DB43∕T 2899-2024 混合强对流等级(湖南省).pdf

DB43/T2024 289943湖南省地方标准ICS 91.120.40CCS K 30发 布湖南省市场监督管理局2024-01发布-092024-04实施-09混合强对流等级Classification of mixed severe convectionDB43/T 28992024 I 目 次 前言 1 范围 1 2 规范性引用文件 1 3 术语和定义 1 4 混合强对流类型和等级 2 附录 A（资料性）5 附录 B（资料性）7 参考文献 8 DB43/T 28992024 II DB43/T 28992024 III 前 言 本文件按照 GB/T 1.12020标准化工作导则 第 1 部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由湖南省气象局提出。本文件由湖南省气象标准化技术委员会归口。本文件起草单位：湖南省气象台。本文件主要起草人：唐佳、欧小锋、李巧媛、桑友伟、蔡荣辉、许霖、张昆、王晓雷、刘剑科、龙晴柔、陈龙、唐明晖、胡媚、姚倩、邓朝平。DB43/T 28992024 IV DB43/T 28992024 1 混合强对流等级 1 范围 本文件规定了湖南混合强对流的类型和等级。本文件适用于湖南混合强对流天气的监测、预报、预警及科学研究等。2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T 279572011 冰雹等级 GB/T 285912012 风力等级 GB/T 285922012 降水量等级 GB/T 285942021 临近天气预报 GB/T 343012017 龙卷灾害调查技术规范 GB/T 356632017 天气预报基本术语 QX/T 4162018 强对流天气等级 QX/T 4782019 龙卷强度等级 QX/T 4852019 气象观测站分类及命名规则 DB43/T 2322004 天气术语 DB43/T 20732021 降水强度等级 3 术语与定义 下列术语和定义适用于本标准。3.1 冰雹 hail 一种坚硬的球状、锥状或形状不规则的有雹核且常伴随雷暴的固态降水。来源：GB/T 285942021，3.7 3.2 雷暴大风 thunderstorm gust 伴随深厚湿对流出现的阵风大于或等于 8 级的风。注：改写 GB/T 285942021，定义 3.6。3.3 短时强降水 short-duration heavy rain 在中小尺度天气系统影响下，很短时间内局地出现的较大的对流性降水。来源：GB/T 285942021，3.5 DB43/T 28992024 2 3.4 龙卷 tornado 从积状云下垂到地面的旋转空气柱。注：常表现为漏斗状云体。来源：GB/T 343012017，2.1 3.5 强对流天气 severe convective weather 单独或同时出现小时雨强大于或等于 20 mm 的短时强降水、瞬时风速超过 8 级（17.2 m/s）的雷暴大风、任意尺寸的冰雹、任意级别的龙卷。注：改写 QX/T 4162018，表 1。3.6 混合强对流 mixed severe convection 混合强对流是指 08-08 时某站同时出现短时强降水、雷暴大风（龙卷）、冰雹中的两种及以上强对流天气，或两个及以上相邻站出现两种及以上强对流天气。3.7 地面气象观测站 surface meteorological observing station 对近地面大气状况及其变化进行测量和判定而设立的气象观测站。来源：QX/T 4852019，3.2 3.8 相邻站 neighbour station 相邻站指距离不超过 40 km 的地面气象观测站。