強對流天氣是對由大氣強烈對流而產生的天氣現象的總稱，主要包括短時強降水、對流性大風、冰雹、龍捲等。這類天氣突發性強，常伴隨雷電活動，而且變化迅速，又有強破壞力，易造成巨大災害。強對流天氣由中小尺度天氣系統引發，比起熱帶氣旋等大尺度系統來影響範圍較小、持續時間較短，也因此使強對流成為最難預報的天氣型別之一。不同的機構、學者對 強 對流天氣的定義有所不同，各國氣象部門也常隨著科研與實踐結果進行更新。造成強對流天氣的強雷暴系統屬於深厚溼對流，主要由積雨雲構成。伴有雷電的積雨雲稱雷暴雲，一塊雷暴雲稱雷暴單體，雷暴單體可組成雷暴群。強雷暴比一般雷暴有更強的，其內部有一高組織度、不對稱的穩定垂直環流。強雷暴通常有超級單體、與颮線三種形式。預報強對流天氣、預防強對流天氣的襲擊等問題，在預防災害和保障國民經濟方面十分重要。 定義與相關概念 大氣對流是以垂直方向為主的大氣運動，可根據有無水汽凝結過程分為 幹對流 與 溼對流（科學研究與氣象業務中通常只關注溼對流），也可根據垂直尺度差異分為 淺對流 與 深對流。淺對流 的垂直尺度通常為 1～3 km，如淡積雲（Cu hum）等；深對流 的垂直尺度在 10km 左右，如發展旺盛的濃積雲（Cu cong），以及積雨雲（Cb）。深厚溼對流也稱 對流（性）風暴（鍾瑋．對流風暴 DBOL．談哲敏，陸漢城，等編 20221223 2024 陳奎元．中國大百科全書 3 版網路版．北京：中國大百科全書出版社，一些文獻中該術語特指後文將介紹的 強對流風暴），有時簡稱 對流活動對流。深厚溼對流常伴有雷電活動，也通稱 雷暴，儘管一些學者如 Doswell（2001）、Marcowski（2010）等不建議這種用法，因為部分深厚溼對流沒有雷電活動（如中國南方的一些對流暴雨、颱風外圍降水等王秀明，俞小鼎，周小剛．雷暴潛勢預報中幾個基本問題的討論 J 氣象，2014 40 4 389399 httpqxqknmccnhtml2014420140401html httpdxdoiorg107519jissn10000526201404001）。 只伴隨小陣雨、小陣風或小冰雹（即雨、風、雹未達一定強度）的雷暴稱 一般雷暴 或 普通雷暴；伴有較強的雨、風或雹，或生成龍捲的雷暴通稱 強雷暴，或稱 強對流風暴。由強雷暴引起的這些短時強降水、對流性大風、冰雹、龍捲等災害性天氣 交通部中央氣象署．災害性天氣定義 EBOL．臺北 20240613 臺灣的災害性天氣 交通部中央氣象署．氣象常識：一、氣象簡介：7 何謂災害性天氣？ EBOL 20240613 交通部中央氣象署．氣象常識：三、天氣現象：11 雷雨？ EBOL 20240613 交通部中央氣象署．氣象法修正 QA：13 災害性天氣有那些？ EBOL 20240613（，臺灣又稱劇烈天氣交通部中央氣象署．知識與天文：雙語詞彙 EBOL．臺北 20240613，港澳又稱惡劣天氣澳門特別行政區政府地球物理氣象局．惡劣天氣報告 EBOL）即統稱 強對流天氣沈慧．今年春季強對流天氣為何多發 NOL．經濟日報，20240420 3 中國經濟網 ，它們是強烈的對流性天氣過程，又稱 強對流性天氣。《辭海》中 強對流天氣 的拼音標註為 qiánɡduìliú tiānqì，即它的語節（根據語音停頓劃分的片段）劃分是 強對流 天氣 教育部語言文字資訊管理司．漢語拼音正詞法基本規則 GBT 161592012 SOL．中國社會科學院語言研究所，教育部語言文字應用研究所，起草．北京，2012 2，強對流天氣 亦有時簡稱 強對流 李照榮．21 世紀以來甘肅省乾旱生態環境氣象監測與評估 M．北京：氣象出版社，2021 214 中央氣象臺．南方有較強降雨 華北東北局地有強對流 西北華北東北等地有大風天氣 EBOL 20240510 中國氣象局：重要天氣。申敏夏，趙曉妮．方翀：與強對流賽跑 NOL．中國氣象報，20141031 3 中國氣象局：氣象要聞 。 範圍與時間 造成強對流天氣的深厚溼對流屬於中小尺度天氣系統，故通常影響範圍較小（一般十幾至兩三百千米，少則幾十米至十幾千米）、持續時間較短（一般一小時至十幾小時，短則幾分鐘至一小時）中國氣象報社．強對流天氣的成因及其型別 EBOL 20120419．北京。中國氣象局：氣象服務：氣象科普 ，天氣預報常用 局地瞬時 等字眼。儘管如此，有時也可波及範圍達數十萬平方千米或以上孫鴻烈．地學大辭典 M．北京：科學出版社，2017 科學文庫 （相當於中國大陸數省，或美國十幾州及加拿大大部地區），持續時間達一天或以上。 中小尺度天氣系統受到大尺度的環流背景所制約。