强对流天气预报思路.pptx

1 1、强对流天气分类及气候特征（珠三角）、强对流天气分类及气候特征（珠三角）2、强对流（风暴）形成的要素、强对流（风暴）形成的要素3、强对流预报总体思路、强对流预报总体思路4 4、强对流天气环流类型、强对流天气环流类型5、前汛期强对流的有利配置、前汛期强对流的有利配置6、单站探空和单站要素、单站探空和单站要素7、多普勒雷达分析、多普勒雷达分析8、典型个例、典型个例1.1、强对流天气分类、强对流天气分类n雷雨大风（阵风大于雷雨大风（阵风大于17.2m/s）n冰雹冰雹n龙卷龙卷n强雷电（雷电）强雷电（雷电）n短时强降水（短时强降水（1小时降水量超过小时降水量超过20mm）或暴洪或暴洪1.2 1.2 珠三角强对流天气气候特征珠三角强对流天气气候特征n日频数日频数n珠珠三三角角的的强强对对流流天天气气日日频频数数，平平均均每每年年3434日日，极端最多年份极端最多年份5151日，最少日，最少2222日。日。n强强对对流流天天气气日日最最早早出出现现在在2 2月月，最最迟迟1111月月，其其中中4 4月月和和8 8月月的的日日数数最最多多，月月平平均均值值分分别别为为5.55.5和和6.26.2日。日。n在强对流天气日频数中，占比例最大的是雷雨在强对流天气日频数中，占比例最大的是雷雨大风，占总数的大风，占总数的57。强对流天气的月分布强对流天气的月分布强对流天气日变化强对流天气日变化2、强对流（风暴）形成的要素、强对流（风暴）形成的要素l层结不稳定层结不稳定(或热力不稳定或热力不稳定)l 水汽条件水汽条件l 抬升机制抬升机制l垂直风切变垂直风切变2.1 层结不稳定层结不稳定常用的表征层结不稳定的物理量常用的表征层结不稳定的物理量nK指数及其变量指数及其变量nSi指数指数n对流有效位能对流有效位能（MCAPE和和CAPE850）nse或或se对流有效位能对流有效位能CAPE和对流抑制和对流抑制CIN 气块在特定环境中绝热上升的最大垂直速度气块在特定环境中绝热上升的最大垂直速度Wmax理论上取决于理论上取决于CAPE向动能的转换程度。向动能的转换程度。CAPE和和Wmax的关系表达式如下：的关系表达式如下：Wmax(2CAPE)1/2CAPE与最大垂直速度与最大垂直速度 的关系的关系2.2 2.2 水汽条件水汽条件雷雷暴暴的的发发展展要要求求低低层层有有足足够够的的水水汽汽供供应应。雷雷暴暴常常形形成成于于低低层层有有湿湿舌舌或或强强水水汽汽辐合的地区。辐合的地区。常用的表征水汽的要素或物理量常用的表征水汽的要素或物理量nT-Td 5，湿区，湿区 2，水汽饱和区，水汽饱和区相对湿度（相对湿度（RH）水汽通量水汽通量水汽通量散度水汽通量散度2.32.3抬升机制抬升机制雷暴多数由中尺度系统的上升运动触发：雷暴多数由中尺度系统的上升运动触发：u 边界层辐合线（锋面、干线、阵风锋等）边界层辐合线（锋面、干线、阵风锋等）u 中尺度地形环流中尺度地形环流u 重力波重力波n锋面-主要根据850hpa锋区位置和地面要素的分布及变化，在地面图上标出；还可参考雷达反射率图锋面未过雷达站锋面未过雷达站干线（露点锋）干线（露点锋）n水平方向上的湿度不连续线。其一侧是暖而干水平方向上的湿度不连续线。其一侧是暖而干的空气，另一侧是冷而湿的空气。穿过干线，的空气，另一侧是冷而湿的空气。穿过干线，水平露点温度变化剧烈。干线两侧的露点温度水平露点温度变化剧烈。干线两侧的露点温度可相差可相差10，垂直伸展高度达地面，垂直伸展高度达地面1-3 km。干线可导致强烈的对流风暴，是对流的触发机干线可导致强烈的对流风暴，是对流的触发机制之一。制之一。n地面图、地面图、925-850-700hpa图分析露点温度图分析露点温度Td；n雷达反射率（弱细线）雷达反射率（弱细线）边界层辐合线边界层辐合线在雷达回波图上的表现在雷达回波图上的表现阵风锋阵风锋垂直风切变是指水平风速（包括大小和垂直风切变是指水平风速（包括大小和方向）随高度的变化方向）随高度的变化,环境水平风向风速的环境水平风向风速的垂直切变的大小往往和形成风暴的强弱密切垂直切变的大小往往和形成风暴的强弱密切相关。