强对流预报的若干问题.pptVIP

强对流预报的若干问题 概要 雷暴、雷雨大风、冰雹等强对流天气短时临近预报 产生强对流的基本条件与探空理解 雷暴、雷雨大风、冰雹等强对流天气预报思路 雷电预报 雷电发生的环境物理量特征 雷电发生的有利条件 低层暖湿。 大气层结不稳定，但不稳定度要求不是太高。 0℃层～-20℃层高度差一般在3.0km～3.5km之间。 雷电预报 低层暖湿 闪电数较多的雷暴日其KI指数、气柱中水汽总量pw、比湿和假相当位温均比常年同期明显偏大 雷电预报 大气层结不稳定 Si指数和Li指数 2～4月大于0℃时可以出现雷暴，但其值远小于历史同期值。 5～9月一般小于0℃，由于对稳定度的要求不是太高， 相应的对流抑制能量也较小，多数不足100J.kg-1，较少超过300 J.kg-1。 雷电预报 0℃层～-20℃层高度差一般在3.0km～3.5km之间。 0℃层～-20℃层高度差太大，使不同相态的粒子数浓度降低，碰撞机会降低，不利于电荷的分离。 雷电预报 闪电与0℃～-20℃的雷达反射率因子对应关系较好，尤其是初始闪电。 0℃层大约为23dBZ， -10℃层大约为19dBZ， -15℃层大约为16dBZ， -20℃层大约为14dBZ。 高于该值时闪电的发生概率开始加大。 雷电预报 0℃高度的基本反射率因子与闪电的发生概率对应关系最好 50dBZ附近最易于产生闪电，概率高达35%，其次是-10℃、-15℃、-20℃。 雷电预报 一般闪电与VIL≥10kg/m2的区域对应较好 回波顶高低于7km时闪电基本不发生 回波顶高高于7km后，闪电概率随着回波的高度的加大而快速上升 1、强对流的基本要件与探空理解 层结不稳定、垂直切变、水汽、抬升运动 层结不稳定可以用K指数、SI指数、中低层温差（如T850-T500），中低层假相当位温差（如θse850- θ se500），CAPE等等来表示,尽管它们之间存在明显相关（正或负），但是，每一个指数物理意义不同，对对流现象的指示意义不同---对T-lnP图的理解远远比这些数值更有价值。 对应的K指数分别为41℃、40℃(数值很接近)，后者CAPE值是前者的两倍以上，而前者SI指数所表现出的不稳定更强, 但对应的强对流现象完全不同。前者主要以强降水（2010年5月6日夜间广州对流性暴雨）为主，而后者对应雷暴大风和冰雹（2010年5月5日重庆的风雹灾害---对应的对流活动更剧烈）; 2、干冷空气的作用与表现方式 在强对流过程中之所以强调干冷空是由于: (1)能够形成如图所示的层结; (2)干冷平流过程使得环境大 气不稳定能量得以维持; (3)对流过程中干冷空气被卷入 对流风暴中形成冷却蒸发是 雷暴大风的能量源; (4)造成0℃,-20 ℃高度下降， 利于冰雹的形成. --因此,对流暴雨不一定需要强烈 的干冷空气作用 干冷空气的表现方式 对流层中层(500hPa)冷槽、干线（中分析要件） 水汽卫星云图中对应的暗区 3、垂直切变的意义 强烈的垂直切变是对流能否发展和维持的关键因素 强的垂直风切变破坏了雷暴的自毁机制，使对流得以较长时间的维持和发展，因此，龙卷、大雹、强烈的雷暴大风一般在低空强烈的垂直切变环境中发展 边界层内水汽和中层干空气不断流入对流风暴---维持风暴发展 中低层强垂直切变是对流倾斜风暴和悬垂结构的动力因子 ---强垂直切变是龙卷、大雹、雷暴大风产生的必要条件 对流云的发展与环境气流的关系 积云初生阶段（由低空辐合启动） 雹云成熟阶段 江苏徐州一次冰雹过程的实际观测回波(2005-6-15日00时) 弱切变对流暴雨回波 2009-7-6日天津 (1)环境大气垂直切变的强弱决定了云的悬垂、倾斜角度、云毡大小等结构，形成不同对流现象 （2）环境CAPE的大小决定了云中上升运动的强弱--云的发展高度—并碰过程的剧烈程度—雨滴或雹经大小 -20℃ 0℃ 2011年4月17日广州强对流（冰雹、雷暴大风、对流暴雨）的探空（清远：08时）和雷达回波垂直剖面（广州，13：57） 低空液态水（LFC位于20℃层）被强烈上升运动迅速推升至-20℃层以上（CAPE释放），形成大雹；在环境风作用下形成低层入流缺口（西南气流造成向东北方向的缺口）和悬垂（西北气流造成向东南方向倾斜），冰雹下落过程的拖曳作用与蒸发作用形成冷池，造成地面雷暴大风；冰雹下落过程中部分融化的大雨滴与暖云区内的水滴并碰过程形成更大雨滴，出现短时暴雨。 但是，低空垂直切变的强度不是对流性暴雨的必要条件 A、具有强烈低空垂直切变的对流性暴雨（广州，2010-5-7-00）,伴有雷暴大风 C、北京一次对流性暴雨（2008-8-10） 回波悬垂 B、弱垂直切变对流性暴雨回波剖面（200