4 混合强对流类型和等级 4.1 混合强对流类型 混合强对流分成以下四种类型：风雨型混合强对流：雷暴大风（龙卷）和短时强降水同时出现 风雹型混合强对流：雷暴大风（龙卷）和冰雹同时出现 雨雹型混合强对流：冰雹和短时强降水同时出现 综合型混合强对流：雷暴大风（龙卷）、冰雹和短时强降水同时出现 4.2 混合强对流等级 4.2.1 混合强对流覆盖范围（Pc）混合强对流覆盖范围指 08-08 时出现混合强对流的站次，若某站出现两种不同类型强对流天气，均参与不同类型的覆盖范围计算；若某站出现多个时次相同类型强对流，取当日最强的时次，只计一次，类型级别和强度等级同上。先判断混合强对流类型再计算混合强对流覆盖范围：（1）若类型为风雨型、雨雹型、综合型,根据短时强降水站次 d1和雷暴大风、冰雹两者总站次 d2分别确定所属等级 L1和 L2，L1、L2=1,.4，混合强对流覆盖范围(Pc)由公式（1）计算得到；（2）若类型为风雹型,根据雷暴大风、冰雹两者总站次 d2确定所属等级 L2，混合强对流覆盖范围(Pc)由公式（2）计算得到。公式（1）、（2）中为短时强降水站次 d1对应的范围权重系数，为DB43/T 28992024 3 雷暴大风和冰雹站次之和 d2对应的范围权重系数，具体的权重参照表 1 确定。另外，范围权重 Wc、类型权重 Wt、强度权重 Ws据专家打分法和层次分析法得到，方法见附录 A。Pc=（L1+L2）/2（1）Pc=L2（2）表 1 混合强对流覆盖范围等级 L 等级L 范围权重Wc 短时强降水站次d1 雷暴大风和冰雹站次之和d2 1 0.0909 1d14 1d23 2 0.2121 4d18 3d27 3 0.3333 8d112 7d211 4 0.3636 d112 d211 4.2.2 混合强对流类型（Pt）混合强对流类型（Pt）为所有站点强对流类型值的平均，类型值=Wt，Pt=（Wt）/d，Wt类型权重，d 为出现强对流的总站次，具体的权重参照表 2 确定。表 2 混合强对流类型权重表 类型 类型权重Wt 短时强降水 0.3216 雷暴大风 0.4724 冰雹 0.2060 4.2.3 混合强对流强度（Ps）Ps=(Q Ws)/d（3）混合强对流强度（Ps）为所有站点不同类型观测值的归一化值 Q 和强对流强度权重 Ws积的平均，由公式（3）计算得到，归一化方法见附录 A，由表 3 不同类型强度实况来确定强度等级及相应的强度权重 Ws。d 为强对流发生的总站次。雷暴大风和龙卷风力等级见附录 B。表 3 不同类型强对流强度等级划分表 等级 强度权重Ws 短时强降水 雷暴大风(龙卷)冰雹 1 0.0667 20 mm小时降雨量40 mm 8级风速9级 冰雹直径5 mm 2 0.1333 40 mm小时降雨量60 mm 9级风速10级 5 mm冰雹直径20 mm 3 0.2667 60 mm小时降雨量80 mm 10级风速11级 20 mm冰雹直径50 mm 4 0.5333 小时降雨量80 mm 风速11级/EF0-5 冰雹直径50 mm 4.2.4 混合强对流等级 混合强对流等级（Pm）由混合强对流覆盖范围(Pc)、混合强对流类型(Pt)和混合强对流强度（Ps）三个因子共同确定，见公式（4），最终参照表 4 确定混合强对流等级。DB43/T 28992024 4 Pm=0.3658Pc+0.3019Pt+0.3323Ps（4）注 1：Pc混合强对流覆盖范围，计算方法见 4.2.1。2：Pt混合强对流类型，计算方法见 4.2.2。3：Ps混合强对流强度，计算方法见 4.2.3。表 4 混合强对流过程等级划分 等级 Pm参考值 百分比 备注 级 0Pm0.2 0-50 较强 级 0.2Pm0.3 50-80 强 级 0.3Pm0.5 80-95 特强 级 Pm0.5 95 极端 DB43/T 28992024 5 附 录 A（资料性）A.1 归一化处理方法 归一化是将有量纲的数值经过变换，化为无量纲的数值，进而消除各指标的量纲差异。计算公式为：X=(X-Xmin)/（Xmax-Xmin）式中，X 为归一化后的数据，X 为样本数据，Xmin为本地历史样本数据中的最小值，Xmax为本地历史样本数据中的最大值。