雷暴（系統）常發生於鋒面前後（尤其是快移型冷鋒 冷鋒 DBOL 2024 陳至立．辭海 7 版網路版．上海：上海辭書出版社）、鋒面氣旋暖區、副熱帶高壓西北部、熱帶氣旋內部、暖氣團內部等。在中國大陸，雷暴頻率南方多於北方、山區多於平原，多出現在夏秋季（冬季一般只偶爾在南方出現），一日中最常出現於下午、其次是夜間（稱 夜雷暴）。香港的雷暴多見於春季和夏季，自 4 月至 9 月平均每月約可見 5 日香港天文臺．各類警告詳細資料：雷暴警告 EBOL 20240613。在臺灣，雷雨每年自 3 月起開始增多，在 7、8 月間最常出現。 對流性天氣等級 將達到何種嚴重程度的對流性天氣定義為 強 對流天氣，不同機構與學者有不同觀點，各國家的標準也常根據最新科研與實踐成果進行更新。這裡簡單給出一些國家的定義，具體的定義探討與數值比較將在天氣現象一章詳細討論。 中華人民共和國標準 中華人民共和國強對流天氣標準 較強對流天氣 強對流天氣 超強對流天氣 雷暴 出現 短時強降水 ＜20mm 20小時降雨量＜80 80mm 對流性大風 67 級 811 級 12 級 冰雹 ＜20mm 20直徑＜50 50mm 龍捲 EF1 EF2EF5 2018 年，中華人民共和國中國氣象局釋出了《強對流天氣等級（QXT 4162018）》氣象行業標準，將對流性天氣劃分為 較強對流天氣強對流天氣 與 超強對流天氣 三個等級，根據雷暴、短時強降水、對流性大風、冰雹、龍捲等的相關事件出現與否及強度作為劃分標準。其中，一次對流天氣過程若要被評價為 強對流天氣 或更高等級，需要短時強降水、對流性大風或冰雹強度達到某個閾值，或出現龍捲；雷暴（閃電）出現與否則不影響 強對流天氣 的判定。 美國標準 美國強雷暴標準 較強雷暴 強雷暴 超強雷暴 大風 40 mph 58 mph 75 mph 冰雹 12 in 1 in 2 in 龍捲 EF1 EF2EF5 美國天氣局將達到一定對流性大風風級或冰雹直徑、或出現龍捲的雷暴定義為 強雷暴，將達到較弱的某一標準的風力等級或冰雹直徑且沒有出現龍捲風的雷暴定義為 較強雷暴；此外，美國天氣局下屬的還定義了比強雷暴更強的 超強雷暴。同樣，無論 雷暴（閃電）有多強，只要冰雹直徑或風力等級未達標且未出現龍捲，也不能算作 強雷暴；而和中國大陸等地不同的是，美國不將降水強度作為判斷強雷暴（強對流天氣）的標準 。 強對流天氣現象 雷暴 雷暴 這一術語涵義很廣，既可特指大氣放電現象（即俗稱的 打雷閃電）辭典檢視 「雷暴：ㄌㄟˊ ㄅㄠˋ」 中華民國教育部．重編國語辭典修訂本 DBOL．網路 6 版，又可泛指伴有雷電的對流性天氣現象雷暴 DBOL 2024 陳至立．辭海 7 版網路版．上海：上海辭書出版社，還可指引發對流性天氣的天氣系統。雷暴（閃電）本身是最普通的對流天氣，中國大陸和美國等地都不將雷暴（閃電）作為判定 強對流天氣 的標準。儘管如此，雷電本身也可造成人員傷亡與經濟損失，對飛機飛行等也具有安全威脅。下述四種強對流天氣均由雷暴（雲團）引起，通常都伴隨雷暴（閃電）趙貝佳．怎樣防範強對流天氣 NOL．人民日報，20180818 10 中華人民共和國應急管理部：應急科普 。 短時強降水 短時強降水（shortduration heavy rain，又稱短歷時強降水張武龍，康嵐，楊康權，等．四川盆地不同強度短時強降水物理量特徵對比分析．氣象，2021 47 4 439449 httpqxqknmccnhtml2021420210405html httpdxdoiorg107519jissn10000526202104005 張朝．氣象災害預報 DBOL 20221223 2024 陳奎元．中國大百科全書 3 版網路版．北京：中國大百科全書出版社）是雨強較大、持續時間較短的對流性降水（對流性降水 參看雷暴與強對流天氣一小節）。在中國大陸，以 1 小時 20 毫米作為 強對流天氣 的標準（天氣預報中 短時強降水 有時也指 3 小時 50 毫米以上的降水事件孫繼松 短時強降水和暴雨的區別與聯絡 暴雨災害，2017 36 6 498506 httpdxdoiorg103969jissn10049045201706002）。行標將達到 1 小時 80 毫米的短時強降水定為 超強對流天氣；而部分學者則認為 1 小時 50 毫米即已十分極端，中央氣象臺釋出的 強對流天氣預警 目前［2024 年］將 50mmh 作為色階的分界中央氣象臺．強對流天氣預警 EBOL．北京 httpwwwnmccnpublishcountrywarningstrong_convectionhtml 。