视频地理 | 什么是强对流天气?

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文字解读

强对流天气是指出现短时强降水、雷雨大风、龙卷风、冰雹和飑线等现象的灾害性天气,它发生在对流云系或单体对流云块中,在气象上属于中小尺度天气系统。

强对气流天气发生的空间尺度小,一般水平范围大约在十几公里至二三百公里,有的水平范围只有几十米至十几公里。其生命史短暂并带有明显突发性,约一小时至十几小时,较短的仅有几分钟至一小时。

强对流天气是气象学上所指的发生突然、移动迅速、天气剧烈、破坏力强的灾害性天气,主要有雷雨大风、冰雹、龙卷风、局部强降雨等。强对流天气发生于中小尺度天气系统,空间尺度小,一般水平范围大约在十几公里至二三百公里,水平尺度一般小于200公里,有的水平范围只有几十米至十几公里。其生命史短暂并带有明显的突发性,约为一小时至十几小时,较短的仅有几分钟至一小时。它常发生在对流云系或单体对流云块中。强对流天气来临时,经常伴随着电闪雷鸣、风大雨急等恶劣天气,致使房屋倒毁,庄稼树木受到摧残,电信交通受损,甚至造成人员伤亡等。

强对流其实是空气强烈的垂直运动而导致出的天气现象。最典型的就是夏季午后的强对流天气:白天地面不断吸收太阳发出的短波辐射,温度上升,并且放出长波辐射加热大气。当近地面的空气从地球表面接受到足够的热量,就会膨胀,密度减小,这时大气处于不稳定的状态。这就像水缸里的油和水一样,当密度较小的油处于水缸底部,而水处于上部时,一定会产生强烈的上升运动,最终油会浮到水面上。同理,近地面较热的空气在浮力作用下上升,并形成一个上升的湿热空气流。当上升到一定高度时,由于气温下降,空气中包含的水蒸气就会凝结成水滴。当水滴下降时,又被更强烈的上升气流携升,如此反复不断,小水点开始积集成大水滴,直至高空气流无力支持其重量,最后下降成雨。这也是为什么夏天雷雨不像春雨那样细雨绵绵,水滴较大的原因。

气象上所谓飑,是指突然发生的风向突变,风力突增的强风现象。而飑线是指风向和风力发生剧烈变动的天气变化带,沿着飑线可出现雷暴、暴雨、大风、冰雹和龙卷等剧烈的天气现象,它是一条雷暴或积雨云带。

飑线是受起伏地形和热力分布不均而产生的动力作用和热力作用的综合结果。它的形成和发展除与天气形势有密切关系外,地方性条件也起着极其重要的作用。它常出现在雷雨云到来之前或冷锋之前,春、夏季节的积雨云里最易发生。潮湿不稳定气层能助长飑线的强烈发展。当它即将出现时,天气闷热,风向很乱或多偏南风。当强冷空气入侵时,地面冷锋前部的暖气团中,或低压槽附近,大气存在不稳定层结,此时最易形成飑线天气。飑线多发生在傍晚至夜间。

