對流天氣預(yù)報中的環(huán)境場條件分析

哈斯高娃

摘 要：對流天氣的分析包括了天氣類型的識別以及中尺度過程的分析，主要是確定深厚中尺度對流系統(tǒng)發(fā)生和發(fā)展的四個條件，對中尺度對流天氣的環(huán)境場條件技術(shù)進(jìn)行分析，將其廣泛的運(yùn)用在強(qiáng)對流的天氣預(yù)報中。本文就建立在中尺度對流天氣的天氣預(yù)報圖分析的基礎(chǔ)之上，深入的剖析了怎樣靈活的運(yùn)用觀測資料，對環(huán)境場條件進(jìn)行分析，希望能夠更好的推動天氣觀測工作健康有序的開展。

關(guān)鍵詞：對流天氣預(yù)報;環(huán)境場;條件

中尺度對流行天氣包括短時降雨、冰雹和雷暴等，主要是在大尺度環(huán)流的背景下，各類物理條件共同作用產(chǎn)生的天氣系統(tǒng)。中尺度對流系統(tǒng)以及影響天氣的主要特點(diǎn)是壽命短、范圍小，但是空間存在有劇烈的變化。從目前的發(fā)展來看，現(xiàn)有的預(yù)報模式很難精準(zhǔn)的預(yù)測這類系統(tǒng)，未來中尺度天氣系統(tǒng)預(yù)報需要將定量和定性、主觀和客觀緊密的聯(lián)系起來。所以，未來還有很長的路要走。

一、對流天氣圖分析

對流天氣主要是對對流天氣中的對流系統(tǒng)以及發(fā)生、發(fā)展的環(huán)境場條件進(jìn)行分析。中尺度對流系統(tǒng)主要是借助雷達(dá)和衛(wèi)星等實(shí)現(xiàn)的。其發(fā)生以及發(fā)展的環(huán)境條件主要是建立在天氣圖分析的基礎(chǔ)之上的，也就是對流天氣圖。這種分析是基于常規(guī)天氣圖之上的，對產(chǎn)生強(qiáng)對流天氣的四個條件急性分析，結(jié)合觀測和數(shù)值分析預(yù)報資料分析4個條件的特征系統(tǒng)，產(chǎn)生的高空和地面綜合圖。

1.對流天氣高空圖

對流天氣高空圖主要是分析等壓面的濕度場、溫度場以及上風(fēng)場，找到適合對流產(chǎn)生的有利條件。

風(fēng)場的分析主要是為了確認(rèn)抬升條件以及垂直風(fēng)切變條件，需要明確低層的輻合區(qū)和高層的輔散區(qū)。Ogura（1979）明確提出，對流發(fā)生之前或者是對流發(fā)生之后，會存在有中尺度堵孔輻合以及上升的情況。Wilson（1986）提出，大部分的風(fēng)暴發(fā)生的位置在輻合線周圍。強(qiáng)對流天氣的發(fā)生和低層水汽輻合有著緊密的關(guān)聯(lián)。所以高空分析需要確定對流層低層和近地面層的輻合區(qū)。如果對流層低層以及近地面層風(fēng)場的風(fēng)向氣旋性存在有切變的情況時，需要在沿風(fēng)交腳最大的位置對切變線進(jìn)行分析;風(fēng)場風(fēng)速輻合較為明顯的情況下，需要在最大風(fēng)速的前端對輻合線進(jìn)行分析。

2.地面分析

高空觀測的資料較為松散，很難從高空圖判斷出對流天氣的發(fā)生情況，也不能對中尺度環(huán)境場的情況有一個全方面的分析。中尺度抬升會讓能量不穩(wěn)定的釋放，出現(xiàn)對流初生的情況。近地面的抬升更多的是因為邊界、水平不均衡加熱引起的。

在對地面進(jìn)行分析的過程中，鋒是重要的組成部分。水平鋒兩側(cè)氣象要素發(fā)生明顯的變化。氣象要素的變化如果無法滿足鋒的需求，就無法確認(rèn)出對流出現(xiàn)的區(qū)域以及發(fā)生的時間。

中尺度分析中，需要對海平面氣壓場進(jìn)行更加精準(zhǔn)的分析，地勢平坦的位置，可以隔1℃或者是2℃進(jìn)行分析。一般情況下，地面溫度梯度最大的位置對地面冷風(fēng)進(jìn)行分析;在地面露點(diǎn)溫度梯度最大的位置，對露點(diǎn)鋒進(jìn)行分析。

