木 易

雷暴是伴有雷擊和閃電的局地對流性天氣。它必定產生在強烈的積雨云中,因此常伴有強烈的陣雨或暴雨,有時伴有冰雹和龍卷風,屬強對流天氣系統。雷電給人以神秘感,又具有很大的破壞力,會襲擊人畜,毀壞房屋,引起森林大火。在人類對自然還缺乏認識的時代,雷電往往使人感到恐懼。然而,隨著氣象學,特別是大氣電學的發展,今天人們對雷電的認識深刻了許多。
雷暴經常出現在大氣層不穩定的天氣條件下。暖濕的空氣被熱的下墊面或鋒面抬升,就會變得不穩定,當被抬升的空氣冷卻到它的露點溫度時,就形成積雨云。我們將產生雷電現象的積雨云稱為雷暴。
一次雷暴天氣過程分為三個階段。“積云階段”是雷暴發展三個階段的第一階段,它的特點是氣團持續上升產生云。當云中的雨滴和冰粒逐漸變大且重量超過抬升力時,雨滴就從云中掉下,使云下的溫度低于四周的溫度,并使這里密度增大。這個過程導致云內形成下沉氣流。當下沉氣流變得足夠強,并使降水第一次到達地面時,就進入了雷暴的成熟階段。最后,下沉氣流截斷上升氣流并使之失去抬升的暖空氣,雷暴完全被下沉氣流主導,就進入雷暴的消散階段。
普通雷暴單體的水平尺度為5~l0公里,高度可達12公里,生命期大約1小時。在云內和云外的垂直運動將產生很強的向前的下降氣流。這種強烈的下降氣流的作用可以在積雨云的底部形成陣風鋒,這個陣風鋒反過來激發出一個新的雷暴,整個循環又重新開始。一個普通雷暴云有時只有一個雷暴單體,有時則有幾個雷暴單體簇集而成,各個雷暴單體往往處在不同發展階段。它們聚集在一起,不斷地形成和消散,從環境中吸取空氣。
因此,盡管每個單體的生命時間有限,但一個多單體雷暴云作為一個整體來看,卻可以存在好幾個小時直到最后一個單體消失,不再產生單體時,雷暴過程才算結束。強烈雷暴云的結構表現為云體內有穩定、強大的升降氣流,強大的上升氣流來自近地面層軟濕氣流,通常從云體右前側流入,進入云體后傾斜上升,在云體中部上升速度最大,可達20~30米/秒。

我們通常將閃電分為地閃和云閃兩類:地閃指打到地上的閃電;云閃指發生在云內或云間的閃電,也就是沒有打到地上的閃電。平均而言,地閃只占全部閃電的1/3以下,而云閃占2/3以上。閃電的發生與強對流云的發展密切聯系,云內的第一個閃電幾乎總是云閃,有些雷暴云中的閃電可能全部為云閃,所以云閃的研究和探測很重要,而且云閃信息也更具有強對流發展的預警指示意義。
此外,有一種放電是由云向天上閃,而不是向地下。發生在雷暴云和電離層之間的放電,叫作中高層大氣瞬態發光事件,這里也可以比較形象地簡稱其為“天閃”,代表性的叫“紅色精靈”(Red sprite)。其觀測難度很大:一是因為發生時間短、位置又不能預測,很難捕捉到。二是發生高度高,必須在幾十公里以外才能觀測到,所以儀器靈敏度要求高。因為是光學觀測,觀測場地附近和光學觀測路徑上視野要好,不能有強光污染,有霧、霾或強降水都不行。
據統計,因雷暴或與雷暴有關的天氣造成的飛行事故,已占到了氣象原因造成飛行事故的一半以上。盡管絕大多數雷暴是在不穩定天氣條件下形成的,但有時也會在層狀云中形成,這種雷暴稱為“隱藏雷暴”。因為這種雷暴隱藏在其他云層中,飛機在云中飛行時,飛行員不能發現它,因此,它們會對飛行造成很大的危害。
在國際民航1978-1990年160起因氣象原因發生的飛行事故中,由雷暴直接引起的事故有14起,與雷暴有關的雪或暴雨引起的有41起,惡劣天氣引起的34起,顛簸及亂流引起的12起,結冰引起的10起,低空風切變引起的7起,幾項加起來共計118起。
在國內民航1951-1991年48起因氣象原因發生的飛行事故中,由雷暴直接引起的事故有4起,與雷暴有關的復雜氣象引起的14起,積冰引起的5起,風切變引起的2起,共計25起。可見,雷暴危害巨大。作為航空人員來說,很有必要認識雷暴產生的威脅飛行安全的主要天氣現象。
湍流
雷暴云中的強烈湍流會引起飛機顛簸,是危及飛行安全的一種主要危險天氣。雷暴云中的升降氣流帶有很強的陣性,分布也不均勻,有很強的風切變。在雷暴云中飛行都會遇到很強的顛簸,輕者造成操縱困難,儀表失真,飛行員難以看清儀表指針,在幾秒鐘內飛行高度可變化幾十米或幾百米;嚴重者造成飛機解體。
暴雨
在特大暴雨中飛行,如點火不及時,有可能會造成發動機熄火,特別是飛機處于著陸的低速階段。例如,1980年6月12日美國威斯康星航空公司的一架斯維林根SA-226密特洛飛機,在內布拉斯加州瓦利著陸時遇雷雨,兩臺發動機因吸入大量雨水而熄火,造成飛機墜毀。
雷擊(閃電擊)
飛機在雷暴云中、云下和云附近飛行時,都有可能被閃電擊中(又稱雷擊),尤其是在0℃附近飛機被雷擊的次數最高。飛機遭雷擊的高度大都在6千米以下,個別發生在11~12千米,90%的雷擊發生在4千米以下。
下擊暴流
下擊暴流又稱下沖氣流,是雷暴強烈發展的產物。這股突發性的下沖氣流存在于雷暴云區地面或近地面,風速達到18米/秒以上,具有極強的垂直風切變和水平風切變,其高度一般在300米以下。它對飛機的破壞性極強,如果飛機毫無反應地進入這個區域,那飛出來的概率幾乎為零,我們應該不會忘記2000年武漢航空公司一架運七飛機在王家墩機場附近遭遇微下擊暴流而失事的慘痛教訓。此外,下擊暴流還會刮壞停放在機場的飛機和其他機場設備。