1 大风

1.1 大风的定义

　　风即空气的流动现象，气象学中常指空气相对于地面的水平运动，它是一个同时具有大小和方向的量，用风向和风速（或风力）表示。

　　当瞬时风速≥17.2米/秒，即风力达到8级以上时，就称作大风。

　　8级以上的大风对航运、高空作业等威胁很大。台风、冷空气影响和强对流天气发生时均可出现大风。

　　大风可掀翻船只、拔起大树、吹落果实、折断电杆、毁坏房屋和车辆，还能引起沿海的风暴潮，助长火灾等。

1.2 产生大风的天气系统

　　在我国，引起灾害的大风常由气旋、冷空气、雷暴、飑线、龙卷等天气系统的活动所致。

　　气旋

　　气旋是中心气压比四周低的水平漩涡，一般也称作低压。在北半球，气旋区域内空气作逆时针方向流动，在南半球则相反。由于气旋的中心气压较四周低，因此，气流从四面八方向中心涌入，引起大风。不断向中心汇聚的气流导致了上升运动，气流升至高空又向四周流出，促使低层大气不断地从四周向中心流入。因为在气旋中心是垂直上升气流，所以气旋过境时，中心地区云量增多，常见阴雨天气。

　　我国全年都受温带气旋的影响，而夏秋季影响我国东南沿海地区的台风是热带气旋强烈发展的一种特殊形式。

　　气旋中气流的垂直运动示意图（左）和北半球气旋底层水平运动示意图（右）

　　冷空气

　　冷空气南下时，冷气团起主导作用，推动暖气团向南移动。冷气团和暖气团的交界面就是冷锋。冷锋就是大家常常提到的冷空气前锋，它是南下冷空气的先头部队，是影响中国的最常见的天气系统。由于锋面两侧存在较大的气压差，会造成大风天气。冷锋过境时，气压陡升、气温骤降，风向顺转。冷锋过境后，气温下降，气压上升，天气多转晴好。

　　雷暴

　　雷暴是伴有雷电、阵性降水、大风的天气，它产生在发展强烈的积雨云中。雷暴产生的大风具有明显的日变化，且历时短，多出现于午后气温上升最高的时候，一般历时数分钟至数十分钟，风区范围也较小，风向随积雨云底的移动而变化。

　　飑线

　　飑线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。雷暴群宽度由不及一千米至几千米，最宽至几十千米，长度一般由几十千米至几百千米，维持时间由几小时至十几小时。飑线出现非常突然。飑线过境时，风向突变，气压涌升、气温急降，狂风、雨雹交加，能造成严重的灾害。飑线前天气较好，多偏南风，飑线后转偏西或偏北风，天气变坏，降水区多在飑线后。飑线后的风速一般为每秒十几米，强时可超过40米/秒。

　　龙卷

　　龙卷是从积雨云中伸下的猛烈旋转的漏斗状云柱，它有时稍伸即隐，有时悬挂空中或触及地面。龙卷的尺度很小，中心气压很低，造成很大的水平气压梯度，从而导致强烈的风速，一般估计为50~150米/秒，最大可达200米/秒。龙卷的破坏性极强，其经过的地方，常会发生拔起大树、掀 翻车辆、摧毁建筑物等现象，甚至把人卷走。

2. 雷暴

2.1 雷暴概述

　　雷暴是伴有雷击和闪电的局地对流性天气。它必定产生在强烈的积雨云中，因此常伴有强烈的阵雨或暴雨，有时伴有冰雹和龙卷。形成雷暴的积雨云发展旺盛，云的上部常有冰晶。冰晶的凇附、水滴的破碎以及空气对流等过程，使云中产生电荷。

　　云中电荷的分布很复杂，但总的说来，云的上部以正电荷为主，云的中、下部以负电荷为主，云的下部前方的强烈上升气流中还有一范围小的正电区。因此，云的上、下部之间形成一个电位差，当电位差大到一定程度后，就产生放电，这就是平常所见的闪电现象。

　　放电过程中，闪道中的温度骤增，使空气体积急剧膨胀，从而产生冲击波，导致强烈的雷鸣。由于云中的电荷分布极为复杂，所以有各种各样的闪电现象，如枝状闪电、球状闪电、串珠状山地、叉状闪电等。当云层很低时，有时可形成云地间放电，这就是雷击。

