雷暴回波
雷暴回波是指雷暴云产生的雷达回波,是一种比较强烈的对流性回波。水平尺度和垂直尺度约十公里或以上。
基本信息
- 中文名
雷暴回波
- 外文名
thunderstorm echoes
- 学科
天气学
- 定义
雷暴云产生的雷达回波
- 实质
强烈的对流性回波
雷暴
一般来说,一个对流单体就是一个强的气流上升区。该气流上升区的垂直速度≥10 m/s,水平尺度从十千米到几十千米不等,垂直伸展可以达到对流层顶。
由对流单体构成的雷暴系统,简称雷暴。雷暴常常发生在积雨云中,并伴有雷击和闪电等天气现象,不同的雷暴所伴随的天气现象激烈程度差别很大。通常把伴有闪电、雷鸣、阵风、阵雨的对流系统称为“普通雷暴”或“雷暴”;而把伴有暴雨、大风、冰雹、龙卷等严重灾害性天气现象的强对流系统叫做“强雷暴”或“对流风暴”。普通雷暴和强雷暴只在天气现象的强度上有所差别,其他没有本质的区别。
强雷暴的回波特征
强雷暴可以由一个对流单体组成,也可以由多个对流单体组成。按照其强度分类,可以分为普通单体雷暴、多单体风暴,超级单体风暴三类。其中超级单体风暴的强度最大,带来的灾害性天气也最强。人们发现,超级单体风暴区别于其他类型风暴的主要动力学特征是它总是伴随着一个持久而深厚的中气旋。
大量观测事实表明,强雷暴云的回波结构常出现以下特征:
回波强度
通常可达50 dBz甚至更强。这是由于雷暴云中含水量丰富,且上升气流较强,含水量累积区含有大量的过冷却水和冰粒子等,这些粒子产生的反射率因子较大,因而回波强度很强。强雷暴的雷达回波强度相对于同一地区、同一季节出现的普通积雨云较大,其中超级单体风暴的雷达回波强度是所有对流云中最强的。
雷达回波顶
通常所说的回波顶高度,是指雷暴云上部30 dBz回波强度所在的高度。由于雷暴云的发展过程中具有较强的上升气流,上升气流携带大量的水汽向上运动,水汽到达一定高度处聚集凝结,强上升气流继续带着凝结的大粒子向上运动,在高处出现强回波,因此回波顶向上延展得很高。雷暴云的回波顶高度一般在10 km以上,个别强雷暴回波顶高可达到20 km,远远高于普通对流云。大量的观测和研究表明,回波顶高相对于低层反射率因子的位置可以很好地指示对流风暴的强弱。
强回波中心
雷暴云中的大量水汽被强上升气流抬升到0℃层以上的高度,形成冰粒子和过冷却水滴。这些降水粒子在雷暴云中反复上升下降,循环增长,汇聚成强的水分累积区,雷达反射率因子很大,因此,在雷暴的垂直剖面上可以看到强回波中心。
云顶上冲
云体内部的强烈上升气流使云顶出现部分隆起,称为云顶上冲。通常,出现云顶上冲表明此时雷暴处于发展阶段,上升气流强盛;当雷暴云顶表现为庞大而平滑的圆顶状时,说明云中上升气流变化不明显,雷暴处于成熟稳定状态。
云砧
雷暴云上部呈现宽大而伸展的云砧。在雷暴云发展成熟之后,雷暴云顶达到对流层顶不能再向上发展,云的中上部气流便向四周辐散,由于环境风场的作用,形成向雷暴云的移动方向伸展的云砧。云砧通常可伸展达50~1 50 km,甚至更远。云砧中没有降水产生。
回波墙
在云体下层降水区与回波区之间,回波区强度梯度大,界面陡立。构成“回波墙”。通常降水发生在回波墙附近。
回波墙出现在雷暴云成熟阶段,雷暴云中上升气流和下沉气流相互作用使得降水粒子循环增长,形成大冰雹,当上升气流支撑不住冰雹粒子时,地面就会出现冰雹天气。在冰雹降落的区域,由于冰雹集中降落,并且冰雹的反射率因子很大,周围的上升气流较强,回波区强度梯度增强,因而形成了垂直方向的特强回波区,即回波墙。