相关。一般来说，在一定的热力不稳定条件下，一般来说，在一定的热力不稳定条件下，垂直风切变的增强将导致风暴进一步加强和垂直风切变的增强将导致风暴进一步加强和发展。发展。主要作用：上升与下沉气流分开，形成主要作用：上升与下沉气流分开，形成垂直环流，从而进一步增强对流不稳定。垂直环流，从而进一步增强对流不稳定。2.垂直风切变垂直风切变垂直风廓线及其对对流风暴的作用垂直风廓线及其对对流风暴的作用加拿大阿尔伯塔地区三种不同类型风暴的典型速度切变矢图（引自加拿大阿尔伯塔地区三种不同类型风暴的典型速度切变矢图（引自Chisolm 和和Renick,1972（a）普通单体风暴）普通单体风暴 (b)多单体风暴多单体风暴 (c)超级单体风暴超级单体风暴风风矢矢端端图图分分析析2 20 00 06 6年年广广佛佛强强对对流流3 3、强强对对流流预预报报总总体体思思路路4 4、强对流天气环流特征、强对流天气环流特征n4.1 500hPa的环流特征的环流特征低槽型低槽型东风型东风型副高边缘副高边缘高压型高压型西风型西风型4.1.1 低槽型低槽型中低纬地区出现低压槽系统中低纬地区出现低压槽系统n南北向槽南北向槽n横槽横槽 在其在其南面南面常有常有一些快速东移一些快速东移小槽小槽 南北向槽横槽4.1.2 4.1.2 东风型东风型n 副高脊线位于副高脊线位于28N以北，华南上空受脊南以北，华南上空受脊南的东风控制；或副高东退到太平洋上，在的东风控制；或副高东退到太平洋上，在25N以南有明显的热带气旋、赤道辐合带或其它低以南有明显的热带气旋、赤道辐合带或其它低值系统，广东上空以东风为主值系统，广东上空以东风为主，包括：，包括：n东风波东风波n热带辐合带热带辐合带n热带气旋热带气旋n其它低压类：其它低压类：n如中层气旋、南海低压等如中层气旋、南海低压等4.1.3 副高边缘副高边缘n副高脊线在副高脊线在20N以南，西脊点位于以南，西脊点位于115E以西，以西，广东、广西地区为副高边缘的西南气流或西南广东、广西地区为副高边缘的西南气流或西南西气流所控制西气流所控制4.1.4 高压型高压型:副热带高压脊线位于南岭副热带高压脊线位于南岭（25N）附近，广东处于弱高压区内，风）附近，广东处于弱高压区内，风场零乱且风速较小场零乱且风速较小4.1.5 4.1.5 西风型：西风槽位于统计区之外，华西风型：西风槽位于统计区之外，华南上空全为平直西风，常出现风速南上空全为平直西风，常出现风速20m20ms s的西风急流。的西风急流。4.2 强对流天气与强对流天气与500hpa环流型的关系环流型的关系n前汛期以低槽为主，其次是副高边缘前汛期以低槽为主，其次是副高边缘4.3 低层环流与天气系统低层环流与天气系统n4.3.1 850hpa4.3.1 850hpa或或700hpa700hpa的环流特征的环流特征n强对流天气时，强对流天气时，700hPa和和850hPa多有辐合气流多有辐合气流或切变。或切变。n当当700hPa和和850hPa的形势呈前倾配置时，更易的形势呈前倾配置时，更易出现灾害性强对流天气。出现灾害性强对流天气。n广东广东强对流天气与低空急流的相关性远不及暴强对流天气与低空急流的相关性远不及暴雨过程那样清晰。多数强对流天气发生在低空雨过程那样清晰。多数强对流天气发生在低空强偏南风区内（包括急流轴上）或大风区内的强偏南风区内（包括急流轴上）或大风区内的右方一侧（占右方一侧（占60以上），约以上），约25的强对流天的强对流天气与低空强偏南风无关（无强南风区）。气与低空强偏南风无关（无强南风区）。n4.3.2 4.3.2 地面图上，广东或是处于锋面附近，或地面图上，广东或是处于锋面附近，或是处于弱高压脊的后部，其中，前者约占总数是处于弱高压脊的后部，其中，前者约占总数的的64，后者约占，后者约占36。