三、四月正值春夏之交，一面地气回暖，一面冷空气又相对活跃，冷暖空气交汇之下，大气不稳定能量容易积聚，强对流天气发生频繁。3月20日，我国南方多地出现大范围强对流天气，拉开了强对流活跃期序幕。强对流“狠”在哪里？当下有哪些手段可以精准“捕捉”强对流？气象部门又是怎样利用监测预警技术“擒拿”它的？

专家顾问：

中央气象台强天气预报中心副主任 蓝渝

中国气象局气象探测中心雷达应用室副主任 姚聃

暴脾气 爱扎堆 个头小 强对流家族成员大起底

3月16日，贵州省贵阳市乌当区、修文县、白云区以及毕节部分地区出现冰雹；3月21日起，南方出现今年首轮大范围强对流天气，涉及范围广、持续时间长。至此，南方大部开始进入强对流活跃期。

3月份还没过完，就闹出如此大的动静？雷暴大风、短时强降雨、龙卷风这些强对流主要的家族成员，都是些怎样的“狠角色”？

“暴脾气”是强对流的一大特点，它喜欢搞突然袭击，尤其钟爱在春夏季节经常不请自来。“爱扎堆”是它的另一特点，强对流最喜欢组团出现搞事情，一次强对流过程往往同时包含了雷电、短时强降水、雷暴大风、冰雹甚至龙卷风，令人眼花缭乱、无所适从。第三个特点就是“个头小”，强对流发生在对流云系或单体对流云中，属于中小尺度天气系统，多为十几公里至二三百公里，有的水平范围只有几十米。因此强对流天气往往“寿命短”，其生命史短暂，时长不过一小时至十几小时，短的甚至仅有几分钟。最后就是“输出高”，能在短时间内释放出巨大能量，摧毁树木、房屋，破坏公共交通、电力等设施，甚至造成人员伤亡。总之，它们是一群脾气火暴、破坏力强的“不速之客”。

雷电是一种伴有闪电和雷鸣的大气放电现象，通常伴随瓢泼大雨和冰雹。

发展旺盛的积雨云中，小水滴和冰晶等高速碰撞使云体内电荷区分离，当云体内部、云体和地面之间的正负电荷差达到一定程度时就会产生击穿放电现象。雷电分为云闪和地闪，云闪可发生在两个云层之间、单一云层内部以及云层和周围空气之间，地闪则是发生在云层和地面之间的放电。

我国雷暴主要发生在4月至9月，6月至8月则是我国雷电灾害的高发期，7月达到峰值。在地域分布中，我国低纬地区年均雷暴日数高于高纬地区。我国云南南部和广东南部以及海南北部年均发生雷电的天数高达90天以上。而在省会级城市中，海口、广州和拉萨则是雷暴发生最频繁的地方。

冰雹晶莹剔透的外表下，隐藏着破坏庄稼、果树的危险因子。

冰雹出生在发展强盛的积雨云中，春夏季节，天气转暖，在太阳强大热力作用下，近地面极易形成不稳定的湿热空气，与高空冷空气相遇后降温凝结，为冰雹的形成创造了极佳的条件。如果此时对流活动将大量水滴带到0℃层之上的冷云云体中，通过过冷水与冰晶在云内不断碰撞并凝结，会逐渐形成较大的冰团，这就是冰雹。

研究表明，冰雹出没频率与地形条件、地域特征、季节变换等多重因素相关。相对而言，青藏高原、云贵高原、华北中北部、内蒙古中东部、东北地区和新疆西部和北部山区更易受冰雹青睐。

部分地区各月平均冰雹日数占全年的百分比

冰雹出现时间集中在5－9月，而不同地区的出现时间，也存在较大差异。比如在华南、西南地区，冰雹集中出没于2－5月，而在长江中下游地区，冰雹多在2－4月出现，其中3月最频繁。

强对流家族还包含短时强降雨、龙卷等成员。短时强降雨是1小时内降水量超过20毫米的强对流降雨天气。由于其短时间内降雨强度大，往往容易造成洪水，可能引发山体滑坡、泥石流等次生灾害。每年汛期，局地性短时强降水都是防灾减灾的重点。龙卷风是大气中最强烈的涡旋现象，常发生于夏季雷雨天气过程中，其影响范围虽小，但破坏力极大。

在全球变暖大背景下，强对流不按套路出牌、组团搞事情、破坏力增强等特征明显，是我国气象防灾减灾的重中之重。（简菊芳）

省会级城市年平均雷暴发生日数（单位：天）

气象雷达怎么“看”？

龙卷、雷暴大风、冰雹、短时强降水等强对流天气突发性强且时空尺度小，利用地面气象自动站、卫星等“跟踪”难度较大。而气象雷达作为现代气象业务的重要手段之一，在监测强对流天气方面独具优势。

在监测强对流天气过程中，雷达像是有经验的“猎手”，精准“抓捕”进入其探测范围内的信号，立体“扫描”强对流天气系统底部、中部、上部的多种参数，“捕捉”强对流的踪迹。