试题链接

(2011·全国高考真题)    一般情况下空气的密度与气温,空气中的水汽含量呈负相关。下图示意北半球中纬某区域的地形和8小时气温状况剖面,高空自西向东的气流速均20千米/时。据此完成下列各题
1.此时甲乙丙三地的大气垂直状况相比较
A.甲地比乙地稳定B.乙地对流最旺盛
C.乙地比丙地稳定D.丙地最稳定
2.正午前后
A.甲地气温上升最快B.乙地可能出现强对流天气
C.丙地刮起东北风D.甲地出现强劲的偏南风
3.该区域可能位于
A.黄土高原B.内蒙古高原
C.华北平原D.东南丘陵
(2015·陕西西安市·高三期中)下图是某兴趣小组成员在11月份在某地测得某天到达地面的太阳辐射日变化,读图完成下列问题。
4.该日,该地最有可能出现的天气状况是
A.暖锋降水天气B.晴朗天气
C.强对流天气D.强台风天气
5.该地最有可能位于
A.南美洲南部B.非洲南部
C.亚洲南部D.欧洲南部
(2019·云南省玉溪第一中学高一期末)    雷暴和闪电是强对流天气中常见的自然现象,下图为我国某城市多年平均的“月均雷暴日数”和“一天内闪电相对频数(以平均值100为标准)”图。读图完成下面小题。
6.该城市的雷暴和闪电多出现在
A.春季的夜晚B.夏季的午后
C.秋季的凌晨D.冬季的傍晚
7.影响雷暴和闪电形成的主要因素是
A.昼夜温差B.水平气压差
C.垂直气压差D.空气湿度
(2020·福建漳州市·高三一模)    雷暴天气是常发生于热带或温带地区的局地强对流天气。雷暴天气发生时伴随雷击、强风和显著的降水。雷暴天气的形成要具备充足的水汽条件和剧烈的对流运动。
据此完成下列各题。
8.我国雷暴天气频率最高的地区是
A.云南南部B.藏北高原
C.东北平原D.塔里木盆地
9.一天中雷暴天气最常出现的时间为
A.9:00B.14:00C.18:00D.21:00
(2020·山西省榆社中学高三月考)    2020年8月13日,山东省上空出现西南-东北走向的强对流云系,并发展形成飑线系统,飑线所过之处带来雷需电、短时强降水以及7到8级的阵风。山东博山1小时阵水量超40毫米。飑线是指范围小、生命史短、气压和风发生突变的狭窄强对流天气带。它来临时会出现风向突变、风力急增、气压猛升、气温骤降等强天气现象,有气象记录显示夏季午后该天气系统经过大型湖面时,强度会减弱。据此完成下面小题。
10.根据材料推测,山东博山8月12日的天气特点最可能是(   )
A.高温、高湿B.低温、干燥
C.高温、干燥D.低温、湿润
11.下列关于'飑线'天气的描述,正确的是(   )
A.飑线常常与暖锋相伴发生
B.飑线通常形成于热气团的边缘
C.飑线前方多为强劲的偏北风
D.飑线降水都发生在前方
12.'飑线'天气系统过境大型湖面,其强度减弱的主要原因是(   )
A.湖面摩擦力小B.空气对流减弱
C.水汽得到补充D.热量得到加强
13.(2014·江西高三二模)(10分)(自然灾害与防治)
材料一:强对流天气发生于中小尺度天气系统,空间尺度小,一般水平范围大约在十几公里至二三百公里,有的水平范围只有几十米至十几公里。其生命史短暂并带有明显的突发性,约为一小时至十几小时,较短的仅有几分钟至一小时。
材料二:来自广东省民政厅的数据称,截止到2014年3月31日17时,强降雨和风雹灾害已造成该省11人死亡、3人失踪、14人因灾伤病。且房屋倒毁,庄稼树木受到摧残,电信交通受损严重。
(1)试叙述广东省强对流天气在春季多发可能的原因。(6分)
(2)试推断广东省强对流天气会带来哪些次生灾害。(4分)
14.(2015·福建三明市·高三一模)(选修5——自然灾害与防治)
冰雹是在气流强烈升降条件下发生的一种固体降水现象,其颗粒大小一般为5~50mm。2013年3月19日至24日,福建省多地出现冰雹、雷雨大风和短时强降水等强对流天气。据福建省民政厅26日透露,截至25日9时统计,福建直接经济损失达3.1亿元人民币。下图是冰雹形成示意图,读图回答下列问题。
