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雷暴來臨前為什麼會突然刮起狂風?


        撰文:楊漢賢         2011年9月

    若您對天氣現象有興趣的話,「颮線」這個氣象術語應該不會感到完全陌生。慣常瀏覽天文台教育資源的讀者,更可能記得網站上有好幾遍環繞相似題目的文章:
    1. 「西北石湖風」與「東北石湖風」
    2. 雷暴及狂風
    3. 颮線與石湖風—2005年5月9日狂風大揭秘

    當中的共同主題便是伴隨著颮線而極具破壞力的狂風。狂風在內地又稱為雷雨大風,是指由雷暴所產生的強烈陣風。颮線一詞是指連成一線的活躍雷暴系統,一般包含多個降雨核心區。其實除了颮線外,另一種叫超級單體的強烈雷暴亦可以產生具破壞力的狂風。但與颮線不同,超級單體只有一個降雨核心區。它與一般都是單體結構但生命短暫的熱雷暴的主要分別,在於其中央的旋轉上升氣流及能夠持續數小時的頑強生命力。

    那麼,這些強烈雷暴是怎樣產生狂風的呢?其中一個共通的機制是在雷暴的降雨核心區形成「下擊暴流」。當高空的氣塊(指大氣中一個假想的一團空氣)內有雨點蒸發或冰雹溶化,其溫度會顯著下降。上述兩種微物理過程皆需要從周圍的空氣中吸取能量,所牽涉的氣塊會因而冷卻。特別當大氣中層非常乾燥的時候,例如在春夏之交華南沿岸地區仍受到乾燥東北季候風的侵入,蒸發冷卻的效果可以是十分有效而迅速的降溫過程。經過這項冷卻過程後,氣塊的密度相對於環境的空氣會顯著增加,因而失去浮力並下衝至地球表面,形成下擊暴流現象。當這支下衝氣流撞擊地面時,能量及動量會被逼轉為以水平方向傳遞,所激發起的出流(又稱外流)會向四方八面擴散並沿途產生強烈陣風,情况有點像從空中向地面擲下水彈,水花四濺的壯觀景象。

    出流的前緣稱為陣風鋒(亦稱颮鋒),最大的風速一般會在接近鋒區的位置出現。由於出流及其陣風鋒的密度較環境空氣高,其實際的傳遞速度會較源頭雷暴的移動速度更快。對地面觀測者來說,若他或她身處於出流下游較遠的位置,將會率先感受到陣風鋒帶來的強烈陣風,然後才會被後來的驟雨弄濕。故此,古人所說的「山雨欲來風滿樓」其實是頗有科學根據的。由於陣風鋒移動速度快,橫過觀測者上空的時間會十分短促,所量度到的強大陣風亦會呈現為短暂現象,往往只會持續數分鐘。


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    最近修訂日期: <2012年12月21日>