第五章 天气现象
雷暴是积雨云云中、云间或云地之间产生的放电现象，表现为闪电兼有雷声、仅闻雷声而不见闪电或仅见闪电而不闻雷声。
雷暴总是和积雨云相联系的，它是积雨云强烈发展的结果。当大气或云中的电位差达到一定数值时，就产生火花放电，即观测到闪电，强大电流通过时，又使空气迅速膨胀产生巨大的响声，即雷声。因光速大于声速，因此实际观测时总是先见闪电后闻雷声。
观测雷暴时，不须判定强度。 （二）闪电
闪电是积雨云云中、云间或云地之间产生放电时伴随的电光，但不闻雷声。闪电是雷暴云中发生的重要放电过程，就闪电发生位置来讲，可以分为云内闪、云际闪（发生在云块之间）、云地闪（发生在云与地面间）和云空闪（发生在云与无云天空之间），其中云内和云际闪占主要部分，云地闪仅占六分之一左右，但其对大气平衡有重要影响，而且往往会给人类带来灾害。
根据闪电的形状又可以分为枝状、片状、球状等多种多样的形状。其中，以枝状闪电最为常见，很多形状的闪电往往只是枝状闪电的不同形式，因此，又可以只把闪电分为枝状闪电和球状闪电两种。
观测闪电时，不须判定强度。 二、雷暴的形成
雷暴的形成有多种原因，以普通雷暴为例，要形成雷暴应当具备以下三个必要条件：
（一）大量的不稳定能量
大气中不稳定能量储存越多，层次越厚，垂直运动越强烈，云伸展的高度越高，此时如果空气中的水汽充沛就会形成高大的雷暴云。
（二）充沛的水汽
如果没有充沛的水汽，即使发生了对流，也不可能产生高大的雷暴云。所以雷暴云多出现在水汽充沛的地区，在干旱的沙漠地区，雷暴是极其罕见的。
（三）足够的冲击力
大气中不稳定能量和水汽的存在只是具备了出现雷暴的可能，要使可能变成现实，还需要有促使空气上升到达自由对流高度以上的冲击力，这样，不稳定能量才能释放出来，上升气流才能猛烈地发展，形成雷暴云。大气中的冲击力有：锋面、地形抬升、地表受热不均以及气流辐合等。
如果大气中存在更强烈的对流性不稳定和强的垂直风切变，就会形成比普通雷暴更强、持续时间更长（几小时至十几小时）、水平尺度更大（几十千米）的强雷暴。
另外，从单个雷暴形成的物理现象看，雷暴既要放电就要求积雨云中应当有
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足够的电荷。一个发展完善的积雨云，其正负电荷的分布如图5-6所示。
图5－6 积雨云内电荷分布示意图
图中所示：在气温为-20℃的冻结高度以上是正电荷区，其下主要是负电荷区，底部的强烈下降气流区或大雨区，又有小范围的正电荷区，矢线表示云中的气流情况。
当积雨云集聚了足够的电荷，电场强度达到5000-30000伏特/厘米时，空气电离而出现一条耀眼火花形成的导电通路，以105米/秒的速度向符号相反的电荷中心前进会合，于是两种电荷中和，形成了有时高达20万安培的电流。这条导电通路发生的亮光可持续1秒钟，这就是闪电。
形成闪电时，狭长通路极为迅速而强烈的增温可达15000-20000℃，空气迅速膨胀，引起剧烈的增压而形成纵波，发出强烈的振动声，这就是雷声。
闪电和雷声几乎是同时发生的，但由于光速是30万公里／秒，比音速330米／秒要快约100万倍，所以总是先见闪电，后闻雷声。如果把闪电和雷声相隔时间（秒）乘上330（米），就可以大致求出雷电到观测者之间的距离。 三、雷暴的种类
雷暴出现在各种不同的天气系统中，如按天气系统划分雷暴的
种类，则有锋面雷暴、冷涡雷暴、空中槽和切变线雷暴、台风槽雷暴等。本节仅介绍锋面雷暴和冷涡雷暴。
（一）锋面雷暴
此种雷暴出现的次数最多，如石家庄地区大约有80 ％的雷暴是锋面雷暴。按锋型，锋面雷暴又可分为以下几种:
1、冷锋雷暴
由于我国冷空气活动频繁，冷锋几乎遍及全国，所以冷锋是形成雷暴的重要天气系统。
冷锋雷暴的特点是：强度大，许多个雷暴云沿锋线排列成行，组成一条宽几千米至几十千米，长几百千米的狭长雷暴带。
冷锋雷暴在昼间、夜间、陆地、海上都能出现，日变化较小，一般下午和前
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半夜较强，早晨减弱。它的移动速度快，每小时可达40–60 千米。
2、静止锋雷暴
此种雷暴多出现在我国长江以南地区，虽然没有冷锋雷暴那样强烈，但可以连续出现几天。它的特点是：后半夜产生，白天逐渐消失。这是因为静止锋上有广阔的层积云，白天低层空气增温少，气层比较稳定，而夜间云顶辐射冷却强，气层反而不稳定的缘故。
（二）冷涡雷暴
冷涡是指出现在空中（一般700hPa高度以上）的冷性低压。冷涡雷暴可分为北方冷涡雷暴和南方冷涡雷暴两种。
北方冷涡雷暴常出现在我国东北和华北地区。出现时，天气变化很突然，往往在短时间内可以从晴朗无云到雷声隆隆。此种雷暴有明显的日变化，一般多出现在午后和傍晚。
南方冷涡雷暴主要出现在我国西南地区。 四、雷暴的活动
