对流能量计算及强对流天气落区预报技术研究

文章分析了两种典型的大气湿绝热过程及其处理方法，对大气对流能量参数的计算技术进行了研究。结合实际个例，利用可逆饱和绝热过程，对包含液态水重力拖曳作用的修正对流有效位能(MCAPE)和修正下沉对流有效位能(MDCAPE)进行了定量计算。文章结合数值模式输出探空分析，预报不稳定和对流能量的区域分布，在此基础上建立了综合多指标叠套强对流天气落区预报方法，用MM5 及国家气象中心T106模式输出及诊断产品预报强对流天气落区，并检验强对流落区预报技术。     

高分辨的不稳定能量分析方法在短时预报中的应用

本文在使用不稳定能量对稳定度的高分辨诊断方法,提高了稳定度分析空间分辨率的基础上,提出了提高时间分辨率的方法。应用这种方法能够给出逐时的具有地面观测站密度的不稳定能量分布。在强对流天气的分析预报中,与同类分析方法相比有较好的效果。业务试用表明,这一分析方法可以用于对强对流天气6—12小时的落区预报和1—2小时的落点、强度预报。     

浙西地区春夏强对流天气的短时预报初探

前言强对流天气是浙西地区主要灾害性天气之一,灾情重,危害大。用常规的天气图方法预报中小尺度的强对流天气难度较大。使用金华的雷达回波资料及环境气象要素作因子,经统计、筛选,建立判别预报方程和单站回波因子加经验的预报方法,作浙西地区春夏强对流的预报。并根据回波路径和回波演变以及地形特点,确定影响范围和落区。     

浙中北强对流天气落区预报的一种动力统计方案

强对流天气是我省一种重大灾害性天气。由于它局地性强,预报难度大,对它的研究一直是我们科研工作的重点。在判断其“有、无”的预报上,目前已有一些方法,而对其落区的预报则主要还是通过云图和雷达来直观的分析和短时的外推。本文的工作就是利用文献所     

分析不稳定能量水平分布的一种方法

前言 近几年来,湿静力能量分析方法在我国天气预报工作中得到广泛应用,并在暴雨、强对流等天气预报中取得了一定成效。由于不稳定能量释放是强对流天气发展所需能量的主要来源,所以,为预报这类天气,除了当前一些能量分析项目外,有时还需要定量计算不稳定能量。通常计算不稳定能量是在热力学图解上进行的,这种计算方法不仅计算烦琐、误差大,而且还受到一定区域内探空报时效等条件的限制,目前用这种方法在某一个区域分析不稳定能量的水平分布是     

福建强天气短时潜势预报方法研究

利用2003—2007年中尺度数值模式MM5及探空资料计算的物理量,选取与强对流天气相关性好的热力、动力、能量参数作为预报因子,通过对各参数的空间分布特征和数值与强对流天气落区进行诊断统计分析,及通过参数的搭配,并在考虑因子季节变化特征的基础上,建立强对流诊断预报方程,从而制作福建省未来0～12小时、0～6小时有否出现强对流天气及落区的潜势预报。并用此法回报了2003—2007年3—9月和检验了2008年3—9月的强对流天气。结果表明3—6月潜势预报技巧比7—9月的更高,区域性预报技巧比非区域性的更高,2008年检验结果是0～6小时的预报技巧比0～12小时的低。此法对冰雹、雷雨大风等强对流天气的临近监测预警有较好的指示意义。     

北京地区强对流天气短时预报方法的研究

本文由两部分组成，第一部分分析了北京地区冰雹落区与中尺度天气系统、散度场、涡度场、地面总能量场及相对湿度分布的关系。在此基础上概括出冰雹落区的概念模式，为冰雹落区预报提供了一种依据。第二部分说明了利用北京０８时单站探空资料预报强对流天气有无及强度的判断树方法，为强对流天气的短时预报提供了有应用价值的思路和方法。     

阿克苏地区雹暴天气的能量特征分析

通过对阿克苏地区35个强对流天气过程的能量特征分析，总结出了预报雹暴天气强度及落区的能量特征量指标。并提出投入预报业务的流程，通过能量铅直贯穿线、低层干暖盖和地面能量形势，配合常规预报工具。有助于提高24～48小时内有无雹暴天气及其落区的准确率。     

T106物理量预报场在强对流天气落区预报中的应用

通过分析我省近几年来强对流天气过程的T106部分物理量预报场的分布特征,发现其中的θse、K和ω预报场对预报我省强对流天气有较好的指示意义。并据此给出我省强对流天气动态落区预报的判据和2001年试用情况。     