A.2 专家打分法 专家打分法也称为德尔菲法（Delphi），是指通过征询有关专家的意见，对专家意见进行统计、处理、分析和归纳，综合多数专家经验与主观判断，对大量难以采用技术方法进行定量分析的因素做出合理估算，经过多轮意见征询、反馈和调整后，来确定各因子的权重系数。A.3 层次分析法 层次分析法（The analytic hierarchy process,简称 AHP），是一种主客观综合的评价方法。AHP 的主要特点是通过建立递阶层次结构,把人类的判断转化到若干因素两两之间重要度的比较上,从而把难于量化的定性判断转化为可操作的重要度的比较上面。通过两两比较的方法确定决策方案相对重要度的总排序。层次分析法步骤：（1）分析系统中各因素之间的关系，建立系统的递阶层次结构，构建层次结构图；（2）构造判断矩阵，主要采用专家打分结果或问卷调查结果；表 1 判断矩阵标度定义 值值 标度标度 1 表示两个因素相比，具有相同重要性 3 表示两个因素相比，前者比后者稍重要 5 表示两个因素相比，前者比后者明显重要 7 表示两个因素相比，前者比后者强烈重要 9 表示两个因素相比，前者比后者极端重要 2，4，6，8 表示上述相邻判断的中间值 倒数 若因素 i 与因素 j 的重要性之比为 aij，那么因素 j 与因素 i 重要性之比为 aji=1/aij（3）判断矩阵一致性检验；不能通过一致性检验的结果，不能采用。一致性系数 CI（consistency index），由 CI=max-nn-1 DB43/T 28992024 6 求取，其中max为判断矩阵的最大特征值。当 CI0.10 时，认为判断矩阵的一致性是可以接受的，否则应对判断矩阵作适当修正。（4）计算权重。主要有几何平均法、算术平均法、特征向量法和最小二乘法等方法。最终要得到各元素,特别是最低层中各方案对目标的排序权重，从而进行方案选择。对层次总排序也需作一致性检验，计算各层要素对系统总目标的合成权重，并对各被选方案排序。DB43/T 28992024 7 附 录 B（资料性）表 1 风力强度划分表 风力/级 风速/(m/s)风力/级 风速/(m/s)0 0.00.2 9 20.824.4 1 0.31.5 10 24.528.4 2 1.63.3 11 28.532.6 3 3.45.4 12 32.736.9 4 5.57.9 13 37.041.4 5 8.010.7 14 41.546.1 6 10.813.8 15 46.250.9 7 13.917.1 16 51.056.0 8 17.220.7 17 56.1 表 2 龙卷强度等级划分 等级 龙卷强度 阵风风速m/s 致灾程度 一级 弱 Vmax38 轻度 二级 中 38Vmax49 中等 三级 强 4974 毁灭性 注：龙卷强度等级与美国EF等级存在如下对应关系：一级对应EF0及其以下；二级对应EF1；三级对应EF2、EF3；四级对应EF4、EF5 DB43/T 28992024 8 参 考 文 献 1 2 3 4 GB/T 279572011 冰雹等级 5 GB/T 285912012 风力等级 6 GB/T 285922012 降水量等级 7 GB/T 285942021 临近天气预报 8 GB/T 343012017 龙卷灾害调查技术规范 9 QX/T 1162010 重大气象灾害应急响应启动等级 10 QX/T 4162018 强对流天气等级 11 QX/T 4782019 龙卷强度等级 12 QX/T 4852019 气象观测站分类及命名规则 13 DB43/T 2322004 天气术语 14 DB43/T 20732021 降水强度等级 15 DB43/T 20742021 降水过程划分 16 第八届全国气象行业天气预报职业技能竞赛智能预报技术方法单项检验方案 裘祝香，孙力，刘实.吉林省单站暴雨特征分析及评估方法.气象科学，2009，29（2）:230-234.潘志祥.湖南省天气预报手册M.北京:气象.，2015.程庚福，曾申江.湖南天气及其预报M.北京:气象.，1987.