期短暂的对流单体组成，是具有统一环流的雷暴系统。是具有统一环流的雷暴系统。通常在风暴移动方向上辐合最强，从而促通常在风暴移动方向上辐合最强，从而促使沿阵风锋附近新的上升气流发展，然后每个新使沿阵风锋附近新的上升气流发展，然后每个新生对流单体又经历其自身的发展过程。生对流单体又经历其自身的发展过程。1

6、0中尺度孤立对流系统中尺度孤立对流系统多单体风暴中的单体呈现有组织的状态，这与新多单体风暴中的单体呈现有组织的状态，这与新单体仅出现在一定的方向上有关单体仅出现在一定的方向上有关，否则，便会呈，否则，便会呈现无组织的形态。现无组织的形态。在多单体风暴中，个别单体的传播可能有三种不在多单体风暴中，个别单体的传播可能有三种不同方式：同方式：1 1）个别单体向平均风左侧传播；）个别单体向平均风左侧传播；2 2）个别单体向平均风右侧传播；）个别单体向平均风右侧传播；3 3）个别单体随环境风移动。）个别单体随环境风移动。11多单体风暴（续）多单体风暴（续）当环境受强气流控制时，当环境受强气流控制时，风暴

7、运动取决于平流；风暴运动取决于平流；而当环境气流较弱时，而当环境气流较弱时，风暴运动取决于传播运风暴运动取决于传播运动。动。12中尺度孤立对流系统中尺度孤立对流系统3.超级单体风暴超级单体风暴 超级单体风暴（超级单体风暴（super-cell storm）是指直）是指直径达径达2040km 以上，生命期达数小时以上，即以上，生命期达数小时以上，即比普通的成熟单体雷暴更巨大、更持久、天气更比普通的成熟单体雷暴更巨大、更持久、天气更猛烈的单体强雷暴系统。猛烈的单体强雷暴系统。它具有近于稳定的、高度有组织的内部环它具有近于稳定的、高度有组织的内部环流（图流（图4.11）。并且连续地向前传播可达数百公

8、）。并且连续地向前传播可达数百公里。里。13中尺度孤立对流系统中尺度孤立对流系统超级单体的雷达观测：超级单体的雷达观测：1）在在RHI（距离（距离-高度显示器）上有穹窿（无高度显示器）上有穹窿（无或弱回波区）、前悬回波和回波墙等特征；或弱回波区）、前悬回波和回波墙等特征；2）在在PPI（平面位置显示器）上有（平面位置显示器）上有“钩钩”状回状回波（图波（图4.12）1415中尺度孤立对流系统中尺度孤立对流系统4.龙卷风暴龙卷风暴 产生龙卷的强风暴系统称为龙卷风暴（产生龙卷的强风暴系统称为龙卷风暴（tornadic storm），它的风暴云十分高大并有明显的旋转性，），它的风暴云十分高大并有明显

9、的旋转性，通常是一种超级单体风暴。通常是一种超级单体风暴。观测表明，一个龙卷风暴可能包含几个不同尺度观测表明，一个龙卷风暴可能包含几个不同尺度的涡旋。的涡旋。16超超级级单单体体风风暴：暴：龙龙卷卷17超级单体风暴：龙卷18超级单体风暴：龙卷19超级单体风 暴龙卷20中尺度孤立对流系统中尺度孤立对流系统5.下击暴流下击暴流 对流风暴发展成熟时，会产生很强的对流风暴发展成熟时，会产生很强的冷性冷性下沉气流下沉气流，到达地面时便形成风速达，到达地面时便形成风速达17.9m/s（8级）以上的灾害性大风。级）以上的灾害性大风。Fujita等将这种局等将这种局地强烈下沉外流气流称为下击暴流地强烈下沉外流

10、气流称为下击暴流（downburst）。）。下击暴流的雷达回波通常显示为下击暴流的雷达回波通常显示为钩状回波钩状回波和和弓状回波弓状回波。21中尺度孤立对流系统中尺度孤立对流系统Doswell等的研究指出，下击暴流一般产生在中等的研究指出，下击暴流一般产生在中等到强垂直风切变的环境条件下。等到强垂直风切变的环境条件下。产生下击暴流的对流风暴的产生下击暴流的对流风暴的种类较多种类较多，尺度变化尺度变化较大较大。强雷暴引起的灾害性大风的主要不同特征：强雷暴引起的灾害性大风的主要不同特征：龙卷风龙卷风高度辐合、旋转，影响相对狭窄；高度辐合、旋转，影响相对狭窄；下击暴流下击暴流高度辐散，风向沿直线或曲线前进；高度辐散，风向沿直线或曲线前进；直线风直线风阵风锋后发生的无辐散、直线吹的强风。阵风锋后发生的无辐散、直线吹的强风。22 End