(1)据图说明冰雹的形成过程。(6分)
(2)简述冰雹带来的危害,并提出防御措施。(9分)
参考答案
1.D  2.B  3.D
【分析】
1.从大气垂直状况分析三地大气的稳定性。大气稳定度指近地层大气作垂直运动的强弱程度。从等温线分布来看,三地都是上冷下热,空气易出现对流运动。但对流的旺盛程度主要取决于相同高度范围内的温差大小,因甲地上空等温线密集,故温差最大,对流最旺盛。对于乙地和丙地,温差接近,大气的稳定性主要看空气密度,密度越大越稳定。根据“空气的密度与气温、空气中的水汽含量呈负相关”,因乙地有面积较大的湖泊,故空气中的水汽含量大,因此空气的密度乙地小于丙地,故相比之下,丙地大气更稳定。选D。
2.首先要抓住题目中的时间信息“正午前后”,与题图对应的“8时气温状况”,有一个时间差(4小时),材料中有一大气运动信息“高空自西向东的气流速度约20千米/小时”,读图发现,甲乙两地距离大约是80千米,甲处的气流状况经过4小时后刚好向西传递乙处。即图示8时气温分布整体沿横轴向东平移80千米。8时甲处对流最旺盛,4小时后乙地可能出现强对流天气。选B。
3.定位该地形区主要根据海拔,该区域海拔在200~500米之间,为丘陵,故为东南丘陵;黄土高原(海拔为1000~2000米)、内蒙古高原(海拔为1000~1500米)海拔都高于500米;华北平原海拔在200米以下。本题的误区在于部分考生认为东南丘陵在北纬30°以南,而华北平原正好位于中纬地区,但是东南丘陵包括三部分:江南丘陵、两广丘陵、东南沿海丘陵,江南丘陵正好位于“北半球中纬”。选D。
4.C   5.B
【分析】
4.影响到达地面太阳辐射的因素主要有太阳高度角和大气透明状况。根据图中太阳辐射日变化分析,在北京时间18点前后,太阳辐射明显减少,其余时间太阳辐射日变化正常,与太阳高度角的变化基本一致,说明北京时间18点前后有一次短时间降水过程,降水历时很短,只有2个小时左右,符合强对流天气特征,其他两种降水天气系统活动时间较长。故选C。
5.根据该地太阳辐射日变化分析,当地日出时间为北京时间11:30,日落时间为北京时间1:30左右,昼长约14小时(日落时间减去日出时间:25:30-11:30=14),因11月昼长夜短所以该地在南半球;据昼长约14小时可知当地日出地方时为5:00,与北京时间11:30差6:30,可算出其经度约为22.50E,应在非洲南部。故选B。
6.B    7.C
【解析】
6.从图中可以看出,该城市雷暴时间夏半年多于冬半年,闪电时间白天多于夜晚,因为夏半年比冬半年,白天比夜晚气温高,空气对流旺盛,更容易发生雷暴和闪电,所以B正确。
7.雷暴和闪电是强对流天气中常见的自然现象,雷暴时间夏半年多于冬半年,闪电时间白天多于夜晚,影响雷暴和闪电形成的主要因素是垂直气温差,所以C正确。
8.A   9.B
【分析】
8.我国雷暴天气频率最高的地区应是我国热带或温带地区范围最广、强对流天气最多的地区。结合我国降水的分布规律及四个选项所在的地区,我国云南南部纬度最低、水汽最充足,空气对流强烈,出现雷暴频率最高,故A选项正确。BCD错误。故选A。
9.一天中,14:00前后气温最高,对流运动最显著,最易出现雷暴天气,故B选项正确。ACD错误。故选B。
10.A   11.B    12.B
【分析】
10.结合题干可知8月13日,山东省上空出现西南-东北走向的强对流云系,并发展形成飑线系统。这表明8月12日应该受暖湿空气控制,气温较高,空气中水汽较为丰富,空气对流运动旺盛,为8月13日的强对流云系发展提供了基础条件。A正确,BCD错误。故选A。