　　因此，雷暴是大气不稳定状况的产物，是积雨云及其伴生的各种强烈天气的总称。

　　雷暴的持续时间一般较短，单个雷暴的生命史一般不超过2小时。我国雷暴是南方多于北方，山区多于平原。多出现在夏季，其次是春季和秋季，冬季只在我国南方偶有出现。雷暴出现的时间多在下午。夜间因云顶辐射冷却，使云层内的温度层结变得不稳定，也可引起雷暴，称为夜雷暴。

2.2 雷暴的形成

　　雷暴的发展始于温暖、潮湿及不稳定的空气向上抬升。空气上升的原因很多，如地面受太阳照射加热、在低压槽附近、两股不同的气流汇聚、气流碰上高山而爬升等。

　　当潮湿空气上升时，空气中的水分便会遇冷凝结而成为云。随着气流继续上升，云层亦发展得越来越高，云中的水珠也会不断增长。达到高空时温度会很低，冰粒也会在云中形成。当云顶达到十至二十公里时便形成积雨云，而雷暴是由积雨云产生的。

　　另外，一团空气若较周围的空气暖时，该团空气便会不断上升。这情况称为不稳定大气。不稳定的大气有利于积雨云的发展及雷暴的形成。

　　若空气团较周围的空气冷时，该团空气便会下降。这情况称为稳定大气。空气在稳定的大气下并不会被抬升，所以不利于雷暴的发展。

　　Doswell等(1996)总结的雷暴生成三要素指：（１）环境温度直减率处于 条件不稳定状态，常存在温度直减率近乎干绝热（干中性）的气层，从而有足够大的正浮力；（２）有足够多的水汽从而使抬升气块代表的状态曲线与环境温度曲线相交于自由对流高度( level of free convection, LFC)；（３）具有使气块达到LFC的抬升机制，简称静力不稳定、水汽和抬升三要素。

2.3 雷暴的生命周期

　　雷暴通常由一个或几个雷暴单体组成。雷暴单体是一个对流单元，其生命周期可分为三个阶段，即：发展阶段、成熟阶段、消散阶段。

　　发展阶段：又称积云阶段，即从淡积云形成浓积云的转换阶段，虽然每个积雨云都是由积云发展而成，但只有很少一部分能发展成为积雨云。

　　成熟阶段：从浓积云发展形成雷雨云的阶段，云顶发展的很高，有的甚至可以到达对流层顶部，在高强风的影响下，云顶常常形成砧状云。这一阶段的前期，上升气流更大，当云滴增大到上升气流不能拖住时，就会下落成为降水。降水物下落时对周围空气产生拖拽作用，形成下降气流。云中气层是不稳定的，同时从上部落下来的冰晶，雪花不断融化吸收热量以及雨滴蒸发消耗热量，所以下降气流比周围的空气温度低，这种相对冷的空气随降水一起倾泻到地面后。向四周扩散形成外流，在外流区前缘为飓锋，锋面所到之处，地面气温下降非常多，气压急升，风向突然发生变化，常常伴有阵性大风及降水出现。随着云的不断发展聚集，点位梯度不断增大，就会出现闪电和雷鸣。

　　消散阶段：在成熟阶段出现的低空外流，从底部切断了上升空气和暖湿空气的来源，上升气流减弱消失，下降气流遍布云中，雷暴单体就进入消散阶段。

2.4 雷暴的分类

　　雷暴主要分为四种，分别为单体雷暴、多单体雷暴、飑线及超级单体雷暴。而分辨它们的方法是根据大气的不稳定性及不同层次里的相对风速而定。

　　单体雷暴(Single cell storms)是在大气不稳定，但只有少量甚至没有风切变时发生。这些雷暴通常较为短暂，不会持续超过1小时。在平日亦有很多机会看到这种雷暴，因此亦被称为阵雷。

多单体雷暴(Multicell storms)由多个单体雷暴所组成，是单细胞雷暴的进一步发展而成的。这时会因为气流的流动而形成阵风带，这个阵风带可以延绵数里，如果风速加快、大气压力加大及温度下降，这个阵风带会越来越大，并且吹袭更大的区域。

