当雷暴发展到成熟阶段时,强降水伴随有强烈下沉气流(或称下击暴流)在地面形成冷性中高压,下沉到地面的冷气流向四周外流,并形成一个弧状外流边界,外流气流与周围气流相互作用,产生由积云、浓积云组成的弧状对流云线。在卫星云图上,弧状云线表现为一条向外凸起的很窄的云线,它刻画出了由雷暴产生的冷空气外流边界的前沿,这一边界又称之为阵风锋(陈渭民,2003)。东亚地区是著名的季风区,夏季暖湿气流的供应充足,中尺度对流系统常常在多层云区中形成和发展,明显的边界层外流边界并不常见。事实上,在我国即使是单独的中尺度对流系统,也较少看到清楚的外流边界与之相伴。这可能是东亚季风区中雷暴下沉气流不够猛烈,与北美情况略有不同。
图16展示了雷暴和雷暴外流边界,从A到B、B到C有两条明显的外流边界(在卫星图像中它们经常表现为弧状积云线),并且在两条外流边界相交处B发展出新的对流云团。
图16
与外流边界相关的弧状云线通常表现为:
(1) 在可见光图像上,由小而明亮的积云排列而成,云线呈弧状,并且不一定连续,弧线与雷暴母体之间有晴空区相隔(在某种情况下会有阵风锋出现,阵风锋会因上层卷云的遮盖而变得模糊不清)。
(2) 在红外图像上,组成弧状云线的积云经常具有浅薄而温暖的云顶,它们也会因为尺度太小而在卫星图像上无法辨认。在足够的强迫和不稳定条件下,它们发展成新的深对流,并具有比原先冷得多的云顶。
(3) 母体风暴消失后,云图上可识别的弧状云线能够维持数小时(巴德等,1998)。
图17是弧状云线形成的一种概念模式。它表明了弧状云线是在雷暴下击暴流外流与较暖较潮湿的环境大气之间的辐合区中形成的。在弧状云线形成的同时,外流区中冷而稳定的大气经历着下沉、扩散、干绝热加热,从而使相对湿度减小,带来局地的稳定和晴空。云和晴空之间的突变是卫星图像上外流边界如此醒目的主要原因之一(Purdom,1973)。
图17 弧状云线形成的概念模式(CZ是辐合区,DSL是密度涌线)Fig. 17 Conceptual model of the formation of arcus cloud(CZ is the convergence zone, DSL is the dense surge line)
卫星遥感除能有效地监测上述对流云组成的中尺度天气系统而外,也能有效