美國天氣局目前不將降水強度作為判定雷暴（對流天氣）強度的標準；不過有 Doswell 等學者提議將超過 25mmh（約 1inchh）的短時強降水歸為強對流天氣，將超過 50mmh 的定義為極端強對流天氣俞小鼎．多普勒天氣雷達原理與業務應用 M．北京：氣象出版社，2006 314 俞小鼎，周小剛，王秀明．雷暴與強對流臨近天氣預報技術進展 JOL 氣象學報，2010 3 311337 httpdxdoiorg1011676qxxb2012030。 短時強降水 並不等同於 暴雨：短時強降水強調雨強大，且本身持續時間也通常不超過 1 小時，由雷暴（中小尺度天氣系統）造成，常導致城市內澇和山洪、泥石流等局地短促災害，一些文獻將 暴洪直稱作 強對流天氣 俞小鼎，周小剛，王秀明．中國冷季高架對流個例初步分析 J．氣象學報，2016 6 902918 httpqxxbcmsjournalnetcnarticledoi1011676qxxb2016075 ；暴雨則強調累積量大（一般以 24h 或 12h 降水量為標準）。大範圍暴雨一般由大尺度系統造成，常導致區域性洪澇災害；不過小範圍暴雨則常與中小尺度對流系統有關，尤其是持續性的短時強降水必然導致強暴雨孫繼松，雷蕾，于波，等．近 10 年北京地區極端暴雨事件的基本特徵 JOL．氣象學報，2015 4 609623 httpsdoiorg1011676qxxb2015044（詳見雷暴與強對流天氣一小節）。 短時強降水 這一術語也不同於 短延時強降雨（又稱 短時間強降雨 交通部中央氣象署．新雨量分級 QA 全書下載 EBOL．臺北，20200301 2024 httpswwwcwagovtwV8CKCommonFaqrain_allhtml ）：後者主要在臺灣使用，泛指以任何天氣系統（不限於造成強對流天氣的中小尺度天氣系統）、任何降水形式（不限於對流性降水）造成的短延時（如 1、2、3、6 小時等）強降雨事件吳宜昭，龔楚媖，王安翔，等．臺灣地區短延時強降雨事件氣候特性分析 NOL．國家災害防救科技中心災害防救電子報，201607 132；交通部中央氣象署將 3 小時 100 毫米以上的強降雨稱為 短延時豪 雨，將 3 小時 200 毫米以上的強降雨稱為 短延時大豪 雨（中華民國行政院）災害防救辦公室．交通部中央氣象局豪雨特報將自本 109 年 3 月 1 日起新增短延時大豪雨降雨量標準 EBOL 20200301 中央災害防救會報 。 對流性大風 對流性大風是由對流單體中的下沉氣流在近地面處水平擴散而形成的陣性大風王珏，肖豔姣，冷亮，等．2021 年 5 月武漢兩次對流性大風天氣的多普勒雷達觀測分析 JOL．暴雨災害，2022 41 2 119129 httpbyzhorgcnarticledoi103969jissn10049045202202002 ；若伴隨雷暴或雷雨出現，又可稱 雷暴大風 或 雷雨大風。在中國大陸，對流性大風達到 8 級（172ms）視作 強對流天氣，達到 6 級（108ms）可稱 較強對流天氣。和短時強降水的問題類似，行標將達到 12 級（327ms）的對流性大風定為 超強對流天氣，而部分學者則建議定為 10 級（245ms）（中央氣象臺的 強對流天氣預警 目前［2024 年］將 10 級作為色階的分界）。在美國，需達到 58mph（約 257ms，在 10 級區間）可稱 強雷暴，達到 40mph（約 179ms，在 8 級區間）可稱 較強雷暴，達 75mph（約 335ms，在 12 級區間）則為 SPC 定義的超強雷暴。此外，香港將瞬時風速達 10 級（245ms，88kmh）以上的陣風稱作 猛烈陣風，作為發出雷暴警告的參考。 中華民國將 強風 視作一種災害性天氣，定義為 平均風力達 6 級以上、或陣風達 8 級以上，不過涵蓋範圍較 對流性大風 廣，也包括了冷空氣、颱風等任何天氣系統造成的大風。 伴有溫、溼、壓等各種氣象要素劇烈變化的強對流性大風又稱 颮 DBOL 2024 陳至立．辭海 7 版網路版．上海：上海辭書出版社；颮與雷暴聯合發生合稱 雷颮。以強對流性大風為主的強對流天氣或強雷暴系統又稱 颮暴。對流性大風可造成搭建物（如臨時房屋、豬圈、廣告牌等）倒塌，對高處作業、水域工作和飛機船隻等也有威脅。 冰雹 冰雹 是自猛烈發展的積雨雲中降落的冰塊，可呈球形、圓錐或不規則形狀，直徑通常大於 5mm 冰雹 DBOL 20240714 陳至立．辭海 7 版網路版．上海：上海辭書出版社。韋統健．冰雹 DBOL．毛節泰，李婧，銀燕，等編 20230217 2024 陳奎元．