你听说过一种从天而降的“气流炸弹”吗?它曾导致飞机坠毁,也曾让千吨巨轮瞬间倾覆。这股神秘又危险的气流因何而生?又有何特性?今天这篇文章,带你认识“下击暴流”!
什么是下击暴流?
下击暴流,顾名思义,是一种局部的下沉气流,发展于成熟雷暴云中,但下击暴流不同于普通雷暴中的下降气流,它们的强度更大且集中于更小的区域,同时还有突发性强、破坏性强、难以预测等特点。
其通常表现为一股强烈的气流从天空冲向地面,接触地面后,气流向四面八方扩散,产生直线型大风,越接近地面风速越大。(就像从水龙头中流出来的水柱碰到水槽后四处散开一样)
图源:中国气象局
【注】直线型大风:下沉气流撞击地面后,在有限的时间和空间迅速流动,受地转偏向力影响小,形成“无旋转、沿直线推进”的直线型大风。
【注】水平风切变:指同一高度上,风速或风向突然发生剧烈变化。后文讲到的飞机降落阶段下滑轨道发生变化,就是外冲气流导致的飞机遭遇水平风切变。
下击暴流是如何形成的?
下击暴流是“强对流”天气家族中的危险成员,它源于雷暴,是其中孕育出的极端且具有破坏性的下沉气流现象。从其形成过程来看,主要可分为两个关键阶段——首先要有雷暴云的发展,随后才能产生下击暴流。
先说雷暴云是如何形成的。
它本质上是一种发展到极致的积雨云,内部伴有强烈的上升与下沉气流。这种云体是产生雷电、短时强降水、大风甚至冰雹等强对流天气的直接系统。
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对流发展阶段
大气中充足的水汽是下击暴流形成的物质基础。此时,若大气下层地面受热不均匀,导致近地面空气大幅膨胀上升,或是遇地形、锋面活动抬升气流,都会触发大气的对流运动。
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云体发展阶段
一旦对流被触发,空气快速上升,形成强烈的上升气流。在上升过程中,空气中的水汽会迅速凝结成云滴或冰晶,同时释放出大量的凝结潜热,进一步加热空气,使上升气流更加强劲,云体不断向上发展,形成高耸的积雨云。
【注】潜热是水在发生相态变化(如蒸发、凝结、熔化、凝固)时,吸收或释放的能量,此过程中水分本身的温度保持不变。
图源:气象学与生活
再来看是如何发生“下击”的?
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下沉气流形成阶段
随着积雨云的发展,云中产生大量降水粒子。当降水粒子(雨滴、冰晶或雹等)的拖曳作用和蒸发冷却效应足够强时,会显著削弱上升气流,从而触发并加强下沉气流。
降水粒子在重力作用下开始下落,下落过程中会与周围空气摩擦、碰撞,从而将周围空气向下拖拽,诱导出下沉气流。
如果其中存在未完全蒸发的降水粒子,这些粒子会在下沉过程中蒸发,并吸收周围空气的热量,使空气冷却。冷却后的空气密度增大,进一步增强了下沉气流的强度。
图源:气象学与生活
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下击暴流形成阶段
下沉气流在下降过程中不断加速,当到达地面时,由于受到地面的阻挡,猛烈撞击地面后,气流会像“炸弹碎片”一样向四周快速扩散,这便形成了下击暴流。
图源网络
从发生时间上看,下击暴流四季可见,多发于夏季,如我国东部夏季午后至傍晚时段多发下击暴流,因夏季午后太阳辐射强,地面升温速度快,对流作用强,且东部季风气候区,夏季水汽供应充足,利于对流天气的发生和发展。
在地区分布上,下击暴流在全球范围内均有发生,但某些地区由于特定的地形和气候条件,下击暴流的发生频率和强度可能会更高。例如,山区、河谷地带以及气候多变的地区,都是下击暴流的高发区。
丹佛斯泰普顿机场附近的下击暴流
图源:气象学与生活
根据其宏观表现与物理属性,下击暴流主要有两种分类方式:

下击暴流的危害
下击暴流触地后,直线风速可达160千米/小时,带来的瞬时大风破坏力极强,相当于一个弱龙卷风。而且这种突发性的大风预测难度大,所以短时间内给地面设施带来的破坏很大。
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破坏建筑物
下击暴流产生的强大风力可以轻易地掀翻屋顶、吹倒墙壁,在城市中,可能导致高楼的玻璃幕墙破碎、广告牌倒塌,进而造成人员伤亡和财产损失。
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影响交通运输
在公路上,强风可能使车辆失控,引发交通事故。在航空领域,下击暴流是飞机起飞和降落阶段的重大安全隐患,它会使飞机遭遇突然的下沉气流和风向变化,可能导致飞机失速、偏离跑道等危险情况。
一架准备降落的飞机通过下击暴流,
首先被强逆风抬升,接着因下降气流和顺风突然下降。
图源:中国气象局
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损害农业
下击暴流会使农作物大面积倒伏,破坏农田设施,导致农作物减产甚至绝收,给农业生产带来巨大损失。
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破坏电力设施
强大的风力可能刮断电线杆、吹倒输电塔,导致电力供应中断,影响居民生活和工业生产。
天气在航空安全中起到重要作用,微下击暴流是影响航空安全的一种特殊天气。微下击暴流属于突发性、局地性强对流天气,其下沉气流到达地面后会产生一股直线型大风,越接近地面风速会越大,最大地面风力可达十五级。气流运动方向的变化往往在飞机起飞和着陆时造成严重危害。下图示意微下击暴流云层剖面和飞机穿越微下击暴流区的着陆过程。据此完成下面小题。
1. B
【解析】微下击暴流为强对流天气,主导因素是垂直温差大,B正确;相对湿度是形成降水的必要条件,但就算相对湿度大,若大气上下层垂直温差小,大气稳定,也不会出现强对流天气,A错误;下击暴流四季可见,但夏季为高发期,可见绝对温度不是主导因素,“上冷下暖”的垂直温差越大,越容易发生下击暴流,因此地面温度高更容易产生强对流天气,C错误;低空气压高是下沉气流运动的结果,而不是条件,D错误。
2. D
【解析】微下击暴流属于小范围天气系统,气流下沉后形成水平大风,水平气压梯度力大,A错误;由于微下击暴流水平尺度极小(通常<4公里),地转偏向力对其影响微乎其微,因此气流沿气压梯度力方向直线运动,形成直线型大风。D正确,B、C错误。
3. C
【解析】飞机降落阶段,逆风会获得升力,使飞行高度上升,遭遇下沉气流及顺风时,会导致升力减小,使飞行高度降低,故下沉气流应出现在飞机高度迅速降低的位置,C正确,A、B、D错误。
参考资料
《气象学与生活》
中国气象局报社
本篇内容创作团队
撰文:未晞 羊羊
指导:羊羊
排版:杳杳
封面设计:阿希
文字校对:安安 青衣