第3章 电闪雷鸣——认识雷电现象(3)

人们从飞机、火箭穿过并无自然雷电的云体而常常遭受雷击受到启发，发现在有可能产生雷电，但云中场强尚不足以造成闪电的云中，发射小火箭之类的细长型高速飞行导体可以诱发雷电。一是因为这些导体在云中运动时本身强烈起电，严重影响云中电场；二是因为这些导体易产生电晕放电，从而改善了云中导电情况；加之这些飞行器排出的高导电性喷气，相当于将飞行器加长，从而增大了作用范围，因此可以诱发云中雷电，从而消耗云内电荷，在云中开辟出一条安全通道，使导弹、宇宙飞船能安全穿过云层进入大空。如果发射带拖线的小火箭，可以诱发危害最大的云—地雷电，达到某些军事目的。

认识雷暴

雷暴是伴有雷击和闪电的局地对流性天气。

当大气中的层结处于不稳定时，容易产生强烈的对流，云与云、云与地面之间电位差达到一定程度后就要发生放电，有时雷声隆隆、耀眼的闪电划破天空，常伴有大风、降雨或冰雹。这就是雷暴现象。

1.雷暴的种类

（1）根据大气的不稳定性及不同层次里的相对风速来划分雷暴，可将其分为单细胞雷暴、多细胞雷暴和超级细胞雷暴三种。单细胞雷暴：单细胞雷暴是在大气不稳定的情况下发生，且此时只有少量甚至没有风切变时发生。

单细胞雷暴的持续时间通常较短暂，不会超过1小时，所以也称其为“阵雷”。炎炎夏季，我们经常能够遇到单细胞雷暴。

多细胞雷暴：多细胞雷暴由多个单细胞雷暴所组成，由单细胞雷暴进一步发展而成。发生多细胞雷暴时，会因为气流的流动而形成阵风带，这个阵风带可以延绵数里，如果风速加快、大气压力加大及温度下降，这个阵风带会越来越大，并且吹袭更大的区域。

超级细胞雷暴：是在风切变极大时发生的，并由各种不同程度的雷暴组成。这种雷暴的破坏力最大，并且有30%的可能性会产生龙卷风。

（2）根据雷暴形成时不同的大气条件和地形条件，一般将雷暴分为热雷暴、锋雷暴和地形雷暴三大类。

热雷暴

热雷暴多发生在温暖的天气里，孕育它的是几乎静止、很热、均一的气团。

下层空气受热或上层空气受冷而发生强烈的上下对流作用，产生热雷暴的雷云，其往往决定于局部的条件，例如地形、温度和湿度等。

大陆的夏季常常有这样的雷暴，一般出现在闷热、无风和晴朗的夏天的午后。而下层空气受热的作用在个别高处和小山上又特别明显，因而这种地方出现的热雷暴也特别多。

热雷暴伴有强烈的暴雨，发展迅速，雨势很急，往往还带有冰雹和无数的闪电，但雷暴的分布极不均匀。

锋雷暴

当两个大的气团移动时，在冷气团和暖气团相遇的锋面上发展起来的雷暴就是锋雷暴。冷暖气团相遇时，冷空气总在暖空气下面，排挤暖而湿的空气，并把它抬升起来，于是那个地方的天气就急剧地变化。

按照冷暖空气流动的情况，可以把锋雷暴分为两类：

暖锋雷暴：当暖空气流动到原有冷空气区域时，暖空气沿着冷空气斜坡往上升，在上升过程中产生变冷凝结作用产生的雷暴。因为暖空气沿着冷空气的斜坡慢慢往上爬，作用并不剧烈，雷暴的强度一般不大。但这种雷暴分布的范围广，持续时间较长，雨量较多，常以暴雨形式出现，降雨时多半在夜间。

冷锋雷暴：当强冷空气流像楔子一样侵入原来较轻而暖湿的气团时所形成的雷暴，也叫做寒潮雷。

由于冷空气往往来势很凶猛，所以它比暖锋雷暴来得猛烈，是雷雨中最强烈的一种，常在短时间内形成特大暴雨，因而灾害最重。

冷锋、暖锋、静止锋上都可产生雷暴。其中以冷锋雷暴出现最多，强度也较强。暖锋雷暴较少。

（3）地形雷暴

由于地形作用而引发的雷暴。

由于地形关系，某些地区特别容易产生雷雨。例如在山岭地区，当暖空气经过山坡被强迫上升时，在山地迎风的一面空气沿山坡上升，到一定高度变冷而形成雷云；但到了山背风的一面，空气沿山坡下沉，温度升高，雷雨消散或减弱。特别是在滨海的山岳地带，近海的一面山坡上便常有雷雨发生，这是由于海风潮气特重的缘故。

