對流天氣預(yù)報(bào)中的環(huán)境場條件分

陳光輝 李 丹 孫飛馳

遼寧省開原市氣象局

對流天氣預(yù)報(bào)中的環(huán)境場條件分

陳光輝 李 丹 孫飛馳

遼寧省開原市氣象局

隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國各項(xiàng)科學(xué)技術(shù)也都得到了飛速的發(fā)展，對于天氣預(yù)報(bào)來說，中尺度對流天氣的天氣預(yù)報(bào)需要通過一定的分析，其中需要分析的內(nèi)容主要包括天氣類型的識別以及中尺度過程分析，同時還需要對動力熱力物理參數(shù)進(jìn)行診斷，并進(jìn)行客觀的分析。在進(jìn)行分析的過程中，所運(yùn)用到的預(yù)報(bào)思想主要是“配料法”思想，并對其中的組織深厚中尺度的對流系統(tǒng)進(jìn)行診斷，診斷的條件主要有四個方面，即水汽、不穩(wěn)定、抬升及垂直風(fēng)切變。本文以中尺度對流天氣的天氣圖分析方法為例，重點(diǎn)對對流天氣預(yù)報(bào)中的環(huán)境場條件進(jìn)行了分析。

中尺度分析；強(qiáng)對流；天氣預(yù)報(bào)；環(huán)境條件

中尺度對流天氣主要指的是惡劣性的天氣，例如雷暴天氣、短時強(qiáng)降雨天氣、冰雹天氣、雷暴大風(fēng)天氣、龍卷風(fēng)及下?lián)舯┝魈鞖獾龋@都屬于中尺度環(huán)流天氣，出現(xiàn)上述天氣的原因主要是中尺度天氣系統(tǒng)造成的。中尺度對流系統(tǒng)對天氣產(chǎn)生影響的主要特點(diǎn)就是中尺度對流天氣生命時間短，空間范圍小，但其空間天氣的變化相對來說會非常劇烈。當(dāng)前，我國傳統(tǒng)的預(yù)報(bào)模式還不能夠?qū)Υ祟愊到y(tǒng)進(jìn)行預(yù)報(bào)，例如線性外推及業(yè)務(wù)數(shù)值預(yù)報(bào)模式，都不能夠?qū)ζ溥M(jìn)行滿足。所以，就需要在進(jìn)行天氣預(yù)報(bào)過程中對中尺度對流天氣的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行分析。

1.對流天氣圖分析

1.1 對流天氣高空圖分析

對流天氣分析圖主要分析的內(nèi)容有：等壓面上風(fēng)場、濕度場、溫度場等，通過對高空圖的分析可以實(shí)現(xiàn)對對流發(fā)生、發(fā)展的水汽、不穩(wěn)定、抬升及垂直風(fēng)切變條件的及時找尋。對于風(fēng)場的分析來說，其主要的作用就是為了實(shí)現(xiàn)對抬升條件及垂直風(fēng)切變條件的有效診斷，這就需要對低層的輻合區(qū)以及高層的輻散區(qū)進(jìn)行尋找。當(dāng)對流層低層和近地面層風(fēng)場有一定的變化時，例如風(fēng)向氣旋性切邊，可以通過對沿風(fēng)的交角最大位置進(jìn)行切變線的分析；當(dāng)風(fēng)場有風(fēng)速輻合時，可以通過最大風(fēng)速的前端進(jìn)行輻合線的分析。

