风云有测｜夏季对流之能量哪里来？（上）
原创 沈越婷
4月15日，
2021年第一道闪电划破天际，
第一声春雷响彻京城，
较常年早了8天。
5月16日，
北京市气象局宣布京城入夏，
比常年又早了3天。
这一切都预示着2021年的夏天
将是一个极不平凡的季节。
4月15日以来北京市气象台
已经发布了10个雷电预警信号、
21个大风预警信号（包含非雷暴大风），
分区预警中也出现了7个暴雨预警信号、
4个冰雹预警信号。
而随着夏天来临的还有迫不及待排队上阵的一场又一场强对流天气。
究竟什么是强对流天气？
首先看这个词：强 对流，顾名思义就是对流中比较强的那种。
我们先来聊一聊什么是对流。在夏季强降水相关的新闻里，我们总能听到稳定性或者对流性这样的词汇。
其实降水分为两种，一种是稳定性降水（也叫系统性降水），一种叫对流性降水。
系统性降水也叫大尺度降水，一般来说就是干冷气流与暖湿气流相遇，由于暖湿空气比干冷空气轻，于是暖湿空气被抬升形成的降水。这种降水的特点是水平范围大，大到可达上千公里，持续时间长，长达几天；降水强度小（一般小时降水量都在20mm以下），不伴有雷电等对流性天气。造成这种降水的往往是锋面这样大尺度的天气系统，这种大范围的冷暖气流交汇，使得暖空气被缓慢的抬升后，降温冷却形成降水，云团无法得到较好地垂直伸展，以层状云为主。
对流性降水就不同了，最基本的特点就是雷电，此外有时还伴有20mm/h以上的短时强降水，还有冰雹、大风等灾害性天气伴随发生。这些灾害性天气都有个特点，一定是暖空气受环境空气浮力作用抬升，对比大尺度降水，对流云团垂直伸展更高，而范围明显偏小，通常以积雨云等积状云为主；而且对流性降水通常是发生在某一个区域里的（几公里到几百公里），持续时间较短（几十分钟到几小时不等）。对流性降水也是中小尺度降水。
之前我们说过降水的三要素是水汽、上升运动和凝结核。简而言之，降水过程主要是利用能量，将低层暖湿水汽抬升至一定高度，使之凝结、碰并增长并降落地面。（请注意，北京这场暴雨还有大背景！）
而大尺度与对流性降水的主要区别在于能量来源不同，大尺度能量主要来自于环流及冷暖空气流动产生的风速动能，对流性降水能量主要来自于局地高温高湿积累而储存的热能。
我们也可以这样理解。在总能量相同的条件下，能量均匀分布在大范围的环境中所引起的降水就是大尺度的，而如果能量集中在一个或几个区域中，使该范围发生激烈的对流性天气，这就是对流性降水。
作者：沈越婷 北京市怀柔区气象局