（一）雷暴过境时的天气特征
雷暴经过一地时，地面气象要素会有剧烈的变化。图5－7 是一次强雷暴过境前后地面气象要素变化的清况。
1、气温
雷暴过境前，气温高，湿度大，天气闷热。雷暴来临，一阵下降的冷空气吹过，气温骤然降低，有时甚至降低10 ℃ 以上。雷暴过境或消失以后，气温逐渐恢复正常。
2、气压
雷暴在发展阶段，地面气压一直下降。到了成熟阶段，由于下降的冷空气影响，在雷暴云的下方形成一个浅薄的密度大、气压高的冷空气堆，称雷暴高压。在雷暴高压的后部有一个伴生的雷暴低压。它们伴随雷暴云一起移动，所到之地，地面气压突然上升，有时一分钟可上升3hPa，然后下降。雷暴过后，气压即恢复正常。
3、风
雷暴过境前，通常地面风很弱，风向指向雷暴云。当雷暴来临时，风速骤增，阵风风速可达10－30 米／秒，风向急转为相反方向，自雷暴云向外吹，这就是雷暴大风。它虽然维持不长（几分钟至十几分钟），但严重威胁着航空器起飞、着陆和地面设施的安全。
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图5－7 强雷暴过境前后地面气象要素的变化
4、降水
雷暴大风到达后几分钟，就会产生倾盆大雨，然后慢慢减小。雷暴过后，降水随之结束。降水量大小和降水时间的长短，取决于雷暴的强度、移速以及测站与雷暴的相对位置。雷暴降水以阵雨为最多，有时会有冰雹，偶有降雪的。
以上是强雷暴引起的地面气象要素变化的典型情况。一般说来，普通雷暴强度相对较弱，由它引起的气象要素的变化要小些。
（二）雷暴的移动与传播
雷暴从产生到消失的整个过程，都是不断移动着的。它的移动，主要受两个因素的作用：一是随风飘移；二是传播。普通雷暴的移动，主要受前者的影响；强雷暴的移动，主要受后者的影响。
所谓雷暴的传播，是指在原来雷暴的周围产生出新雷暴的现象。这是因为雷暴（尤其是强雷暴）中的低空外流与入流之间有相当强的辐合，触发产生出新雷暴的缘故。
江河、大湖泊以及山脉对雷暴移动的影响很大。白天，在江河湖泊水面上，由于近水面处空气较陆地冷，常有下降气流存在，雷暴移到那里就会减弱，甚至消失。观测表明，普通雷暴往往沿着大江大河移动，不易越过江面，故有“雷暴不过江”之说。强雷暴能越过江面，但强度也会削弱。夜间情况则相反，因近水面处空气较暖，气层较不稳定，雷暴经过时会有所加强。
当雷暴移近山脉时，一方面受地形强迫抬升使其强度有所增强，另一方面受地形阻档被迫绕着山脉移动，有时就在山区里打转，一旦移到有山口的地方才迅速移出。
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五、雷暴的出现和消失时间的判定
从第一次闻雷开始，不管本场是否观测到闪电或者降水，即应当确认为本场有雷暴。闻雷或观测到闪电的时刻，即为雷暴的出现时间。最后一次闻雷或观测到闪电，而且确认其后十分钟内没有再听到雷声或观测到闪电，就认为雷暴已经终止或已移出本场。最后一次闻雷或观测到闪电的时刻，即为雷暴的消失时间。发布 SPECI 报告时，应当以消失时间加10分钟为 SPECI 报告的时间。
例如：某站22 日 0511雷暴消失， 0521发布 SPECI 报，编报如下： SPECI ZBXX 220521Z ??
六、雷暴所在方向和去向判定
雷暴的所在方向和去向，应当根据雷暴相对于测站的方位和移动情况进行判定。
《民用航空气象地面观测规范》规定，当本场出现雷暴时，应当用 N 、 NE 、 E 、 SE 、 S 、 SW 、 W 、 NW 、 Z （天顶）等方位简字记录雷暴的出现、移动和消失方向。
第六节 风暴现象
风暴现象是指具有一定破坏力的强风现象。包括大风、飑、龙卷和尘卷风四种。
风暴现象不仅风力强大，风向往往突变，而且常伴有强烈的扰动气流。对飞机的起降和地面设施危害极大，一经发现，应当判定其种别，注意其强度、移动情况和持续时间。 一、风暴种别的判定
值班观测员应当根据风力的大小和空气旋转运动的情况来判定风暴的种别。 （一）大风（GA）—瞬间风速≥17米／秒（或目测估计风力≥８级）的风。它常出现在冷空气猛烈南下，台风侵袭或雷暴来临的时候。
（二）飑（SQ）—突然发生的持续时间短促的强风。常伴随雷雨出现。出现时常伴有风向突变、气温剧降、气压急升等现象。飑是一种天气系统的活动，它的产生与强冷锋过境或积雨云强烈发展有关。
判定标准是：瞬时风速突然增加８米／秒或以上且至少维持１分钟，然后突然减小，而且维持时间内瞬时风速不小于11米／秒（当风速达到大风标准时，纪要栏还应当加记大风现象）。
（三）龙卷（FC）—又称漏斗云。一种强烈的旋风现象，表现为云柱或漏斗状云，发生在陆地上的称陆龙卷，发生在海面上的称海龙卷或称水龙卷。它是从
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