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”!



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  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。



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  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。

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。

  • 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

  • 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?

  • 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,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

  • 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,这便形成下击暴流。

图源网络

从发生时间上看下击暴流四季可见,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:



“气流炸弹”下击暴流:飞机起降的隐形杀手!
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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。

  • 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。

  • 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

  • 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。

  • 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。



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  做完题再走~

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。



 参考答案与解析 
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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。

2D

【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。

3C

【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