[科普中国]-对流单体

释义

对流单体是形成雷雨(多单体雷雨、气团性雷雨或不规则性多重单体)单个的对流活动，称为对流单体或降水单体、雷雨单体。它与一个个积雨云相对应，其生命史经过发展、成熟、减弱消亡三个阶段。

特点对流性天气云系尺度可从1-2 km. 直至几十甚至几百公里， 其发生、发展与周围热力和动力环境关系密切。

对流单体发展的3 个阶段：根据积云中盛行的垂直速度的大小和方向， 风暴单体通常包括3 个阶段: 塔状积云阶段、成熟阶段和消亡阶段。2

(1)塔状积云阶段：云中大气均为上升气流，上升速度一般随高度而增加， 上升速度一般为5-10 m /s ，个别达到25 m /s， 初始回波的水平尺度为1 km 左右，垂直尺度略大于水平尺度， 回波顶通常在一4-一16 ℃之间的高度上，回波底在0℃高度附近。初始回波形成后， 四波向上、向下同时增长，但不及地，回波强度最强在云体的中上部。

(2)成熟阶段：成熟阶段上升气流和下沉气流共存， 从云底最初出现降水之时就是成熟阶段的开始，也可认为雷达回波及地是对流单体成熟阶段的开始。云中上升气流达到最大，同时由于降水质点的拖曳作用，出现冷性沉气流。该下沉气流在近地面与单体运动前方的低层暖湿空气交汇而形成阵风锋.。云顶伸展到对流层顶附近时不再向上发展，而向该处的环境风下风方向扩展， 出现水平伸展的云砧。 云砧内的水物能产生强的雷达回波.。云砧回泼水平扩展可达到几十公里至上百公里，而实际水平尺度可达1 00- 200 km。

( 3 ) 消亡阶段：下沉气流逐渐扩展到整个单体，上升气流逐渐消失，雷达回波强中心下降到地面附
近，回波强度越弱，降水也趋于减弱。

总之，一个典型的对流单体的3 个阶段约各经历1 5-20 min。 其整个生命史为4 5 min-1 h .。事实上，自然界往往不是孤立的对流总体.。有时， 一个单体达到成熟阶段，而另一个单体还处于新生发展阶段.。所以从宏看，整个积雨云系包含了几个单体，其生命史可维持数小时之久。2

影响对流发展的环境条件对流单体发展的强弱及其移向、移速与周围环境热力和动力的关系较密切，主要的环境因子有热力不稳度、水汽条件和环环境风垂直切变。

(1)热力不稳定度条件:：高层冷空气配低层破湿空气构成的强对流不稳定，十分有利于强对流天气的发展.。对流有效位能是描述热力不稳定度的指标之一。

(2)垂直风切变： 大量研究和 观测事实表明，垂直风切变的增强有利于风暴内斜升气流的形成，维持上升运动，也有利于中层干冷空气的吸入，是强风暴维持的重要条件。2