　　飑线（Squall line），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。

　　超级单体雷暴(Supercell storms)是在风切变极大时发生的，并由各种不同程度的雷暴组成。这种雷暴的破坏力最大，并且有30%可能性会产生龙卷风。

　　根据雷暴形成时不同的大气条件和地形条件，一般也将雷暴分为热雷暴、锋雷暴和地形雷暴三大类。此外，也有人把冬季发生的雷暴划为一类，称为冬季雷暴。在我国南部还常出现所谓旱天雷，也叫干雷暴。

2.5 雷暴的危害

　　大多数雷暴由积雨云组成。每块积雨云覆盖范围一般直径只有数公里，高度约十余公里，远看就如空中的一座塔。单块积雨云的寿命一般只有一两小时。

在活跃天气系统如低压槽等附近，积雨云可以连绵不绝地产生，雷暴影响的范围较大及持久。有些积雨云更会结合形成特大的强雷暴。

　　在夏天原本天晴的日子，日间太阳的热力亦可能会激发积雨云产生，形成雷暴。这些雷暴影响范围较小及短暂，离雷暴不远处可能仍是一片晴天。积雨云有时会随风飘移影响其他区域，积雨云产生的地区也可能会随时间而改变。

　　闪电和响雷是雷暴的特征。在不稳定及潮湿的大气中，云层内的水滴及冰粒在对流活动中产生电荷。当电荷累积而形成的电压过大时，云与云之间或云与地之间就会出现闪电放电现象，放电通道周围的空气会急剧膨胀而产生隆隆雷声。简单来说，在看见闪电后三秒才听到雷声，表示雷暴距离观察者约一公里，真正的距离依时间长短按比例计算。

　　大雨、闪电及狂风经常伴随雷暴发生。突如其来的大雨，会对户外活动人士构成危险。闪电可能对电力设施造成损毁，引起火警；又或因电击导致人命伤亡。除直接电击外，接触受雷电影响的导体或电器，亦会因电震而受伤。雷暴中常出现狂风或猛烈阵风，风速骤然增强或风向突然改变。另一方面雷暴狂风引致的风切变，亦对飞机升降的安全构成威胁。

　　在某些有利环境里，雷暴可能伴有强劲的柱状涡旋，以漏斗云的形态出现，涡旋接触地面时叫陆龙卷，接触海面时叫水龙卷。涡旋中心附近的气压非常低，并且风力强大。龙卷风经过时，单薄的建筑物可能会抵受不住强大风力及室内室外的气压差而损毁，树木及汽车等会被吹起。在海上曾经有小型船只遇到水龙卷而沉没。陆龙卷及登陆后的水龙卷都可对建筑物造成破坏。

　　以严重降雹为主的雷暴又称“雹暴”。冰雹是直接危害严重的灾害，一般会将农作物砸坏、砸死，建筑物砸塌等，特别是在城市容易造成汽车被砸坏、经济损失惨重。冰雹对农业的影响是巨大的。每年的4~6月是我国雹灾发生次数最多的时段，为降雹盛期。这一阶段恰好就是每年农业春耕的季节。冰雹的危害最主要表现在冰雹从高空急速落下，发展和移动速度较快，冲击力大，再加上猛烈的暴风雨，使其摧毁力得到加强，经常让农民猝不及防，直接威胁人畜生命安全，有的还导致地面的人员伤亡。直径较大的冰雹会给正在开花结果的果树、玉米、蔬菜等农作物造成毁灭性的破坏，造成粮田的颗粒无收，直接影响到对城市的季节供应，常年使丰收在望的农作物在顷刻之间化为乌有，同时还可毁坏居民房屋。据2005年4月份国家减灾中心的灾情月报统计，仅因风雹带来的农业损失就达数亿元。

2.6 雷暴前兆

　　狂风、暴雨和乌云覆盖可能是云地闪电即将来临的征兆。

　　判断何时雷暴将到达的最简单方法：当听到雷声时，通过计算与看见闪电的间隔时间长短来判断其所处位置与雷击处的距离。由于光速比声速大约快100万倍，所以，在闪电与伴随的雷声之间，会有一定的时间差。如果看见闪电和听见雷声之间，时间间隔5秒，表示雷击发生在离自己约1.5千米左右的位置；如果是1秒钟，也就是一眨眼的时间就听见雷声，说明雷击位置就在你附近300米处。

　　当遇到雷暴天气时，要记住每次听到雷声与看见闪电的时间间隔是越来越长，还是越来越短，以此来判断雷暴是逐渐远离而去，还是越来越近。