中國大百科全書 3 版網路版．北京：中國大百科全書出版社。在中國大陸，冰雹直徑大於 20mm（20cm）可達到 強對流天氣 等級，否則只為 較強對流天氣（達 50mm 則為超強對流天氣；此外，有學者認為達 20mm 即應算作 重大強對流天氣）；在美國，達到 10 in（約 254 cm）可稱作 強雷暴，達到 12 in（約 127 cm）可稱 較強雷暴，達 2 in（約 508 cm）則為 SPC 定義的 超強雷暴。以嚴重冰雹為主的強對流天氣或強雷暴系統又稱 雹暴。冰雹可造成人身傷害，對農業作物和設施的破壞也易造成經濟損失。 龍捲 龍捲 是從雷暴雲底伸展到達地面的漏斗狀雲，可引起強烈的旋風，這種旋風稱 龍捲風。龍捲是地球大氣能產生的最猛烈的渦旋現象。在中國大陸或美國，只要出現龍捲，無論強度大小，都可以被至少視作 強對流天氣強雷暴。龍捲的中心氣壓很低（中心與外圍之間氣壓梯度可達 2hPam），故中心風力極大（可達數十至 100ms，甚至 200ms），破壞力極強，可將人、畜、物直接捲起並遷移龍捲風 DBOL 20240714 陳至立．辭海 7 版網路版．上海：上海辭書出版社。龍捲的出現頻率在不同地區有較大差異，如 2022 年中國大陸共出現 25 次龍捲，而美國則高達 1331 次。由於尺度太小，龍捲的預報尤為困難鄭永光，劉菲凡，張恆進．中國龍捲研究進展 JOL．氣象，2021 47 11 13191335 httpqxqknmccnhtml20211120211102html httpsdoiorg107519jissn10000526202111002：科學界的共識有，在目前的技術下，龍捲不可能提前 1 小時以上定時定點預報科普中國．龍捲風究竟能否預報？ EBOL 20190924 科學闢謠 。在中國大陸，龍捲的相關研究仍處起步階段，預報預警服務仍屬試驗階段陳緒厚，陳蕾．專訪龍捲風專家：國內龍捲風研究剛起步，預測還處於試驗階段 EBOL．澎湃新聞 20240501 20240508 澎湃新聞：綠政公署 。 美國天氣局根據龍捲的最大風速（單位為 kmh）將龍捲分為 EF0～EF5 6 個等級，這種劃分稱作方法；出現 EF2 或以上的龍捲風即滿足 SPC 定義的 超強雷暴 標準。中華人民共和國 2018 年釋出的《強對流天氣等級》中對龍捲強度也採用美國天氣局的這一方法。不過，2019 年，中國氣象局又釋出了《龍捲強度等級（QXT 4782019）》氣象行業標準，自此中國大陸將龍捲強度分為一級～四級 4 個等級，同根據最大風速（單位為 ms）劃分，其中一級對應 EF0 及以下、二級對應 EF1、三級對應 EF23、四級對應 EF45。出現三級或以上強度的龍捲可歸為超強對流天氣。中華民國因龍捲發生頻率低、資料缺乏等原因，並未制定龍捲分級標準。 結構與成因 溼對流發生的充要條件為水汽、不穩定和抬升何宏讓，王春明，臧增亮．天氣分析預報綜合實習教程 M．北京：氣象出版社，2020 244 ，通稱 雷暴生成三要素 章麗娜，周小剛，徐麗婭．從不穩定能量角度對條件不穩定相關問題的討論 JOL．氣象學報，2017 75 3 517526 httpdxdoiorg1011676qxxb2017036；其中，水汽和不穩定可視為內因，抬升條件則為外因。可造成系統性抬升運動的天氣系統包括鋒面、高空槽、切變線、低壓 氣旋、低渦（即高空的低壓 氣旋）等，大多數雷暴都產生於這些輻合性天氣系統中，可分別通稱鋒面雷暴、高空槽雷暴、切變線雷暴、低渦雷暴等（這曾是雷暴分類的主要方式 KRIDER Thunderstorm EBOL The Editors of Encyclopaedia Britannica Factcheck 20240628 202407 httpswwwbritannicacomsciencethunderstorm Encyclopædia Britannica）。此外，迎風坡具有地形抬升作用鍾瑋．對流不穩定 DBOL．20221223 2024 陳奎元．中國大百科全書 3 版網路版．北京：中國大百科全書出版社，故山區比平原更易發生強對流天氣。最後，夏季午後日照加熱陸地表面，可形成局地熱力抬升作用，使近地面形成絕對不穩定層結，這樣形成的雷暴稱 熱雷暴 或 氣團雷暴；特別地，由地表受熱不均形成的局地小型垂直環流可加強這種觸發機制，如白天湖岸陸地比水面更易發生對流。 除水汽、不穩定和抬升三要素外，垂直風切變也是促進雷暴生成的重要因素（風切變 是指風速向量隨著某一方向的變化，強垂直風切變 即風速向量隨高度迅速變化）。