5、前汛期强对流的有利配置、前汛期强对流的有利配置第一种：第一种：500hpa500hpa有槽有槽+地面低槽地面低槽主要特点：主要特点：1 1）在在中中低低纬纬，500hPa500hPa或或700hpa700hpa有有高高度度或或温温度度槽槽发展东移；发展东移；2）地地面面明明显显无无冷冷空空气气活活动动，但但有有热热低低槽槽或或闭闭合合低压等；低压等；3 3）850hpa850hpa有切变线东移或南压；有切变线东移或南压；雷达2007年4月17日强对流天气分析（广东1）.pptn第二种：第二种：500hpa500hpa有槽有槽+锋面锋面n主要特点：主要特点：n1 1）地面有冷锋南移，边界层和中低层相应锋地面有冷锋南移，边界层和中低层相应锋区明显区明显；n2 2）500hpa500hpa有槽对应；有槽对应；n各层特点基本与第一种类似；各层特点基本与第一种类似；n 在冷锋系统的启动下，不稳定能强烈爆发，在冷锋系统的启动下，不稳定能强烈爆发，在边界层中尺度系统附近产生强对流天气在边界层中尺度系统附近产生强对流天气 6、单站探空和单站要素、单站探空和单站要素6.1、单站要素、单站要素n气压：持续降压气压：持续降压n气温：持续升温气温：持续升温n湿度：持续增湿湿度：持续增湿 温压湿的连续变化呈喇叭口型温压湿的连续变化呈喇叭口型6.2、单站探空、单站探空-关注要点关注要点（1）层结不稳定结构）层结不稳定结构u 上干冷下暖湿上干冷下暖湿-对流对流u不稳定指数（不稳定指数（K、Si、CAPE等）等）u 中高层不稳定（彭博士）中高层不稳定（彭博士）u (T(T400 hpa400 hpa T T150 hpa150 hpa)/(H)/(H150 hpa150 hpa HH400 hpa400 hpa)7-8/km 7-8/km（2）水汽垂直分布）水汽垂直分布 T-Td 西南低空急流西南低空急流（3）垂直切变）垂直切变 风向的垂直切变风向的垂直切变 风速的垂直切变风速的垂直切变关注要点（续）关注要点（续）7、多普勒雷达分析、多普勒雷达分析n7.1 7.1 强度回波特征强度回波特征n7.2 7.2 径向速度特征径向速度特征n7.3 7.3 导出产品导出产品7.1 典型的强度回波特征典型的强度回波特征 弓形回波弓形回波 飑线飑线 钩状回波（钩状回波（指状回波）指状回波）三体散射三体散射7.2 7.2 中小尺度天气多普勒速度特征中小尺度天气多普勒速度特征v大风区型大风区型 v近地层辐散型近地层辐散型 v逆风区型逆风区型v中尺度辐合型中尺度辐合型v中气旋型中气旋型大风区型定义：指定义：指50 km范围内、范围内、1.3km 高度以下、径向风速高度以下、径向风速 大于大于13m/s的区域。的区域。近地层辐散型近地层辐散型定义：指定义：指100 km范围内、范围内、1000米米高度以下、沿径高度以下、沿径向排列的、正负向排列的、正负速度中心相距不速度中心相距不远（远（10km）的）的速度偶，指向雷速度偶，指向雷达的负速度位于达的负速度位于靠近雷达一侧，靠近雷达一侧，而离开雷达的正而离开雷达的正速度位于远离雷速度位于远离雷达的一侧达的一侧。逆风区型定义：在大片正定义：在大片正（负）速度区中，（负）速度区中，出现了一片负出现了一片负（正）速度区，（正）速度区，并有明显的零速并有明显的零速度圆环或半圆环度圆环或半圆环将二者隔开。将二者隔开。中尺度辐合型定义：指尺度定义：指尺度在在202000 km的辐合，或的辐合，或零速度线向内零速度线向内气旋式弯曲、气旋式弯曲、正速度区在内正速度区在内凹处、负速度凹处、负速度在外凸出处在外凸出处。中气旋型中气旋型-Meso-cyclone定义：中气定义：中气旋型是满足旋型是满足一定判据的一定判据的纯气旋或气纯气旋或气旋式辐合旋式辐合7.3 重点关注的雷达导出产品重点关注的雷达导出产品根据强对流天气种类，选择重点关注的根据强对流天气种类，选择重点关注的雷达导出产品雷达导出产品雷雨大风：组合反射率因子（雷雨大风：组合反射率因子（CR），回），回波顶高（波顶高（ET），风暴追踪信息（），风暴追踪信息（STI），），风暴结构产品（风暴结构产品（SS），垂直积分液态含），垂直积分液态含水量（水量（VIL），中气旋产品（），中气旋产品（M），龙卷），龙卷特征涡旋（特征涡旋（TVS），垂直剖面产品），垂直剖面产品（RCS、VCS）8、典型个例、典型个例n雷雨大风雷雨大风-飑线过程飑线过程n冰雹冰雹n短时暴雨短时暴雨