雷暴与强对流临近天气预报技术研究进展探析

发表时间:2021/6/10   来源:《探索科学》2021年4月   作者:周冰
[导读] 在人们的日常生活和生产中,雷暴和恶劣的强对流天气是决定人们能否正常工作的关键因素。因此,雷暴和强对流天气的预报工作应该对人们的生活幸福和工作的顺利负责,也是国家开展防灾减灾工作的必要前提。

泸定县气象局  周冰    626100

摘要:在人们的日常生活和生产中,雷暴和恶劣的强对流天气是决定人们能否正常工作的关键因素。因此,雷暴和强对流天气的预报工作应该对人们的生活幸福和工作的顺利负责,也是国家开展防灾减灾工作的必要前提。随着时代的发展和进步,更先进的天气预报技术得到逐步发展和完善,气象服务水平普遍提高。随着科学技术的进步,临近预报的准确性也得到了极大的提高,特别是在预报雷暴和强对流天气情况,为人们提前做好气象准备,减少雷暴和强对流天气造成的损失起着重要作用。但是,负责雷暴与强对流临近天气预报的人员仍然需要在实际的基础上,分析天气预报中的数值预报模型,创新和优化雷暴与强对流临近天气预报的基础。
关键词:雷暴;强对流;天气预报技术;进展
        引言
        天气预报在人们的日常生活、农业种植等多个方面起着重要的作用,且随着科学技术水平及的发展,天气预报的观测数据及数据处理方法的准确性也在不断地提升,其最明显的影响是天气预报中的临近预报的发生时间可以有效地控制在小时的时间范围内。所谓的临期近期预报指的一定预报范围内短时间内天气变化情况的预测,其预测所采用的主要数据来源为卫星云图以及天气雷达测得的数据。近年来,气象雷达和卫星云图等工具已在临近天气预报技术中不断使用,已成为有关部门开展气象服务的有效手段。但是,随着农业,种植业等各个领域的飞速发展,人们对气象服务的需求在未来的一定阶段内将稳定增长。因此,有关部门的工作人员要做好天气预报工作,尤其是临近天气预报。除了告知公众可能在短时间内发生的天气状况明显变化,也意味着相关部门和人员必须在此阶段认识到近天气技术的缺点,并在强对流天气条件下加大对临近天气技术的优化和整合。
        1.雷暴天气概述
        雷暴与强对流天气的危害较为严重,由于雷暴天气呈现出逐年增加的趋势,其决定性因素主要包括:①两个或多个合并的雷暴;②遇到辐合线后雷暴加强;③雷暴出流边界紧贴其它雷暴,使得多个雷暴强度没有发生任何变化;④雷暴出流边界与其他辐合线或积云相遇,随着天气的变化雷暴逐渐消散。雷暴消散的因素包括有:出流边界与雷暴间的距离不断增加,切断了雷暴湿气流供应,进而造成雷暴消散;雷暴逐渐向稳定区域内移动的过程中,对流天气的有效位能不断消除,雷暴也开始消散;随着雷暴尺度的减小,其强度也开始降低,一旦辐合线从雷暴周围消失,雷暴会不断消散。
        2.雷暴与强对流临近天气预报技术
        2.1雷暴临近天气预报的技术
        雷暴指的是深厚云层强对流中伴随着雷电产生的现象。明确雷暴的形成原因,是雷暴临近天气预报中重要内容。结合雷暴天气的形成原因开展临近天气的天气预报能够提高其预报的准确性。雷暴形成主要是由于云层在垂直方向上结构的不稳定性,其不稳定性主要是由于大气层内部的风向以及风速这两个方面在大气层垂直层面发生变化,而这种不稳定性能够极大地提高雷暴天气的发生概率,因此在进行雷暴临近天气预报时,其预报人员要参考探空站获得的大气垂直层的数据资料,分析雷暴天气发生的概率。此外,大气中所含有水蒸气以及气象抬升的效应这两个因素也会诱发雷暴的发生。
因此天气预报人员在进行雷暴天气预测时要结合多方面的因素综合预测。在对云层结构的研究中发现,其稳定性以及结构的后续变化情况与大气湿度的变化之间是相互独立的关系,在预测的过程中其预测人员还需要对大气层中可能出现对流天气的概率进行判断,常用的判断方法是气块法,该方法能够快速地计算出气压抬升的指数以及多种对流指数,而在雷暴天气预测的过程中,这些指数可以为雷暴天气的预测提供有效地参考数据。
        2.2强对流临近天气预报的技术
        所谓的强对流天气指的是直径在20-50mm的冰雹天气、雷暴大风以及可导致洪水等灾害天气的暴雨等。