11.结合题干材料可知强对流云系发展形成了飑线系统,因此'飑线'是空气的对流运动形成的,且伴随着风向突变、风力急增、气压猛升、气温骤降等强天气现象,明显是冷锋的天气特征而不是与暖锋相伴发生,A错误;飑线和空气的强对流运动相伴发生,天气巨变,应形成于热气团的边缘,B正确;飑线来临时会出现风向突变,因此飑线前方多为强劲的偏北风是错误的,C排除;它来临时会出现风向突变、风力急增、气压猛升、气温骤降等强天气现象,这是类似冷锋过境的天气变化,降水主要集中在锋后,所以飑线降水都发生在前方是错误。故选B。
12.'飑线'天气系统过境大型湖面,此时湖面温度较低,空气对流运动较弱,热量补充减少,'飑线'天气系统势力逐渐减弱,B正确。湖面摩擦力小、水汽得到补充、热量得到加强会使的天气系统势力加强,不符合题意,ACD错误。故选B。
【拓展】
什么是飑线?飑线有时亦称线飑。是指带状的雷暴群所构成的风向、风速突变的一种中至小尺度的强对流天气,通常伴随或先于冷锋出现。其破坏性很强大。飑线的产生多是由于冷空气行进至暖湿地区时造成了上冷下暖的格局,使对流层上下热力结构不同,产生高强度的强对流天气。飑线上的雷暴通常是由若干个雷暴单体组成的,因此可以产生剧烈的天气变化。飑线过境时的典型现象为风向突变、风速快速增加、气压骤然上升以及气温急剧变化,全盛阶段平均风力在10级以上,阵风超过12级。同时也可能伴有雷暴、暴雨、冰雹、强力的直线风、龙卷风和海龙卷风。飑线通常具有典型的弓状特征,并伴随强力的直线风。在夏季时弓形回波可能会发展为超强对流风暴,并以极高的速度通过大范围区域。飑线的水平范围很小,长度通常只有150-300公里,宽度仅半公里到几十公里,高度也只有3公里左右。其维持时间一般为4-10个小时。
13.(1) 春季频繁南下的冷空气(2分),与南方的暖湿气团碰撞(2分);或者午后升温快,会产生强烈的对流上升运动(2分)而导致出现强对流天气。
(2)局部强降水引发洪涝(2分)雷电、冰雹和龙卷风等(2分);滑坡、泥石流等自然灾害;(2分)(任答两点给四分)
【解析】
(1)春季气温回升快,特别是午后升温更快,近地面空气受热,会产生强烈的上升运动;且春季北方冷空气频繁南下,与北上的暖湿气流相遇,空气被抬升,也形成空气的上升运动,所以广东省强对流天气在春季多发。
(2)强对流天气伴随大气的强烈上升,大气强烈上升降温,出现雷电、冰雹、暴雨、龙卷风等,局部的暴雨引发洪涝灾害、滑坡、泥石流等灾害。
考点:自然灾害。
14.(1)水汽随气流上升遇冷凝结成小水滴,达到摄氏零度以下时,水滴就凝结成冰粒(2分);在它上升运动过程中,并会吸附其周围小冰粒或水滴而长大,当其重量无法为上升气流所承载时即下落(2分);遇上升气流再次被抬升,体积又增大,如此反复进行,其体积越来越大,直到下落至地面形成冰雹(2分)。(6分,言之有理酌情给分)
(2)危害:毁坏农作物,击伤人畜,损坏汽车等,甚至砸坏建筑物。(3分)措施:加强宣传教育,提高人们防灾减灾意识;加强对冰雹天气的监测与预报;做好人工防雹措施,在室内躲避等。(6分)
【解析】
(1)阅读图中给出的冰雹形成过程示意图,运用地理专业术语准确描述其过程及原理,如冰晶的形成、增大、降落过程。水汽随气流上升遇冷凝结成小水滴,达到摄氏零度以下时,水滴就凝结成冰粒;在它上升运动过程中,并会吸附其周围小冰粒或水滴而长大,当其重量无法为上升气流所承载时即下落;遇上升气流再次被抬升,体积又增大,如此反复进行,其体积越来越大,直到下落至地面形成冰雹。
(2)冰雹对农业生产、建筑物、人员生命安全均可造成威胁。预防冰雹灾害主要通过加强灾害的天气监测及预报,做好人工防雹,进行防灾宣传等手段。危害:毁坏农作物,击伤人畜,损坏汽车等,甚至砸坏建筑物。措施:加强宣传教育,提高人们防灾减灾意识;加强对冰雹天气的监测与预报;做好人工防雹措施,在室内躲避等。
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