一般來說，除短時強降水外，強雷暴大風或冰雹、強龍捲等強對流天氣的產生需要強垂直風切變環境的支援。 邊界層 是流體中受到固體表面黏滯力影響的層面；大氣邊界層 即大氣層底部受地表影響的一層，上界高度一般在 115km 車軍輝，趙平，史茜，楊秋彥 2021 大氣邊界層研究進展 地球物理學報，64 3 735751 httpwwwgeophycnarticledoi106038cjg2021O0057 。基於邊界層的對流通稱 地基對流或 地基雷暴；而在邊界層之上觸發的 DMC 則稱 高架對流 或 高架雷暴。中小尺度天氣系統受到大尺度的環流背景所制約中國氣象局．全國高影響天氣監測預報服務技術覆盤（2021 年） M．北京：氣象出版社，2022 。DMC 生成在不同地區的具體條件或原因不完全相同，例如高架對流在美國多由 900600hPa 的輻合和匯流觸發，而中國大陸則多由 850700hPa 附近切變線觸發盛傑，毛冬豔，沈新勇，等．我國春季冷鋒後的高架雷暴特徵分析 JOL．氣象，2014 40 9 10581065 httpqxqknmccnhtml2014920140903html httpdxdoiorg107519jissn10000526201409003 劉洲洋，俞小鼎，王秀明，等．中國泛華北地區冷季高架對流特徵氣候統計分析 JOL．氣象，2018 44 2 258267 httpqxqknmccnhtml2018220180205html httpdxdoiorg107519jissn10000526201802005。 低層輻合、高層輻散的氣流場可造成強大的抬升力，高空急流可造成強風速垂直切變，低空急流（一般指 850hPa 附近或離地面 600800m 的強風帶，有時也指 700600hPa 附近急流）可增溼、加強不穩定等，這些都是有利於強雷暴發生髮展的因素。逆溫層是穩定結構，一般阻礙對流，但它同時可對不穩定能量起到貯藏作用，一些情況下可透過釋放這種能量來推動爆發強對流。此外，在乾溼氣團的交介面幹鋒（又稱 露點鋒）溼側，位勢不穩定、斜壓不穩定等能量釋放也常產生強對流天氣寇正．幹鋒 DBOL 20221223 2024 陳奎元．中國大百科全書 3 版網路版．北京：中國大百科全書出版社。 雷暴單體與雷暴群 在不穩定的氣層中，溼潤空氣團垂直抬升，首先形成積雲，積雲中發展旺盛、濃厚龐大的型別為濃積雲。濃積雲形成後，若對流繼續增強，雲頂繼續向上發展，達凍結高度後，濃積雲可發展為積雨雲王振會．大氣探測學 M 2 版．北京：氣象出版社，2016 1821。此時雲內水的相態複雜，有過冷水滴、雪花、冰晶等。空氣對流伴隨冰晶凇附、水滴破碎等過程使雲中產生電荷何金海，郭品文，尹燕，等．大氣科學概論 M．北京：氣象出版社，2012 。當雲頂發展至 20高度以上時，雲中的冰晶數量便足以透過 溫差起電 作用產生閃電（通常閃電越頻繁，意味著積雨雲越強、雲頂高度越高）。產生雷暴（閃電）的積雨雲稱 雷暴雲 馬瑞陽，鄭棟，姚雯，等 雷暴雲特徵資料集及我國雷暴活動特徵．應用氣象學報，2021 32 3 358369 httpqikancamscmacncnarticledoi10118981001731320210308 ；一塊雷暴雲稱 雷暴單體，水平尺度約十幾千米，垂直層面則幾乎佔據整個對流層。透過天氣雷達判斷時，通常將雷達圖上第一次出現由對流雲產生的反射率因子35dBZ 的像元作為 DMC 初生 或 DMC 生成 通稱 對流初生雷暴初生風暴初生 的標誌。 一個雷暴單體的生命史可分為發展、成熟、消散三階段，每階段持續十幾分鍾至半小時左右，總生命史一般不超過 2 小時。發展階段又稱（塔狀）積雲階段，雲體為上升氣流，上升速度一般需達 1ms 的量級。成熟階段開始產生降水，降水的拖曳作用開始產生下沉氣流，但中上部仍為上升氣流，尤以中部最為強烈。隨著雷暴雲體移動，垂直氣流並不對稱，雲體移動前部主要為上升氣流，後部主要為下沉氣流。同時，過冷水大量凍結釋放潛熱，雲頂強烈向上發展，通常能到達對流層頂並隨之向水平方向鋪展，形成雲砧。消散階段的雲體則主要為下沉氣流。一般的單體雷暴持續時間較短，也較為常見，因而又稱 陣雷；在強垂直風切變、強對流有效位能等環境下，有時可發展形成一種叫作 超級單體（參看下小節）的雷暴單體，這是一種激烈壯觀的強雷暴。 多個雷暴單體成群（或成帶）聚集形成 雷暴群（或雷暴帶），水平尺度可達數百千米。組成雷暴群的各個雷暴單體可處於不同階段，雷暴群的總體結構會隨各個單體的發展消散而變化，整個多單體結構可持續幾小時或以上。有時，雷暴單體相互之間可以合併，通常可使雲團的面積、強度得到發展，生命史也得以延長鬍雯，黃勇，汪臘寶。