#08 大氣現象---雷暴、亂流

雷暴

• 定義: 一種由積雨雲產生的地區性風暴
• 形成條件(=有利於雷雨發生的條件):

1. 地面日照升溫: 如夏季午後雷陣雨的產生、都市熱島效應造成大地散熱不易(尤其是盆地地形，熱島效應會更明顯)
2. 高空輻射冷卻降溫: 造成對流更容易發生
3. 地面因為溫度平流而增溫: 會促使對流更容易發生
4. 高空有冷平流，地面有暖平流: 造成對流容易發生
5. 氣流水平輻合:加劇氣流向上的抬升作用
6. 氣流遇地形抬升

• 雷雨分類

1. 氣團雷雨:又稱熱雷雨，為台灣7-8常見的雷雨種類，例如:午後雷陣雨即是一種
2. 鋒面雷雨:台灣地區2-6月較常見的類型，特別是鋒面交會和過渡時期的時候，例如:滯留鋒帶來梅雨，因而產生雷雨程度的大雨
3. 地形雷雨:所有月份皆有可能產生，只要氣流受到地形抬升形成不穩定的大氣，就有可能形成

• 雷雨的生命史【這個屬於超常考的出題重點呦】

• 雷電的產生

• 雷雨預測

1. 雷達回波: 依據都卜勒效應，當氣象測站發射的雷達波掃到大氣中的水氣後會反射回雷達波接收器上，而水氣量的多寡以及水氣的接近或遠離會使得反射的雷達波強度有所差異(水氣多，反射強；水氣靠近，反射頻率增加)，利用雷達回波發射雨接收之間的時間差可以用來判斷雷雨胞與測站間的距離，透過雷達迴波垂直掃描雷雨胞，也能分析雷雨胞的結構。
2. 衛星雲圖:紅外線衛星雲圖是利用透過衛星上的紅外線儀感測雲體溫度，藉由雲體溫度去推估雲的高度，當雲所在位置越高，雲溫會越低，在紅外線衛星雲圖上的顏色呈現會越白；可見光衛星雲圖是利用衛星接收雲頂反射的太陽光的反射程度去推估雲的厚度，當雲體越厚，雲體反射能力越強，在可見光衛星雲上的顏色會越白，但因為是反射太陽光，所以只能在白天進行觀測，若將紅外線與可見光衛星雲圖交叉比對，可以判斷雲的種類，假如是積雨雲，特性為雲厚且高，所以在兩種衛星雲圖上都是明顯的白色範圍。

• 其他與雷暴相關的重要概念

1. 外流邊界: 在颮(ㄅㄧㄠ)線或雷雨前緣，因強降雨而強烈下降的冷空氣在觸地後快速往前推，與前方暖空氣形成邊界
2. 陣風鋒面:上升與下降氣流之間的切變以及抬升作用，其結構在都卜勒雷達回波圖上的垂直剖面可見一突出鼻狀，此特性是因往前衝的空氣受地面磨擦力拉扯所致
3. 颮線:雷雨雲雲系有組織的排列成線狀
4. 下暴(衝)氣流【這個蠻常考的，寫跟雷雨有關的申論題建議可以帶入這個觀念】:當下降氣流離速超過每秒3.6公尺時稱之，根據氣流所影響的水平範圍(尺度)可分為巨暴流或微暴流

• 雷雨造成的天氣危害(飛安影響)

1. 垂直氣流:造成航機垂直高度忽然改變、無法保持巡航高度
2. 陣風:風切使航機顛頗、偏航、滾動
3. 冰雹:造成機體損傷
4. 閃電:造成駕駛目眩、電子設備毀損、無線電失靈
5. 積冰:增加過多的飛機負重
6. 強降水、低雲幕: 降低能見度，造成起降困難

亂流

• 定義:空氣因渦流或垂直氣流造成的不規則擾動
• 成因

1. 對流性亂流:因為熱力垂直對流而產生
2. 地形: 又稱機械性或動力性亂流，空氣因地形遭抬升或阻礙流動而產生
3. 機尾亂流:飛機起降時，引擎的運轉會造成空氣擾動，因此飛機起降需有時間時間差待機尾亂流消散，航機飛行與等待起降之間也需保持安全距離
4. 山岳波:強風過山後會在背風坡形成渦漩
5. 風切:大氣單位距離內因風向、風速改變而產生不規則的空氣擾動

• 風切的分類與成因

• 亂流造成的危害

1. 航機失速
2. 飛機顛頗造成組員及乘客不適
3. 氣流擾動造成高度表指示高度有誤差(因為高度表指示高度的原理是透過氣壓反推高度，亂流就代表氣壓處於紊亂狀態)
4. 潛在猛烈下降氣流造成的威脅

• 晴空亂流(Clear Air Turbulence, CAT)

1. 專指高空噴射氣流附近的風切亂流，所以別稱又稱為高空風切亂流
2. 特徵:通常不伴隨雲的出現且發生在天氣晴朗處，所以不易覺察和被觀測到，也常與噴流相伴發生
3. 盛行:冬季緯度20-25度之間的西風帶、冬天冷暖空氣溫度梯度大的區域、當同時有冷暖平流和強風切相伴發生時、極地地區的高空槽、噴射氣流轉彎處、容易有山岳波出現的地方(所以飛機通常會避開高山飛行)
4. 成因:未有定論，風切產生的任一可能因素都有可能造成晴空亂流