关于强对流天气预报的几点思考

结合2015年6月1日长江监利"东方之星"客轮沉船事件及在强对流天气预报中长期积累的一些经验,可以认为目前强对流天气预报存在的主要问题是对于强对流天气监测能力不足、强对流天气形成的机理认识不足、数值预报模式对强对流天气预报能力不足和强对流天气预报方法不足。在实际业务工作中较为可行的强对流天气预报的思路是:首先要具有较全面的本地区强对流天气发生的气候背景知识,然后按照配料法为主的强对流潜势预报方法和天气学分型的强对流天气预报方法等进行强对流天气的落区预报,最后按照雷达、卫星资料等相结合的强对流外推临近预报方法进行强对流天气预警预报。     

基于指标叠套法的安徽省强对流天气潜势预警研究

对2005－2007年4-9月安徽省冰雹、雷雨大风等强对流天气日数进行统计,分析了基于探空资料计算的不稳定指标与强对流天气发生的关系。结果表明：K指数、A指数、沙氏指数和对流有效位能、归一化对流有效位能和对流抑制能量这几个指标对于强对流天气指示意义较好。基于此结果,挑选K指数、沙氏指数和对流有效位能针对不同季节划分阈值,建立强对流天气潜势预警指标,并利用中尺度模式MM5的数值预报产品计算该指标,对2005-2010年13个强对流天气过程预报结果进行对比检验表明,MM5模式给出的强对流天气潜势预警产品对大多数过程均能起到预警作用。对其中两次强对流天气过程的进一步分析表明,模式具备预报强对流发生潜势的能力,预报结果对强对流天气发生的时间、落区有预警意义。     

基于指标叠套法的安徽省强对流天气潜势预警研究

对2005-2007年4-9月安徽省冰雹、雷雨大风等强对流天气日数进行统计,分析了基于探空资料计算的不稳定指标与强对流天气发生的关系。结果表明：K指数、A指数、沙氏指数和对流有效位能、归一化对流有效位能和对流抑制能量这几个指标对于强对流天气指示意义较好。基于此结果,挑选K指数、沙氏指数和对流有效位能针对不同季节划分闽值,建立强对流天气潜势预警指标,并利用中尺度模式MM5的数值预报产品计算该指标,对2005—2010年13个强对流天气过程预报结果进行对比检验表明。MM5模式给出的强对流天气潜势预警产品对大多数过程均能起到预警作用。对其中两次强对流天气过程分析表明,模式具备预报强对流发生潜势的能力,预报结果对强对流天气发生的时间、落区有预警意义。     

基于数值模式和多普勒雷达的强对流天气预报技术

基于数值预报模式MM5,结合不稳定指标和能量指标的诊断结果,得到短时潜势预警指标,进行强对流天气0~12 h的短时预报;利用多普勒雷达信息产品提供的强对流天气风暴追踪信息,提取回波的移向和移速信息,进行强对流天气0~1 h的临近预报;均用一个强对流天气过程,来具体说明短时潜势预报和临近预报状况及其与实际情况的对比;应用短时潜势预报技术对近年来强对流天气过程进行了试用。结果表明,上述方法对强对流天气的短时预报、临近预报技术有一定的预报价值。     

基于稳定度和能量指标作强对流天气的短时预报指标分析

主要基于1995—2001年强对流天气过程和高空探测资料,计算了K指数、A指数、位势不稳定指标以及能量平衡高度、位势不稳定能量等指标,并进行量化检验和预报指标的对比。结果表明:(1)A指数、K指数的数值大小对于强对流天气的预报具有一定效果。(2)位势不稳定指标I在安徽南方应用比北方的预报效果好,安徽南北方I的临界值有差异,北方I的临界值小,南方I的临界值大。(3)逐年的能量平衡高度和位势不稳定能量都可以分为两个阶段,第一阶段能量平衡高度高于350 hPa且处于极值是强对流天气预报的重要指标。总温度较高、饱和总温度较高、位势不稳定能量较高时,能量平衡高度较高;反之,能量平衡高度较低。这种对应关系可以通过α=0.01的显著性水平检验。(4)强对流天气过程期间,能量平衡高度较高。随着位势不稳定能量的增大,出现强对流天气的可能性也增大。     

