雷暴类型

谁不知道雷暴？即使您从未亲身经历过，您也很可能知道它的存在。雷暴正如其名，是一种伴随雷声的风暴。雷暴的主要特征是强风、通常伴有大雨、闪电和雷声。

根据雷暴形成期间风的条件，结果可以是以下 4 种类型之一：单体、多体、飑线和超级单体。让我们详细研究一下所有类型的雷暴，以更好地理解这一现象。

单体雷暴

这种类型的雷暴也称为气团雷暴，用于描述具有单一上升气流的雷暴。在许多温带夏季，您经常会遇到典型的雷暴。这些单体风暴通常持续 20 到 30 分钟，并且倾向于在寒冷、不稳定的空气中形成，这种空气通常发生在冷锋过境后，冬季冷锋越过海洋。

有时，这些雷暴单体独立形成。当发生一次风暴时，它可能会产生一个“流出边界”，从而触发新风暴的形成。然而，这些孤立的风暴危害不大，通常只是温和的，并由局地大气条件引起。

当这些风暴引起短暂的恶劣天气条件时，它们就被称为脉冲强风暴。这类风暴具有高度的挥发性，并且在不同的时间和地点发生，使其难以预测。

多体雷暴

这是所有类型中形成最普遍的雷暴。它们也称为多体风暴或多体集群。它们由一系列风暴组成，消散中的雷暴形成在下风侧，而成熟的雷暴形成在风暴集群的中心。多体集群可以持续数小时。

虽然，在典型情况下，集群中的单个单体最多只能持续几分钟（约 20 分钟）。多体雷暴形成的主要原因是上升气流出现在山脉附近或线性天气边界处或从那里产生。多体雷暴比单体雷暴更具破坏性和威力，可能导致中等程度的冰雹、洪水或弱龙卷风的形成。

然而，尽管多体雷暴具有破坏性，但其威力与大规模的超级单体雷暴相比则相形见绌。关于多体雷暴的最后一个重要提示是，它们可以进一步发展形成飑线。

飑线

飑线也称为多体线。它是由许多严重雷暴组成的长线，通常由冷锋引起。它们也可以由多体雷暴的发展形成。飑线具有很高的降水、冰雹量，并且比较弱的雷暴具有更多的闪电。

此外，飑线中的风很强，通常呈直线状，飑线也可能包含一个或多个龙卷风以及龙卷水柱。强风沿固定方向吹，方向由飑线的形状和方向决定。

当飑线呈弓形回波时，弓形曲线最大的区域是直线风最强的区域。如果存在 LEWP（线性回波波形），则其波形沿线可能形成龙卷风，前提是存在中尺度低压区。

超级单体雷暴

超级单体是大型和强烈的雷暴。它们是准稳态风暴，通常在某个区域存在随高度变化的風切变时形成，并具有明显的上升气流和下沉气流以及中尺度气旋。超级单体雷暴中的上升气流很强，有时甚至可以穿透对流层低层，宽度可达约 24 公里。

在这类雷暴中，恶劣天气非常普遍，90% 的超级单体都会发生恶劣天气。因此，在这些雷暴中形成的任何龙卷风都极具破坏性，冰雹的尺寸更大，强烈的直线风速可达更高（约 130 公里/小时），并且可能导致快速洪水，尤其是在低洼地区。

这些是威力最强的雷暴类型，对公众、财产以及野生动物都具有高度破坏性。研究人员已得出结论，大多数龙卷风都是此类雷暴的结果。

雷暴的次级类型

上一节讨论了四种主要的雷暴类型。然而，在某些来源中可能会使用一些次级分类。这些次级类型是“强雷暴”、“中尺度对流系统 (MCS)”，这是一个更通用的术语，进一步包括另外两种分类——“中尺度对流复合体 (MCC)”和“中尺度对流涡旋 (MCV)”。

强雷暴

这种分类主要在美国使用，当雷暴的强直线风速达到 93 公里/小时的阈值，冰雹直径为 1 英寸或更大，并发生龙卷风时。具体到加拿大，2 小时降雨量 50 毫米或 3 小时降雨量 75 毫米是用于确定雷暴是否被视为“强”的另一个阈值。

中尺度对流系统 (MCS)

MCS 是一个由多个雷暴组成的复合体，其尺度大于一个雷暴但小于波动气旋。它们被定义为在某一方向上长度约为 100 公里或更多，并且可以具有线性形状和圆形形状。

这些通常可以持续数小时。MSC 可能包含或不包含其他几种恶劣天气现象，例如热带气旋、飑线或中尺度对流复合体 (MCC)。它们通常在天气锋附近形成，然后进入具有 1000-500 mb 厚度扩张或辐散的区域。

这种厚度辐散指的是大气低层和中层之间的温差变缓或变宽的区域。结果，这些雷暴通常被引导进入温带气旋的较暖部分。

更具体地说，它们被吸引到这些大尺度风暴系统的暖区或沿暖锋向赤道方向（即朝向赤道）移动。这种运动很大程度上受到这些区域中起作用的大气动力学的影响。

中尺度对流复合体：这些与中尺度对流系统相当相似。然而，通过卫星红外图像可以观察到它们的一些明显区别。它们尺寸相当大，但高度不超过对流层上层。将一个雷暴视为 MCC 的尺寸定义是