夏季江淮區域對流雲合併的基本特徵及影響 J 高原氣象，201029 1206213 期刊界 ，這種合併過程與整個對流系統的發展和強對流天氣有密切聯絡易笑園，孫曉磊，張義軍，等．雷暴單體合併進行中雷達回波引數演變及閃電活動的特徵分析 JOL．氣象學報，2017 75 6 981995 httpdxdoiorg1011676qxxb2017073 易笑園，張義軍，王紅豔，等．線狀中尺度對流系統內多個強降水單體的結構演變及閃電活動特徵 JOL．氣象學報，2013 6 10351046 httpdxdoiorg1011676qxxb2013094。 一般雷暴與強雷暴 當垂直氣流發展到一定強度，且雷暴雲或雷暴群內部出現一個高組織度、不對稱的垂直環流時，一般雷暴就可發展為強雷暴。強雷暴中垂直環流穩定強大，上升氣流與下降氣流之間不破壞干擾，反而相互支援，生命史遠長於一般雷暴。根據結構特徵，常見的強雷暴主要可分為超級單體、多單體風暴與颮線三種類型。其中超級單體為雷暴單體，後兩者為雷暴群 雷暴帶。另外，一般雷暴、超級單體和多單體風暴尺度均較小，統稱 局地對流系統，其中超級單體和多單體風暴統稱 局地強風暴。 超級單體 是具有單一特大垂直環流的一塊大型強雷暴雲，位移前方為斜升氣流，後部有下擊暴流崔國輝．超級單體：美麗的危險分子 NOL．中國氣象報，20170728 4 中國氣象局：科普頻道 （即衝擊地面的強下沉氣流 The Editors of Encyclopaedia Britannica Updraft and downdraft EBOL 20181217 2024 httpswwwbritannicacomscienceupdraft Encyclopædia Britannica 中國氣象報社．下擊暴流知多少 EBOL 20240503 中國氣象局：科普圖解 ），在所有強雷暴型別中組織度最高，產生的天氣最激烈陶嵐，戴建華，孫敏．一次雷暴單體相互作用與中氣旋的演變過程分析 JOL．氣象，2016 42 1 1425 httpqxqknmccnhtml2016120160102html httpdxdoiorg107519jissn10000526201601002。超級單體水平尺度一般為 2030km，垂直伸展可達 1215km；持續時間通常為 14h，長的可達 8h。在平面上，超級單體表現為圓至橢圓形的細胞狀結構，且在雷達圖上有明顯的鉤狀回波。超級單體區別於其他雷暴的本質特徵是其內部含有一個深厚、持久的（所謂 中氣旋 是一個基於雷達觀測資料而非現實物理實體定義的概念，指在氣象雷達圖上顯示的具有特定尺度、深度和持續時間的旋轉區域）。 多單體風暴 是最常見的強對流風暴，由許多較小的、生命期短暫的雷暴單體組成，但其內部有一統一垂直環流（多單體的一般雷暴群則沒有這種統一垂直環流）。多單體風暴水平尺度約 3050km，垂直層面有的能進入平流層幾千米。多單體風暴中新雷暴單體的生成和發展是維持整個風暴最重要的因素鮑旭煒，談哲敏．二維多單體雷暴系統中對流單體生成和發展的新機制 JOL．氣象學報，2010 3 296308 httpqxxbcmsjournalnetcnarticledoi1011676qxxb2010030 。 颮線 是許多雷暴單體沿線狀側向排列形成的雷暴帶，長度常達 150300km 漆梁波，陳永林．一次長江三角洲颮線的綜合分析 JOL．應用氣象學報，2002 15 2 162163 httpqikancamscmacnarticleid20040221 （長寬比一般至少為 51 李向紅，薛榮康，唐伍斌．一次強颮線天氣過程的新一代天氣雷達探測和臨近預報．氣象，2006 32 9 6066 httpqxqknmccnhtml2006920060910html ），是影響範圍很大的中尺度對流系統。颮線上的單體之間一般不相干擾。整個颮線生命史常為 418h。 大範圍的水平氣流可推動雷暴雲平移，一般來說，雷暴雲的移向接近於雲體中層的水平風向。除此之外，雲體前部不斷生成而後部不斷消散，宏觀上類似移動，這種現象稱作雷暴的傳播。雷暴雲的平移和傳播是雷暴雲移動的兩種主要方式。 雷暴與強對流天氣 在雷暴雲上升氣流最強區附近，常為大水滴累積區，當累積量超過上升氣流頂託能力時便開始降雨。來自對流雲的陣性降水稱 對流性降水（其他降水形式還有鋒面降水、地形降水、颱風降水等），伴有雷暴的對流性降水通稱 雷陣雨。一個一般雷暴單體的陣雨常持續幾分鐘至一小時；雷暴群或雷暴帶的降水區呈片狀或帶狀，由於每個單體強弱不一，整個系統造成的降水也有很強的局地局時性。