强对流天气发生的主要特点为发生的程度剧烈、速度极快并且通常伴随着极强的破坏力,引起很多的气象灾害,最明显的是对发生地区的水利设施、供电设施以及道路设施造成一定程度的破坏,因此对强对流天气进行有效地预测,加强事前的预防工作就显得尤为重要。在实际对强对流天气进行测报中,其主要的技术手段是应用天气雷达对该地区的气象数据进行收集。在应用雷达进行数据收集的过程中,若采取的是低仰角的方式进行臊扫描,其获得的气象信息往往会出现虚警率高的问题,体预测结果的准确性相对较低,为了对该问题进行解决,技术人员在进行气象数据收集的过程中,应将低仰角与高仰角结合进行数据的获取,提升其获得数据的完整性,增强其预测结果的准确性。
此外在强对流天气的预测的数据还包括对地面数据的观测值、卫星扫描云层获得的实时云图以及闪电发生定位信息综合地分析。而由于现阶段各个地区之间的发展情况存在明显的差异性,部分不发达地区以及农村地区,其天气数据获取的设备建设不足,因此在进行数据收集的主要方式是采用人工母鸡的方式获取气象数据资料进行临近强队李璐天气的预测。
        3.雷暴及强对流临近天气预报技术研究进展
        3.1TITAN技术
        TITAN技术就是雷暴识别跟踪与临近预报技术。该技术最显着的特点是使用了直接坐标对流风暴外推系统,即将一个或多个雷达的发射系数直接插入三维直角坐标系中,以完成雷达的数据处理和集成。最后,考虑到即将到来的天气预报的实际需求,以三维数字拼图的形式显示即将到来的天气状况。此外,雷暴识别跟踪与临近预报技术所衍生出的雷暴灵镜预报系统在强对流天气的预报工作中也发挥了不可小觑的作用。
        3.2SCIT算法技术
        SCIT主要是跟踪识别单一风暴的有效算法,需要对单一风暴进行了解,而阈值的设置需要按照从小到大的顺序设置,还要确保可以有效跟踪和识别所有的单一风暴,并对具体雷暴位置进行分析。在对雷暴跟踪时,需要认真检查雷暴变化情况,随着时间的变化雷暴也会发生移动。将雷暴变化和位置信息进行结合,将其移动的方向及其对移动区域的影响推算出来。部分学者指出了不能单纯借助于SCIT技术对雷暴和强对流天气进行预测,否则会影响准确度水平。在我国,预报员不能单独跟踪风暴单体,需要在SIL中引入SCIT算法技术,以监测临近天气,将自然灾害带来的损失降到最低。由此可以看出,在临近天气预报中,SCIT算法技术发挥着十分重要的作用。
        3.3Cb-TRAM
        Cb-TRAM也被称为基于云图像的雷暴连接预测系统。该技术主要使用来自卫星云图的可见光和相应的红外特征来识别,跟踪和预测雷暴。然而,由于技术限制,该技术难以检测雷暴的内部状况。换句话说,使用基于云图的雷暴连接预报系统很难准确检测雷暴的强度,但是在资源获取和数据录入方面具有很大的优势,并且可以准确地识别和推断雷暴天气。
        结语
        综上所述,随着人们生活水平的提升和气象灾害造成的损失不断增加,社会大众对雷暴与强对流天气的关注度不断增加,提升雷暴和强对流临近天气的预报准确性水平,是当前各级气象部门急需要解决的问题。在准确把握强对流天气发展切入点的同时,还要加大监测强对流天气的力度,不断完善预报技术。在实践过程中借助于现代化的科学技术水平和仪器设备,以期为天气预报监测提供技术方面的支撑,最大限度的避免或者降低强对流天气造成的损失和危害。
参考文献
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作者简介:周冰(1993.07)女,汉族,四川省内江市资中县人,大学本科,助理工程师,从事研究方向或职业:从事气象综合业务工作。

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