也有人把冬季发生的雷暴划为一类，称为冬季雷暴。在我国南部还常出现所谓旱天雷，也叫干雷暴。

2.雷暴的特点

（1）突发性强

由于雷暴的发生发展与积雨云联系在一起，从雷暴云的出现到消失，它有很强的局地性和突发性，水平范围只有几公里或十几公里，在时间尺度上也仅有2~3小时，因此，这种中小尺度天气系统在预报上有一定的难度。

（2）能量巨大

雷暴的能量很大，千分之几到十分之几秒的雷电放出的电能，可达到数十亿到上千亿瓦特，温度为10000℃~20000℃（3）变幻莫测

雷暴能变幻出各种神秘莫测的怪异景象。排列整齐的一队羊群，雷电可能有规律地间隔击毙其中的一部分；遭到雷击的人或动物，可能在皮肤表面或毛皮之内留下某种图案或“象形文字”。

据悉，美国有个小男孩爬到树上掏鸟蛋，适逢雷击，落地毙命的小男孩胸部清晰地烙着那棵树的图像，枝头上还有一只小鸟，小鸟的旁边正是那个鸟窝，人们对这些现象至今还无法做出科学的解释。

雷暴分布

根据各国闪电观测资料，可以绘制全球年平均雷电日的地理分布。

全球年平均雷电日的地理分布与大气环流、海陆分布、地形和地貌、冷暖洋流及局地条件有关。

1.全球雷电的纬度和海陆差异

纬度差异。全球平均年雷电日具有随纬度增加而递减的分布趋势，因此雷电日高值区多位于纬度小于20°的大陆上，而在北纬70°以北地区和南纬60°以南地区，平均年雷暴日递减至1天以下。在大陆上赤道地区的平均年雷暴日约为100~150天，热带地区的平均年雷暴日约为75~100天，中纬度地区的平均年雷暴日约为30~80天，极地的年平均雷暴日一般为1天。

在南半球，雷暴活动的南界大致位于南纬60°附近，但有些地方的雷暴活动的纬度更低。在北半球，雷暴活动的范围比南半球广，大致可达北纬70°附近，甚至在北极地区的一些地方也有雷暴出现。海陆差异。气象卫星观测资料表明，由于陆地的热容量小，地面加热升温快，陆地上的对流活动较海洋频繁，雷暴活动明显大于同一纬度的海洋，雷暴的高值区出现于陆地，而低值区出现于海洋。

陆地上水汽条件的作用。干旱的沙漠地区，由于水汽条件很差，即使地面加热率很大，也不易形成对流性云系，因此沙漠地区是平均年雷暴日最低的地区，而对于潮湿地区，平均年雷暴日一般大于同纬度干旱的地区。

2.全球平均年雷暴日的地理分布

全球平均年雷暴日的高值区主要位于非洲中部、美洲中部、东南亚和我国海南岛。这些地区的平均年雷暴日大于100天，个别地区达到180天以上，其中中国海南岛儋县的平均年雷暴日为124天，马来西亚的吉隆坡为180天，澳大利亚的乔治港为101天，非洲乌干达的坎帕拉高达242天，巴西的马托格罗索为161天，卡拉瓦里则达到了206天。

全球平均年雷暴日的低值区主要在陆地上的沙漠区，如北非的撒哈拉大沙漠、阿拉伯地区鲁卜哈利沙漠、澳大利亚中部大沙漠、吉布森沙漠、维多利亚大沙漠等地区。

海洋地区的平均雷暴日低值区位于印度洋、南大西洋、南太平洋和东北太平洋地区。平均雷暴日小于5天，某些地区甚至无雷暴发生。

3~5月为北半球春季，南半球秋季，因此北半球的雷暴活动逐渐加强，而南半球的雷暴活动逐渐减弱，如马来西亚和新加坡地区、乌干达和坦桑尼亚与刚果相交地区、塞拉勒内窝、利比里亚、加纳等地区的平均季雷暴日高值区可达40~60天。

