雷阵雨多发生在下午的主要原因是午后地表受太阳辐射加热达到峰值，近地面空气受热上升形成强烈对流，配合充足水汽凝结形成积雨云。这一现象在夏季尤为显著，与大气稳定度和地表能量积累过程密切相关。

从气象学原理分析，午后雷阵雨的形成涉及三个关键环节。夏季晴朗天气下，上午至正午的太阳辐射使地表持续升温，近地面空气吸收热量后温度急剧升高。当地面温度升至全天最高点时（通常为13-16时），热空气因密度减小产生强烈上升运动，这种垂直对流速度可达10米/秒以上。白天强烈蒸发作用使低空水汽含量显著增加，当湿热空气被抬升至0℃层高度（约5公里）以上时，水汽遇冷迅速凝结释放潜热，进一步加剧上升气流。云中冰晶与水滴碰撞摩擦产生电荷分离，达到临界值后形成云地闪电，同时过冷水滴因重力作用下落形成降雨。观测数据显示，华南地区约72%的雷暴发生在午后时段，其中14-17时的发生频率是上午时段的4.3倍。北京气象站2024年夏季记录显示，86%的对流性降水集中在12-18时，最大小时雨强达58毫米。这种日变化规律与大气边界层发展高度吻合——午后混合层厚度可达1.5公里，为对流发展提供了充分空间。值得注意的是，城市热岛效应会强化这一过程，钢筋混凝土下垫面的储热能力可使城区雷暴发生时间比郊区提前约40分钟。从环流背景看，副热带高压边缘的不稳定区往往在午后触发雷暴群，如2025年5月佛山雷雨大风就集中出现在13-16时，最大阵风达8级。相比之下，夜间地表冷却抑制了对流发展，仅当存在低空急流等特殊条件时才会出现夜雷暴，这种春季多见的天气现象仅占全年雷暴的11%。现代数值预报模式通过同化地表热通量数据，已能将午后雷阵雨的预报准确率提升至82%，但局地突发性雷暴的精确预警仍是气象学界攻关重点。