調(diào)查研究顯示，邊界層輻合線在對流層觸發(fā)中占據(jù)著重要作用，因為觀測資料的影響，中尺度輻合線的分析主要是分析地面風(fēng)場。地面風(fēng)具有突出的風(fēng)向氣旋性切變或者是明顯的風(fēng)速輻射時，需要對地面輻合線進(jìn)行分析。

天氣云和云分析在對地面中尺度分析中也占據(jù)著重要作用。在對雷暴、大風(fēng)和冰雹等進(jìn)行分析之后，可以了解到對流活動的位置以及天氣類型等。

二、客觀物理量診斷技術(shù)

利用對流天氣圖分析技術(shù)，對天氣進(jìn)行識別，可以確定對流天氣中國的水汽以及垂直風(fēng)切變情況。但是定量分析的過程中，更多的是需要靈活的運(yùn)用各種類型的觀測資料以及數(shù)值模式對降水量和抬升指數(shù)等進(jìn)行分析。在對這些特征物理量進(jìn)行分析，可以了解到初始階段到預(yù)報時段內(nèi)的變化情況，對上面4個條件進(jìn)行定量判斷。物理參數(shù)診斷更多的是借助各類算法進(jìn)行分析診斷，做好分析工作。在對高空、中空和低空急流的切變線進(jìn)行分析之后，可以了解到大尺度抬升和垂直風(fēng)切變強(qiáng)弱表現(xiàn)的較為突出。所以在實(shí)際的工作中，對流天氣的客觀分析技術(shù)主要是考慮水汽以及不穩(wěn)定條件的物理量情況。

三、結(jié)論

1.中尺度對流天氣的高空分析圖主要是借助濕度場、溫度場對切變線和干線的特征系統(tǒng)進(jìn)行分析，確定中尺度對流系統(tǒng)發(fā)生的水汽切變條件。

2.中尺度對流天氣的地面分析圖主要是借助地面、海平面的風(fēng)場、濕度場和溫度場等觀測資料進(jìn)行深層次的分析，明確中尺度鋒面以及邊界線的位置和主要特點(diǎn)，更好的分析中尺度對于對流系統(tǒng)發(fā)生和發(fā)展地面觸發(fā)情況，這樣能夠更加精準(zhǔn)的對對流天氣短時天氣情況進(jìn)行預(yù)報。

3.中尺度對流天氣的客觀條件主要是對數(shù)值模式進(jìn)行觀測、及時跟蹤，確定中尺度對流系統(tǒng)發(fā)生以及發(fā)展特征演變特征，定量確定可能出現(xiàn)的強(qiáng)對流天氣的類型以及強(qiáng)度。

早在2009年就已經(jīng)形成了對流天氣圖分析，成為國家氣象局進(jìn)行強(qiáng)對流天氣短時和短期預(yù)報的重要依據(jù)。發(fā)展到2010年，已經(jīng)較為完善，形成了“強(qiáng)對流天氣分析”，其作為國家級的強(qiáng)對流天氣預(yù)報的重要產(chǎn)品，開始傳遞到省級和縣級的氣象臺站。過程中，工作人員分析已經(jīng)出現(xiàn)的對流和強(qiáng)對流天氣，確定未來可能會出現(xiàn)的氣象天氣，并確認(rèn)可能會影響到的區(qū)域，提前做好準(zhǔn)備工作，將可能造成的損失降到最低。

四、結(jié)語

中尺度對流天氣的分析方法和技術(shù)在我國的應(yīng)用時間不長，關(guān)于特征系統(tǒng)和特征物理量等方面都需要加大研究力度。另外，對流天氣圖的分析還主要集中在常規(guī)和加密地面觀測資料上，判斷六小時以上的強(qiáng)對流天氣相對校準(zhǔn)，短時的中尺度對流系統(tǒng)的分析和預(yù)報工作尚待完善。為了能夠更好的滿足需求，雷達(dá)、衛(wèi)星等觀測手段還需要繼續(xù)深入的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]鄭永光，周康輝，盛杰，林隱靜，田付友，唐文苑，藍(lán)渝，朱文劍. 強(qiáng)對流天氣監(jiān)測預(yù)報預(yù)警技術(shù)進(jìn)展[J]. 應(yīng)用氣象學(xué)報，2015，26（06）：641-657.

[2]張小玲，張濤，劉鑫華，周慶亮，諶蕓，周曉霞，鄭永光，趙素蓉. 中尺度天氣的高空地面綜合圖分析[J]. 氣象，2010，36（07）：143-150.