长生命史超级单体风暴：揭秘其神秘面纱

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长生命史超级单体风暴：揭秘其神秘面纱

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https://blog.csdn.net/baidu_39514357/article/details/141003019

https://blog.csdn.net/GaoZT_CSDN/article/details/142250476

http://qxxb.cmsjournal.net/

https://www.cnblogs.com/Mount256/p/18352911

https://en.wikipedia.org/wiki/zh:%E6%BE%B3%E5%A4%A7%E5%88%A9%E4%BA%9A?mobile-app=true&theme=false

https://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%BC%BA%E5%AF%B9%E6%B5%81%E5%A4%A9%E6%B0%94

https://www.baike.com/wikiid/7267156927813140539

https://www.goodreads.com/questions/4676584-99367376-v

https://www.storm-chasers.cn/archives/3713

10.

https://www.goodreads.com/questions/4681625-99367376-r

11.

https://zh.wikipedia.org/wiki/%E6%BE%B3%E6%B4%B2

2024年10月，澳大利亚遭遇了一场罕见的超级单体雷暴，这场持续时间长达数小时的强对流天气系统，不仅带来了破坏性的大风和冰雹，还引发了严重的洪水和停电问题。这场灾害让人们再次聚焦于一种特殊的天气现象——长生命史超级单体风暴。

什么是超级单体风暴？

超级单体风暴是一种强烈的雷暴系统，属于强对流风暴的一种。它与普通雷暴的主要区别在于其内部结构的高度组织化和持续时间的持久性。超级单体风暴通常伴随着暴雨、大风、冰雹，甚至龙卷风等极端天气现象，具有极强的破坏力。

长生命史超级单体风暴的特殊性

长生命史超级单体风暴，顾名思义，是指持续时间异常持久的超级单体风暴。这类风暴之所以能够长时间维持其强度，主要得益于以下几个关键因素：

稳定的环境条件：长生命史超级单体风暴通常发生在大气层结稳定、水汽充足且风切变较强的环境中。这种环境条件有利于风暴的持续发展和维持。
持续的触发机制：如冷锋或地形抬升等，促使暖湿空气迅速上升，为风暴提供持续的能量来源。
独特的内部结构：长生命史超级单体风暴具有高度组织化的动力结构，其中最显著的是中气旋的存在。中气旋是风暴内部的旋转气流，它能够有效地组织和维持风暴的强度。

雷达观测揭示内部奥秘

通过雷达观测，科学家们发现了长生命史超级单体风暴的多个特征性回波结构，这些结构揭示了风暴内部复杂的物理过程：

钩状回波：在平面位置指示器（PPI）上，钩状回波是超级单体风暴的一个特征回波，因为呈“钩”状，因而称为钩状回波。下图中，第一张子图所展示的就是经典超级单体风暴的钩状回波，从 A 点到 B 点切一个面，便得到第二张子图所示的剖面图。
通过这张图，先来简单介绍经典超级单体的结构：

第一张子图中，红线处为超级单体前部的入流（inflow）区，可以看到随着入流方向有一条云翼线（flanking line）；而回波区域基本都是广泛的出流（outflow）区。
单体风暴的东北面称为前翼（Forward Flank），西南面称为后翼（Rear Flank）。因此出流区可分为前侧下沉气流区（Front Flank Downdraft, FFD）和后侧下沉气流区（Rear Flank Downdraft, RFD）。
第一张子图中，紫色区域是反射率因子最强的区域，可能发生暴雨和冰雹；一般降水发生在 B 点所在的区域，称为云体下层降水区。
第一张子图中，绿色区域大致对应超级单体的云砧（anvil edge）。由于雷暴云中强烈上升气流（Updraft, UD）到达对流层顶后，受到对流层顶强烈的水平气流作用而不能继续上升，从而向四周快速扩散，形成云砧，一般不形成降水。云砧的形状可见第二张子图中对应绿色区域。
在上升气流的底部，通常会出现云底的降低，称为壁云(Wall Cloud)。
第二张子图中，可看见云砧上方有一个向上拱起的云体，称为云顶上冲（Overshooting Top），是强烈上升气流而导致的。它是风暴的顶部，对应第一张子图中钩状回波“拐弯”的地方。
第二张子图中，强烈的上升气流从地面倾斜地深入风暴前部，实际情况为上升气流在云体内是螺旋性上升，使得大尺度降水粒子都被“甩”到云体的四周，因此在云体中间区域产生了有界弱回波区（BWER），可简单理解为“云体中有一个倒扣的杯子”。因为 BWER 四周都是强回波区（即回波墙），所以称之为“有界”；若四周都不全有回波墙，那么该区域被称为弱回波区（WER），可简单理解为“倒扣的杯子缺了部分杯壁”。另外，BWER 的上方就是云顶上冲，它们一般都在同一个垂直结构上。

云顶上冲：云体内部的强烈上升气流使云顶出现部分隆起，称为云顶上冲。通常：

出现云顶上冲表明此时雷暴处于发展阶段，上升气流强盛；
当雷暴云顶表现为庞大而平滑的圆顶状时，说明云中上升气流变化不明显，雷暴处于成熟稳定状态；
当云顶坍塌时，说明云中下沉气流占主流，雷暴进入消散阶段。此时易出现下击暴流，地面出现阵风锋。
在 RHI 上很容易看到云顶上冲：

悬垂状回波：在云砧下部有一个悬挂在空中的强回波区域，称为悬垂状回波。它的形成原因是：云砧中基本都是不产生降水的粒子，这些粒子在下落的过程中会被风暴前部的强烈上升气流托持而没有降落到地面，因而在 WER 或 BWER 的上方形成向前伸展的强回波区。悬垂回波内有大量的小冰雹，为冰雹的生长提供雹胚。
在 RHI 上可以很清晰看见悬垂回波：
弱回波区（WER）和有界弱回波区（BWER）：弱回波区（Weak Echo Region, WER）也称为回波穹隆，指的是来自风暴下前方的强烈上升气流倾斜地深入云体，在风暴前部形成的强上升气流区。若还有回波墙配合，则称之为有界弱回波区（Bounded Weak Echo Region, BWER）。
一般可在 RHI 上发现 WER 和 BWER：
回波墙：在云体下层降水区与弱回波区 WER 之间，回波区强度梯度大，界面陡立，构成回波墙。通常回波墙出现在雷暴云成熟阶段，雷暴云中上升气流和下沉气流相互作用使得降水粒子循环增长，形成冰雹。当上升气流支撑不住冰雹粒子时，地面就会出现冰雹天气，形成了垂直方向的强回波区，即回波墙。
在 RHI 上很容易看见回波墙，如上一节的左上图片中，有界弱回波区 BWER 的四周都是红色区域，这就是回波墙；在右上图片中，弱回波区 WER 仅一侧有回波墙。