我们用雷达回波图上的雷达回波强度来估算降雨和降雪强度、预测灾害性天气出现的可能性，一般来说，它的值越大，降雨、降雪的可能性越大，强度也越强。当然，要判断具体出现什么天气，除了回波强度外，还要综合考虑回波高度、回波面积、回波移动速度和方向以及演变情况。

对公众而言，想知道一场风雨何时到达，也可以查看雷达回波图。回波图上不同的颜色代表雷达回波和降水的不同强度，有的区域配色像“菠菜炒蛋”，有的像“西红柿炒蛋”，这些是工作人员将雷达探测信息，通过技术手段“翻译”成可视化语言的结果。其中，红、黄色区域代表有大到暴雨，绿色区域代表有小到中雨，蓝色区域则代表被降水云系覆盖的区域。大家可以根据自己所在区域的不同回波分布，轻松指导生产生活决策。

对预报员而言，雷达回波有更深层的价值。在与强对流的“过招”中，预报员们总结了典型强对流天气的雷达回波特征。

比如，在天气雷达眼中，短时强降水的回波特征有两大表现，一是在某地停滞少动，则意味着会造成大暴雨或特大暴雨；二是强回波不断经过一个地点，如同火车一列列碾过，它在垂直剖面上表现为质心低，速度图上有时还会有“逆风区”出现。

气象雷达的种类很多，常见的主要分为天气雷达、风廓线雷达、激光雷达和云雷达等，它们在实际监测中“各显其能”，发挥着独特优势。因为它们的功能各有不同，所以要加强协同监测才能发挥最大的效益，最大限度地提升强对流天气的监测预警能力。

比如，风廓线雷达主要探测晴空大气，利用大气对电磁波的散射测量风场，可实时提供大气的三维风场信息；云雷达是解决云观测自动化的最佳设备之一，可以观测到冰雹形成、发展的整个过程，并提前20至30分钟预警；相控阵雷达的最大技术优势在于多波束，垂直方向一次精细化扫描，便能快速将立体空间数据全部“收入囊中”，大大提升了强对流天气分析客观性。

龙卷是名副其实的小尺度天气系统，地面上龙卷直径从几米到几百米之间不等。尽管它“小而快”，但仍逃不开雷达的“火眼金睛”。2022年7月20日，江苏在同一天出现多个龙卷，位于连云港、宿迁、淮安和盐城的4部组网雷达，成功捕捉到了这一龙卷过程，提前10到20分钟成功预警。

截至目前，我国已建成由242部S波段和C波段新一代天气雷达构成的世界最大的天气雷达监测网，在防灾减灾和强天气预报预警中发挥了巨大作用。“十四五”期间，气象部门还将再投资建设22部新一代天气雷达，届时，全国将建成由280余部S／C波段新一代天气雷达和400多部X波段雷达组成的雷达观测网，为我国未来自动化观测地基遥感监测体系建设贡献力量。（张娟）

1961—2019年中国年冰雹日数变化

预报预警怎么“判”？

强对流天气的预警是国际性难题，其发生快、“个头小”，生命史短，不容易监测，预警很难打出足够的提前量。从时间尺度来说，强对流天气系统通常在一两个小时内就能完成发生、发展、消亡全过程；从空间尺度来说，小个头更让人难以捉摸，以北京市为例，可能海淀区在下冰雹刮大风，而朝阳区晴朗无云。

目前，我国强对流预警发布主要依靠实况监测和潜势预报，预报员需要根据数值模式预报，兼顾雷达、卫星、自动气象站的观测结果等多源气象资料研判强对流天气出现的可能性，然后再决定是否发预警。比如，运用图像识别和机器学习等新技术，快速、智能化监测预警强对流天气已成为现实。就冰雹预警来说，通过机器学习，系统能清晰地分析出雷达回波上的冰雹特征，从而更好地识别冰雹云，并推算出其移速和移向，给出冰雹可能的影响范围。

从预警类别上来看，应对强对流天气，中央气象台主要提前发布强对流天气预警，各省（自治区、直辖市）市县气象部门及时发布本省强对流天气预警，或雷电、大风、冰雹等灾害天气预警信号，其侧重点和服务时效各有不同。对局地强降水、短时大风、雷电、冰雹等强对流天气（龙卷风除外），实现提前1小时预报预警是《气象高质量发展纲要（2022－2035年）》中提出的具体要求。

强对流天气预警等级与风雨雷电的强度相关，也与强对流天气发生的范围相关。目前，中央气象台发布的强对流天气预警分为三级，从轻到重依次为蓝色、黄色、橙色预警。

中央气象台发布预警涉及的面积更大，需要至少相邻3个省份可能出现强对流天气才会发出预警，相对时效也更长，各省（自治区、直辖市）　的强对流天气预警一般针对未来数小时的天气情况。

近年来，我国大范围强对流天气过程的预警漏报情况已经很少出现，不过，在预警范围和位置的准确性上还有提升空间，毕竟针对分钟级、公里级甚至百米级的强对流精细化预警预报仍是世界级难题。2022年，我国强对流预警时间提前量与暴雨预报准确率均创历史新高。（张娟 崔国辉）

（分析：王美丽 制图：赵淼 责任编辑：张明禄）