6~8月为北半球夏季、南半球冬季，因此北半球的雷暴活动十分旺盛，南半球的雷暴活动较弱，赤道热带地区雷暴活动并不很显着。

这时期，平均季雷暴日的高值区可达30~50天以上。如新加坡、马来西亚、菲律宾、印度北部、巴基斯坦和孟加拉国等地区的平均季雷暴日高值区可达30~40天。

9~11月，北半球为秋季，南半球为春季，这时北半球雷暴活动减弱，南半球雷暴逐渐加强，平均季雷暴日的高值区可达30~50天以上。如新加坡和马来西亚等地区平均季雷暴日的高值区可达30天以上，而非洲的坦桑尼亚和乌干达与刚果交界地区、塞拉勒窝内、利比里亚、象牙海岸、加纳、尼日利亚和喀麦隆等地区的平均季雷暴日的高值区可达40~50天以上。

12~2月，北半球为冬季，南半球为夏季，这时北半球雷暴活动最弱，南半球雷暴活动十分旺盛，平均季雷暴日的高值区可达30~60天以上。如澳大利亚北部、印尼等地区平均季雷暴日的高值区可达50天以上，坦桑尼亚和乌干达与刚果交界地区、马达加斯加平均雷暴日的高值区达60天以上。巴西大部地区和秘鲁东部地区平均季雷暴日的高值区可达30~50天以上。

根据雷暴观测资料，按雷暴活动强度，我国大致可以划分为4个区域：

（1）长江以北、105°E以东地区

主要包括黑龙江省、吉林省、辽宁省、内蒙古自治区中部和东北部、河北省、山东省、江苏省、安徽省西北大部、山西省、河南省、湖北省大部、陕西省、四川省东半部、宁夏回族自治区和甘肃省东南部等地区。

平均年雷暴日为20~50天，各地区的年雷暴日虽有所不同，但是随纬度的变化不大。平均雷暴时为50~200小时，大部分地区为75~150小时，平均年雷暴时随纬度减小而略有增加。平均雷暴持续时期为150天左右，平均雷暴季节为4~9月或2~10月，随纬度减小而增加。

（2）长江以南、105°E以东地区

主要包括浙江省、福建省、广东省、广西壮族自治区、安徽省东南部、江西省、湖南省、贵州省及四川省、湖北省和江苏省长江两岸等地区。

长江两岸地区平均年雷暴日偏低，多为40~50天；两广南部地区平均年雷暴日偏高，为90~120天；海南岛中部的琼中和儋县高达124天，是我国年雷暴日最高的地区。平均年雷暴时，长江两岸地区为150~200小时，华南南部地区增至400~600小时。

长江两岸地区的年平均雷暴时偏低，为120~200小时；广东和广西地区的平均年雷暴时偏高，达400~600小时。平均雷暴持续时期为200~240天；平均雷暴季节为3~10月或2~10月。

（3）360°N以北、105°E以西地区

主要包括内蒙古西南部、甘肃省中部和西北部、青海西北部和新疆等地区。

平均年雷暴日一般不到20天，其中甘肃和内蒙古的巴丹吉林沙漠和腾格里沙漠地区，平均年雷暴日低于10天，是我国平均年雷暴日最低的地区。平均年雷暴时小于50小时。其中甘肃和内蒙古自治区的巴丹吉林沙漠和腾格里沙漠地区的平均年雷暴时低于25小时，内蒙古的老东庙为16小时，新疆的准噶尔盆地内的古尔班通古特沙漠、塔里木盆地的塔克拉玛干沙漠、青海的柴达木盆地等地平均年雷暴时低于20小时，是我国雷暴最少的地区。平均雷暴持续时期偏低，为50~150天；平均雷暴季节一般为5~8月或5~9月左右。

（4）360°N以南、105°E以西地区

主要包括甘肃省东南部、青海省大部、西藏自治区、四川省西部和云南省中部和西部等地区。

平均年雷暴日一般为50~80天，高于同纬度地区。平均年雷暴时较其他同纬度地区高。平均雷暴持续时期和平均雷暴季节较其他地区高，并且有随纬度减小而增加的趋势。该地区的平均雷暴时期为160~170天，平均雷暴季节为4~10月或3~10月左右。该区的甘肃西南部、四川的西部和西藏的东部地区，平均雷暴时期长达180~230天，平均雷暴季节为3~10月或3~11月，其中云南中部和西部地区平均雷暴时期长达200~300天，平均雷暴季节为2~11月或1~12月。总的来说，我国雷暴日数呈“三多三少”现象：南方多，北方少；潮湿地区多，干旱地区少；山区多，平原少。据统计，广州每年平均83.1天有雷暴，上海仅32.1天，北京36.6天，哈尔滨31.0天。我国气象站中雷暴日数最多的地方在云南西双版纳和海南岛。云南勐腊年平均雷暴日数128.8天，最多年148.0天。海南儋县124.1天；海口118.0天，最多年134.0天。