對流天氣預(yù)報中的環(huán)境場條件分

陳光輝 李丹 孫飛馳

摘要：隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，我國各項科學(xué)技術(shù)也都得到了飛速的發(fā)展，對于天氣預(yù)報來說，中尺度對流天氣的天氣預(yù)報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)進行診斷，并進行客觀的分析。在進行分析的過程中，所運用到的預(yù)報思想主要是“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，重點對對流天氣預(yù)報中的環(huán)境場條件進行了分析。

關(guān)鍵詞：中尺度分析；強對流；天氣預(yù)報；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?，這都屬于中尺度環(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)報模式還不能夠?qū)Υ祟愊到y(tǒng)進行預(yù)報，例如線性外推及業(yè)務(wù)數(shù)值預(yù)報模式，都不能夠?qū)ζ溥M行滿足。所以，就需要在進行天氣預(yù)報過程中對中尺度對流天氣的各項指標(biāo)進行分析。

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)量輻合的運動，主要的運用為上升運動，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)，這樣就能夠有效實現(xiàn)對上升氣流的維持和加強。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)速分別達到12m/s或16m/s時，可以對低空急流進行一定的分析；對于高空急流的分析，則需要200hPa或500hPa分別達到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)的急流軸進行幾何分析。當(dāng)各個層級中的風(fēng)速沒有達到要求，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交匯會非常劇烈，就需要對顯著流線進行分析。

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)了強降雨及冰雹天氣，如圖所示：

1.2 地面分析

因為高空觀測資料的稀缺性，就不能夠保證對高空圖進行有效的分析，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)境場條件進行有效的診斷。要進行對流預(yù)報，就需要對特殊地點、特殊時間對近地面關(guān)鍵問題進行判斷。對于鋒的分析需要一定的條件，即需要氣象要素的變化能夠達到一定的幅度，此時就可以對中尺度邊界進行分析，進而實現(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行更為精細的分析，具體的可以運用等壓線進行分析，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溫度線進行分析，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，就可以實現(xiàn)對雷暴產(chǎn)生的地面出流邊界進行有效的分析，此時就需要對顯著升降區(qū)進行有效分析。

通過上述可以知道，地面風(fēng)場的分析能夠為中尺度輻合線提供有效的保障，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行分析。

2.結(jié)束語

綜上所述，對流天氣預(yù)報的基礎(chǔ)就是進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。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以上的強對流天氣預(yù)報，對于時間短的強對流天氣并不能夠進行有效的預(yù)報，這就需要運用一定的科技設(shè)備進行中尺度對流系統(tǒng)發(fā)生、發(fā)展的識別和分析技術(shù)完善。

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