• 100,000 平方公里顶部云面积，温度为 -32°C 或更低。
• 50,000 平方公里顶部云面积，温度为 -52°C 或更低。
• 必须满足这两个条件中的任何一个，然后保持数小时（最少 6 小时）。
• 最大范围时，离心率必须为 0.7。

MCC 的形成

MCC 形成的主要方式是飑线不断增长，添加更多雷暴，直到满足 MCC 的标准。

1. 低层急流： MCC（中尺度对流复合体）倾向于在特定的气象条件下发展。关键因素之一是存在强大的南向低层急流，它将来自南方的暖空气带入 MCC 形成区域。这个过程被称为暖空气平流。此外，这种急流还将大量水分输送到该地区，从而提高了相对湿度，使空气更容易形成这些复合体。
2. 辐合和辐散的作用：有利于 MCC 形成的另一个重要环境因素是地表附近的空气辐合。这意味着空气在低层汇聚，迫使空气上升。在高层，存在相应的空气辐散，空气流向外扩散。这种垂直运动，即空气在地表辐合并在高空辐散，对于维持 MCC 所特征的强烈雷暴至关重要。

MCC（中尺度对流复合体）由三个不同的层次组成，每个层次都表现出独特的特征。

1. 低层：这一层最接近地表。在这里，MCC 的特征是高压，这是由于降雨蒸发导致空气冷却所致。这个过程形成了所谓的“冷池”。此外，前沿还有一个流出边界，通常称为中尺度冷锋，表示冷空气扩散的过渡区。
2. 中层：这一层位于对流层中部，具有逆时针旋转（在北半球）的低压系统。这个低压区与其周围环境相比相对温暖，因此被指定为“暖核心”。这个暖核心有助于 MCC 在与冷空气团相互作用时的稳定和维持。中层所表现出的低压区也被证明是热带气旋形成的原因。反之亦然，尽管相比之下它是一个非常罕见的情况。
3. 高层：这一层存在于对流层的高层。尽管该层的具体特征未在摘录中详细说明，但它通常涉及影响 MCC 整体结构和行为的高层动力学。高层也存在顺时针旋转（在北半球）的反气旋高压风。在气压也较高与附近环境温度相比的区域，温度较低。

中尺度对流涡旋

• 中尺度涡：在谈论中尺度对流涡旋之前，了解什么是中尺度涡很重要。在准线性对流系统，如飑线或超级单体或其他类似的雷暴期间，可能会出现一些旋转天气特征。
• 中尺度涡是一种类似的旋转特征，非常强烈但被认为是小尺度特征。根据各种因素，例如周围条件及其父雷暴系统的规模，其直径可能小至一英里或更小，或者大至十英里或更大。

回忆上一节涵盖中尺度对流复合体的层次。MCS 的中层是中尺度对流涡旋发展和持续的主要区域。在中尺度对流系统中中层存在的气旋环流称为中尺度对流涡旋。

中尺度对流涡旋，或 MCV，被定义为一种小尺度天气现象，其特征是较大的中尺度对流系统 (MCS) 内的局部低压区域。这个低压中心，也称为中尺度低压，导致风向内螺旋，形成涡旋模式。

尽管对天气有显著影响，但 MCV 的紧凑尺寸使其在常规地表天气观测中很容易被忽略。中尺度对流涡旋的核心通常仅跨度为 30 到 60 英里（48 到 97 公里），深度为 1 到 3 英里（1.6 到 4.8 公里）。然而，这并不意味着它们完全不被发现。

检测

1. 雷达和卫星技术：通常，这些中尺度特征是通过雷达和卫星技术识别的。WSR-88D 雷达以其高分辨率和灵敏度而闻名，其先进的功能在检测它们方面发挥着至关重要的作用。
2. 地表分析和中尺度网络：应注意的是，随着中尺度网络（为观测和研究各种区域发生的气象现象而建立的网络，同时允许各种气象站连接在一起并提供详细的地表数据）的发展和实施，现在可以通过常规的地表分析来观测中尺度对流涡旋等特征。地表观测与传统雷达和卫星方法相结合，增强了监测和理解中尺度现象的能力。

气候学影响

MCV 以能够比其父中尺度对流系统持续更长时间而闻名。中尺度对流系统可能会随着时间的推移而消散结束，但会在其后留下一个中尺度对流涡旋，该涡旋可能诱发新的雷暴发展。中尺度对流涡旋通常可以持续 10 到 12 小时以上。

MCV 能够引起新的雷暴爆发的主要原因是，在父 MCS 消散后留下的中尺度对流涡旋，可以导致一个搅动区域，或者换句话说，一个对流活动比常规区域更旺盛的区域。这反过来可能导致新的雷暴形成。

此外，留下的低层阵风（或中尺度边界，或流出边界）可能导致汇聚区域的形成，两个不同的流出相遇以及该区域的涡度场。这些可以直接影响新雷暴的形成过程以及形成的雷暴的规模。