SWAN系统灾害性天气监测模块的二次开发与应用

应用C#语言编程,针对河南省本地业务需求,对灾害性天气短时临近预报业务系统(简称SWAN系统)灾害性天气监测模块进行了二次开发,实现了实时业务运行。添加了SWAN系统服务器端灾害性天气实时监测模块的监测功能,使系统服务器端定时处理雷暴和冰雹灾害性天气报文、及时准确地生成雷暴和冰雹灾害性天气监测产品,改进了客户端灾害性天气实时报警功能,使客户端界面能直接清晰地显示灾害性天气图标而非灾害性天气信息提示框,解决了实际业务中强对流天气多发时段内SWAN系统客户端显示界面灾害性天气监测产品与其他预警、预报产品之间辨别困难的不足。通过2014年7月一次河南省大范围强对流天气实例,对比分析了二次开发前后该系统在实际业务中的应用情况可知:对灾害性天气监测模块进行二次开发后的SWAN系统平台有助于预报员更及时、快捷地了解灾害性天气实况,在河南夏季强对流天气多发时段的灾害性天气监测和预警预报工作中具有更良好的应用效果。     

玉林地区暴雨和雹暴的能量系统结构分析

近年来,能量天气分析的实践表明,在强对流天气或暴雨发生之前12～36小时,对流层中低层出现狭窄的和喇叭状的不稳定能量舌。这种能量系统与强对流天气和区域性暴雨的发生机制有密切的关系,也与它们的落点,落区有一定的对应关系。     

《国外强对流天气应用研究》出版

强对流天气的分析和预报历来是气象业务工作的难点。“九五”期间 ,地方和军队气象部门先后开展了“冰雹落区预报逐级指导技术研究”、“内蒙古防雹减灾新技术和冰雹专项预报研究”和“区域强对流天气数值分析预报系统”等课题研究。为了深入了解国外强对流天气研究和应用的最新进展 ,各课题组检索、查阅和翻译了大量文献 ,编者以此为基础进一步加工 ,并结合对强对流天气应用研究的认识 ,编成了本书。全书选入 6 7篇文章 ,主要内容包括分析预报基础与预报方法两大部分 ,包括美国强风暴预报中心的预报、警报业务的新进展、中层气象条件与强对…     

广东省开汛期一次连续强对流过程动力热力条件分析

2014年3月底广东省开汛期间,出现了大范围的多灾种连续强对流天气。利用区域加密地面自动站资料、风廓线雷达资料、常规观测和NCEP再分析资料,分析了此次连续强对流发生期间大尺度环流背景条件和动力热力条件,重点讨论了大气层结不稳定维持的原因。动力分析发现,强对流天气出现在低空急流的中尺度大风速中心前方强烈的辐合区和上升气流中,垂直风切变在强对流天气发生前迅速增大,具有一定的预报指示意义。中尺度低压和地面辐合线在对流落区预报中具有较好的指示性;热力分析和热流量方程诊断表明,低空西南急流由北部湾附近暖区沿温度梯度方向不断向广东输送强暖平流,使得不稳定能量得到补充,是导致广东大气层结不稳定维持的根本原因;对于广东开汛期间的强对流天气,业务预报中需要特别关注低空急流的演变及其与温度场的配置。     

湖南省雨季一次MCS的中尺度数值模拟

MCS(中尺度对流系统)是造成湖南暴雨等灾害性天气的主要影响系统,它与暴雨的落区、强度、持续时间密切相关。以2005年5月31至6月1日的湖南特大暴雨洪涝过程为例,利用中尺度数值模式MM5对MCS的雨量、动力热力特征、三维结构以及发展变化进行了模拟分析和研究,指出本次MCS发展的触发因子是近地层冷锋,维持机制是近地层不稳定能量的积蓄、中低层辐合和高层辐散的结构,大尺度系统是其发展或消亡的主导因素,并分析了水汽对暴雨强度和落区的影响,旨在为预报和防御同类灾害性天气提供参考依据。     

河南省2005-06-21强对流天气分析

利用天气图和FY-2C的卫星云图及其反演产品,分析了2005年6月21日凌晨到上午河南省中部的雷雨大风和冰雹天气过程,结果表明:高空冷平流、地面辐合线和前期贮存的较高不稳定能量,为此次强对流天气过程提供了极为有利的不稳定能量和动力条件;在灾害性天气发生的前期,FY-2C卫星云图及其反演产品有很好的指示性,云顶亮温梯度大的区域是灾害性天气的易发区,对流性降水易发生在高层急流南侧的低层高湿区。