强对流天气预报服务及过程探讨

发表时间:2020/9/23   来源:《科学与技术》2020年13期   作者:张伦瑾 龚璇 邓艳君
[导读] “强对流天气”泛指一类突然发生、破坏性强、变化剧烈的天气类型,通常会伴随着冰雹、雷雨、大风等灾害现象,对人们的生产、生活有严重的影响,
        张伦瑾  龚璇  邓艳君
        荆州市气象局  湖北荆州  421000
        摘要:“强对流天气”泛指一类突然发生、破坏性强、变化剧烈的天气类型,通常会伴随着冰雹、雷雨、大风等灾害现象,对人们的生产、生活有严重的影响,因此一直以来都是天气分析和预报中的重点。本文围绕着强对流天气分析及预报中的问题进行研究
        关键字:短时强降水、预报服务、过程探讨
        一、引言
        结合我国气候特征来说,强对流天气主要出现在夏季,总体来说南方比北方出现的数量多,雷电、大风和强降水是最常见的形式,强对流天气之所以被广泛关注,一方面是由于它巨大的破坏性、时间较短、区域性强,另一方面基本不具有日常预防机制;例如2016年4月20日发生 在甘肃的突发龙卷风事件,强大的风力可以将小学生卷入空中抛出。提高强对流天气分析和预报能力,可以有效地降低人民群众的生命伤害和财产损失。
        二、强对流天气分析
        2.1选取强对流天气相关探空物理量
        强对流天气的发生需要具备不稳定能量、水汽条件和触发抬升机制。选择以下18个探空物理量进行计算:大气温湿特征类(A指数、Tg对 流温度、IQ整层比湿积分);层结稳定类(SI沙氏指数、K指数、LI抬升指数、T850~500高低层温度差);动力类(0~3km风切变-地面与 700hPa风速差、3~6km风切变-700hPa与500hPa风速差);热力动力综合类(SSI风暴强度指数、SWEAT强天气威胁指数、SRH风暴螺旋 度);能量指数类(CAPE对流有效位能、CIN抑制对流有效位能、EHI能量螺旋度指数、BRN粗理查逊数);特殊高度厚度(ZH零度层高 度、-20H零下20层高度)。
        2.2卫星云图分析
        中尺度对流系统是造成严重气象灾害的主要天气系统之一,暴雨是多个中尺度对流云团造成的。以2020年6月12-13日荆州地区一次区域性暴雨过程为例,通过对逐小时卫星云图资料分析,发现这次强对流天气有明显的中尺度对流系统活动。6月12日11:00高空槽云系随引导气流东移分裂为中尺度对流云系,在荆州上游的宜都、枝江等地出现了对流云团,同时在荆州以北的钟祥、京山出现了对流单体;此后,在14:00荆州上游的对流云团和荆州以北的对流单体逐渐在荆州区、松滋、公安一带合并发展加强,产生电闪雷鸣现象,并在局部出现1h>30mm的强降水,最大出现1h>60mm大暴雨,6级大风,主要影响公安南部,维持时间较长;到16:00,松滋和公安交界处仍有对流单体存在,大片的对流云团已覆盖监利和洪湖,且维持时间较长,造成12日16-21时荆州地区的强降水。
        6月13日22:00时再次加强,对流云团继续发展,范围逐渐扩大,略往南伸,影响其它地区出现强降水;此时在石首和监利有较强的对流单体生成,对流云团发展到鼎盛时期,范围广泛。尤其是石首上空的对流云顶明显升高,22-23时这1小时内石首和监利站降水量分别为55.5和77.1毫米。随后对流云团逐渐东移,14日00-02时,强降水主要发生在洪湖一带,到了14日上午11时,荆州地区以层状云降水为主,14:00云团已基本消散,我市降水逐渐停止。
        2.3T-lnP图分析
        T-lnP图对于强天气的分析具有良好的指示意义,一般K指数大于35℃,层结就相当不稳定。对于SI,当SI指数<0时,层结不稳定,且负值越大,不稳定程度越大;反之,则表示气层是稳定的。根据国外资料,SI与对流性天气的关系,SI>3,发生雷暴的可能性很小或没有;另外, 0℃层高度(H0)和-20℃层高度(H-20)是表征积雨云内部结构的特征高度。两层间的高度差能够反映H0与H-20这一气层的稳定度的大小。
        三、强对流天气预报中的要点问题
        3.1冰雹发生时的预报要点
        冰雹主要是由于雨滴或者是冰晶在积雨云中生成的一种固体水。冰雹发生主要是在热带气旋登陆的过程中以及锋面活动中发生的,但是冰 雹也有其一定的局限性。在积雨云内部,不同温度的云层中水的状态是不同的,例如一些云层中是由水滴以及冰晶混合组层的,另一些云层中 是由水滴成的。而这些云层的相互运动,就会让不同形态的水相互接触,从而让固态水的质量以及体积不断的变大,最终形成冰雹。冰雹对于 我国农业生产的危害极大,不仅会将农作物打死打伤,也会对我国人民的生命财产安全造成很大的影响。