對流性降水的強度主要取決於水汽垂直遞減率和低層大氣對流有效位能（CAPE），也與實際有效凝結率有關。對流性降水（在某一地點）的持續時間則取決於雷暴系統的尺度、移動速度和傳播狀態。雷暴水平尺度越大（一般生命史也越長）、移動速度越慢，（某地）降水時間越久。而傳播狀態主要影響線狀雷暴帶造成的降水：當線狀雷暴帶移動方向與主軸方向大致垂直時，雷暴帶波及範圍很廣，但在任一地點均很快掠過，（某地）降水持續時間較短；當移動方向有平行於主軸的分量時，則平行分量越大，經過某地的時間就越長，降水持續時間越久；特別地，當線狀雷暴帶移動方向與主軸基本平行時（這種情況一般需要上游持續不斷生成新單體進行補充柯文華，俞小鼎，林偉旺，等，2012 一次由 列車效應 造成的致洪暴雨分析研究。氣象，38 5 552560 httpqxqknmccnhtml2012520120505html ），這些雷暴單體會在一段時間內持續不斷地透過某地，造成極強的累積降水，這種效應形象地稱作 列車效應。一些強致災性暴雨中短時強降水的 列車效應 即扮演了重要因素宛霞．短時強降水和暴雨：是誰引發了 列車效應？ NOL 中國氣象報，20180413 4 中國氣象局（如 2021 年造成 380 人遇難的河南鄭州 720 特大暴雨任宏昌，張恆德。鄭州 720 暴雨的精細化特徵及主要成因分析 J 河海大學學報 自然科學版202250 519 httpsjourhhueducnhhdxxbzrarticleabstract20220501 103876jissn10001980202205001 劉傳正，黃帥 2022 鄭州西部山區 720 山洪地質災害成因研究 J 工程地質學報，30 3 931943 httpwwwdzkxorgarticledoi1013544jcnkijeg20220093 齊道日娜，何立富，王秀明，等 720 河南極端暴雨精細觀測及熱動力成因。應用氣象學報，2022 33 1 115 httpqikancamscmacncnarticledoi10118981001731320220101 ）。 在雷暴雲發展階段，地面風較弱，風向不定但以偏南風為主。成熟階段，下沉氣流可衝至地面附近並向四周散開，造成陣風。在強雷暴雲中，下沉氣流氣溫低、速度大，近地面層將出現一個很強的雷暴高壓與輻散流場，這一冷空氣堆與移動前方的暖空氣間形成大溫溼壓梯度的鋒面（稱 陣風鋒 或 颮鋒）。因此，強雷暴雲到來時，風向突變、風力突增，出現對流性大風（同時也常伴隨氣溫下降與溼度上升等，即出現 颮）。衝擊地面的強下沉氣流（下擊暴流）有很強的破壞力，一些飛機失事或船隻傾覆的極端事故即是由下擊暴流造成（如 2015 年中國大陸造成 442 人遇難的 東方之星 號客輪翻沉事件安監總局網站．東方之星客輪翻沉事件調查報告 全文 ROL 20151230 新浪新聞 ）。 冰雹是以 雹胚（直徑約 02～03mm，主要是大的過冷水滴，也可由塵埃、冰晶等充當）為核心，在雲中反覆碰凍過冷水滴形成的。具有特定氣象條件的雷暴雲可降下冰雹（這類雷暴系統可稱 冰雹雲 或 雹雲）。這些條件包括：一、斜升氣流需達一定的強度和持久度，以托住較大的雹粒 通常氣流上升速度越大，可降落的雹塊直徑越大（由於上升氣流強，雹雲通常外觀高大）；二、存在含水量豐富的水分累積區，且這一豐水區達到一定的厚度（一般不小於 1500m）；三、氣流最大上升速度區和水分累積區的高度需在 0層以上（即低於冰點），這樣水分累積區可提供充分的過冷水滴；四、0層高度適當（以 600hPa 4000m 左右為最佳），若太高則冰雹下落過程中將融化，若太低則不利於雲體發展；五、雲中水分累積區的條件適宜雹塊生長（如上升氣流較弱等），能提供冰雹生長區（或稱 雹源）：雹塊並非主要在強斜升氣流中生長，而是在水分累積區生長，之後隨垂直環流運動降落並重新進入強斜升氣流，再進入弱上升氣流區生長，如此反覆迴圈，直至強斜升氣流已不再能承託大雹粒的重量為止。（大雹因而有明暗交替的多層結構。）除較弱的冰雹可由對稱型風暴雲（一般雷暴）降下之外，雹雲通常是三種典型強雷暴之一，尤其是強雹暴多半為超級單體。 龍捲是具有極強破壞力的小尺度天氣系統，這種猛烈旋轉的小渦旋是從雷暴雲底部伸展至地面的漏斗狀雲，是地球大氣中產生的最強烈的渦旋現象。絕大部分龍捲（尤其是 EF2 級、即中國大陸三級以上的強龍捲）由超級單體生成。龍捲的形成與強雷暴雲中的強升降氣流有關；具體來說，是中氣旋、後側下沉氣流區（RFD）、前側下沉氣流區（FFD）和低層風暴入流等過程的相互作用。