在低空層中，主要是動量、熱量及水汽的集中層，低空層中中暖濕平流的輸送可以造成位勢不穩(wěn)定層的產(chǎn)生，在急流前端，可以明顯監(jiān)測到水汽輻合及質(zhì)量輻合的運(yùn)動，主要的運(yùn)用為上升運(yùn)動，在急流軸的左側(cè)，主要為正切變渦度區(qū)，此區(qū)域能夠促進(jìn)對流的出現(xiàn)；在高空層中，高空急流所產(chǎn)生的高空輻散能夠?qū)崿F(xiàn)對流的抽氣和通風(fēng)，這樣就能夠有效實(shí)現(xiàn)對上升氣流的維持和加強(qiáng)。當(dāng)高層區(qū)與低層區(qū)的急流出現(xiàn)耦合時，就會造成不穩(wěn)定能量的釋放。在具體的天氣圖中，當(dāng)850hPa或700hPa風(fēng)速分別達(dá)到12m/s或16m/s時，可以對低空急流進(jìn)行一定的分析；對于高空急流的分析，則需要200hPa或500hPa分別達(dá)到32m/s或20m/s。天氣圖中對于急流的表現(xiàn)形式主要為急流軸，當(dāng)風(fēng)速在大風(fēng)速帶上分布較為均勻時，就可以通過上述條件對大風(fēng)區(qū)的急流軸進(jìn)行幾何分析。當(dāng)各個層級中的風(fēng)速沒有達(dá)到要求，而風(fēng)速相對于其他風(fēng)帶又大時，此時還需要看此風(fēng)速是否在干濕氣流區(qū)之間，或者位于靠近急流軸及切變線位置，則可以得出此時的氣團(tuán)交匯會非常劇烈，就需要對顯著流線進(jìn)行分析。

以我國東北江南華南為例，此地區(qū)在一定時間內(nèi)出現(xiàn)了強(qiáng)降雨及冰雹天氣，如圖所示：

1.2 地面分析

因?yàn)楦呖沼^測資料的稀缺性，就不能夠保證對高空圖進(jìn)行有效的分析，也就不能夠?qū)χ谐叨葘α魈鞖獍l(fā)生、發(fā)展的中尺度環(huán)境場條件進(jìn)行有效的診斷。要進(jìn)行對流預(yù)報(bào)，就需要對特殊地點(diǎn)、特殊時間對近地面關(guān)鍵問題進(jìn)行判斷。對于鋒的分析需要一定的條件，即需要?dú)庀笠氐淖兓軌蜻_(dá)到一定的幅度，此時就可以對中尺度邊界進(jìn)行分析，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對對流可能發(fā)生的區(qū)域及發(fā)生時間的確定。

在中尺度分析過程中，需要對海平面氣壓場進(jìn)行更為精細(xì)的分析，具體的可以運(yùn)用等壓線進(jìn)行分析，分析的的標(biāo)準(zhǔn)是間隔1或0.5hPa。對于地勢相對來說較為平坦的地區(qū)來說，可以對等溫度線及等露點(diǎn)溫度線進(jìn)行分析，分析的標(biāo)準(zhǔn)可以是間隔1-2攝氏度之間。當(dāng)?shù)孛娴淖儔褐底兓^大時，就可以實(shí)現(xiàn)對雷暴產(chǎn)生的地面出流邊界進(jìn)行有效的分析，此時就需要對顯著升降區(qū)進(jìn)行有效分析。

通過上述可以知道，地面風(fēng)場的分析能夠?yàn)橹谐叨容椇暇€提供有效的保障，當(dāng)?shù)孛骘L(fēng)具有一定的風(fēng)向氣旋性切變或明顯的風(fēng)速輻合時，可以對地面輻合線進(jìn)行分析。

2.結(jié)束語

綜上所述，對流天氣預(yù)報(bào)的基礎(chǔ)就是進(jìn)行中尺度對流天氣的分析。我國對于中尺度對流天氣分析方法的應(yīng)用還處于起步階段，對于分析過程中各種特征線、特征系統(tǒng)及特征物理量閾值區(qū)間的判斷還需要不斷的研究和試驗(yàn)。與此同時，我國對于對流天氣圖的分析，所應(yīng)用到的技術(shù)主要還是探空、常規(guī)及加密地面觀測資料，此條件下的判斷主要適用于6h以上的強(qiáng)對流天氣預(yù)報(bào)，對于時間短的強(qiáng)對流天氣并不能夠進(jìn)行有效的預(yù)報(bào)，這就需要運(yùn)用一定的科技設(shè)備進(jìn)行中尺度對流系統(tǒng)發(fā)生、發(fā)展的識別和分析技術(shù)完善。

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