为了保证在冰雹发生前做好防护工作,就需要把工作要点放在冰雹发生前的地面预报工作上面。如果近几日会出现冰雹,那么就需要提前将地温表的保护措施做到位,并且也需要在冰雹发生时做好冰雹持续时间的记录工作。同时在冰雹发生后也需要对冰雹的重量以及平均直径等进行测量。在冰雹结束后,对冰雹造成 的一系列损失进行清查以及记录。
        3.2大风天气的气象预报方法
        强对流天气下的大风往往伴随着雷雨产生,因此对流性大风也叫雷雨大风。对流性大风主要发生在夏季,指的是瞬时风力超过7级的大 风,具有持续时间短、速度快、破坏力强等特点,主要有下击暴流、龙卷风、阵风锋等形式。气象部门对大风天气的准确预报要注意以下几个方面:
        (1)注意大气低层的温度变化
        对流层的气温变化非常重要,强对流天气会使大气低层的温度急剧升高或下降,形成强烈的阵风。因此,对大风天气的准确预报应时刻关 注气温的变化,看其变化的程度是否可以产生大风的条件。例如,看700hpa到地面是否有暖平流,700hpa以上是否有冷平流。
        (2)注意下垫面热源
        对强对流大风天气的预测要充分考虑到下垫面热源的强迫作用。在夜间,气旋移动到海上容易造成强对流;在午后,气旋返回到陆地上也 容易造成强对流。因此,大风天气的预报要利用下垫面热源的功能,把握其工作原理。  
        (3)分析高空急流特征
        高空急流是大风形成的重要因子,对这一因子的有效预测要分析其流场特征,注意动量能否下传给下垫面。分析高空急流的方法是做好大 风预报工作的重点,尤其是对阵风锋的预测发挥着重要作用。
        3.3雷阵雨天气预报要点
        雷阵雨是由积雨云产生的放电现象,这种天气情况下常伴有沙尘暴、大风和冰雹等自然灾害,形成复杂多变的天气现象。该天气下测报工作的难度较大,需要地面测报人员熟悉规范和有关技术规定,并提前做好应对准备。第一,对于地区性的雷雨天气的资料进行采集,材料要求真实可靠,通过对数据的分析,对其规律进行有效的分析,以及大气等多方面的 因素找到相关联的因素;第二,对于大气层中的雷雨天气的具体的分布,进行了有效地分析,总结具体的规律,这样能够更好的对天气进行归 纳,有助于下一步的气象分析。运用雷雨综合预报方法,需要实现数值模式、统计模式以及实践经验的互相结合,构建出雷雨数值预报系统,实现对落雷区域、雨量大小 以及落雷时间等方面准确预报。另外,通过对雷雨数值预报模式进行不断的完善,并对雷暴起电和放电过程的参数进行考虑,能够有效的对雷 雨天气的破坏力进行估测。
        四、做好气象预报工作应注意的问题
        气象预报工作部门应该坚持“以人为本、无所不在、无微不至”的服务原则,强调“一年四季不放松,不放弃每一个天气过程”的预报理 念,以及时快速、优质的服务水平为宗旨,进而有效的提高气象预报工作的质量,充分将气象预报部门的防灾减灾作用发挥出来,并认真、积 极的去贯彻、落实公共气象服务条例的相关规定。另外,气象预报部门在年初制定出工作计划,并将各项规章制度与技术规程进行健全完善,真正的实现责任到人、管理科学规范以及具体的实施措施。对于检验准确率进行考虑时,通过对考核制度进行修订,并增加奖惩激励机制,有 效的提高气象预报工作人员的工作积极性。除此之外,科学技术是第一生产力,因此,对天气进行预测运用的方法技术能够有效的解决强对流 天气。气象预报部门保持预报方法的鲜活性,能够有效的减少强对流天气给人们生产生活造成的危害。
        结束语:
        综上所述,鉴于强对流天气对社会生产生活的巨大影响,气象预报部门必须不断地提升分析和预报的能力,一方面借助高端先进仪器设 备,提高数据监测的准确性,另一方面,不断创新相关的定性、定量分析方法,提高天气预报的质量。
        参考文献
        
        [1]肖王星,董群,吴福浪.宁波双偏振雷达在浙北强对流天气的应用分析——以2020年3月21日为例[J].农业与技术,2020,40(11):127-129.
        
        [2]郑稻根,郑娇玲,蔡阿玲.闽南一次强对流天气分析及农业生产预测预防[J].福建热作科技,2020,45(02):48-51.
        
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