雷暴雲高度越高、強度越強，出現龍捲的機率越大。此外，龍捲更可能在雷暴側面而非正下方出現。一般來說，出現短時強降水、雷暴大風或冰雹、龍捲這三種強對流天氣所要求的積雨雲高度與強度依次增加。 氣象業務歷史 1982 年，英國大氣科學家 Browning 提出了 臨近天氣預報 的概念。臨近天氣預報 指對短時間（一般為 2h）內天氣變化的預報，雷暴、強對流和降水即是臨近預報最重要的物件。自提出以來至今，便一直以天氣雷達和衛星雲圖為主要工具，其中天氣雷達網的建設對臨近預報能力的提升最為明顯。目前除雷達和雲圖外，還有地面觀測、閃電定位和人工目擊資料等作為強對流天氣的臨近預報工具。 美國業務歷史 20 世紀 90 年代，美國建成了由 158 部 S 波段天氣雷達組成的 新一代天氣雷達網。 美國是最先開展全國範圍強對流天氣預報的國家唐文苑，周慶亮，劉鑫華，等．國家級強對流天氣分類預報檢驗分析 JOL．氣象，2017 43 1 6776 httpqxqknmccnhtml2017120170107html httpdxdoiorg107519jissn10000526201701007。 中國大陸業務歷史 1998 年大洪水後，中國氣象局啟動了 中國新一代天氣雷達監測網 建設，起初計劃佈設 126 部中國氣象局．中國新一代多普勒天氣雷達網的建設與技術應用 JOL．中國工程科學，2003 5 6，後計劃量不斷增加，至 2012 年增至 220 部左右（當年已建成 160 餘部）；至 2022 年已建成 236 部，雷達監測網規模達到世界第一王亮．我國基本建成全球最大綜合氣象觀測系統 EBOL．中國氣象報社，20220914 中國氣象局：專題報道。 2005 年，中國氣象局中央氣象臺開始嘗試預報全國範圍的強對流天氣，起初只有對雷暴和（未經分類的）強對流天氣的潛勢預報。2009 年，中央氣象臺成立強天氣預報中心，開始建立對強對流天氣的監測、分析、預報、檢驗和災害調查等的系列流程服務。2013 年，中央氣象臺確立了 強對流天氣預警，分藍、黃、橙 3 個等級（其中黃色預警於 2015 年 4 月 28 日首次釋出，橙色預警於 2024 年 4 月 2 日首次釋出方力，王晶，胡楊，等．昨日浙江釋出上百條氣象預警，本報對話省氣象專家 NOL．錢江晚報，20240403 6 浙江日報報業集團 ）。2018 年，中國氣象局釋出行業標準《強對流天氣等級》。2019 年，《龍捲強度等級》行業標準釋出。檢驗研究表明，中央氣象臺的強對流天氣預報能力呈明顯提高趨勢，其中對雷暴的預報能力最強，短時強降水次之，對雷暴大風與冰雹的預報能力最弱，對龍捲則尚無業務預報能力（只可預報龍捲潛勢刁凡超．龍捲多發季節到來：如何產生？能提前監測預報嗎？ EBOL．澎湃新聞 20240429 20240509 澎湃新聞：綠政公署 ）。目前［2024 年］，中央氣象臺在官網提供 強對流天氣預報（此外，若有強對流天氣預警，在 氣象災害預警 處釋出，其他詳見外部連結）。 科學研究歷史 美國科研歷史 對強對流風暴的開創性田野研究計劃是於 1946、1947 年先後在 Florida 的 Orlando、Ohio 的 Wilmington 兩地開展的 雷暴專案，該專案研究雷暴的主要目的為降低相關天氣造成飛機事故的可能性。雷暴專案 主要由芝加哥大學領導，其中研究者氣象學家和他的本科生 Roscoe Braham 首次將對流風暴中的降水區域命名為 由於它和細胞的相似性 並首次定義了雷暴單體生命史的三階段。 註釋 參考文獻 外部連結 強對流實況 （中華人民共和國）中央氣象臺：天氣實況：強對流：雷電（地閃） 中央氣象臺：天氣實況：強對流：短時強降水 中央氣象臺：天氣實況：強對流：雷暴大風 中央氣象臺：天氣實況：強對流：冰雹 香港天文臺：閃電 位置資訊服務 澳門特別行政區政府地球物理氣象局：閃電圖 澳門特別行政區政府地球物理氣象局：惡劣天氣記錄：雷暴警告訊號 （中華民國）交通部中央氣象署：即時閃電 強對流預報預警 中央氣象臺：強對流天氣預報 中央氣象臺：強對流天氣預警 香港天文臺：一小時閃電預報 香港天文臺：指定地點閃電戒備服務 香港天文臺：大雨及雷暴區域資訊 澳門特別行政區政府地球物理氣象局：現時雷暴警告 交通部中央氣象署：大雷雨即時訊息 雷達影像 中央氣象臺：雷達圖 香港天文臺：天氣雷達影像 澳門特別行政區政府地球物理氣象局：雷達圖 交通部中央氣象署：雷達回波 交通部中央氣象署：劇烈天氣監測 衛星雲圖 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