《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年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。在此过程中 ,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、查阅和翻译了大量有关文献 ,汇集成内部参考材料 ,并提供给感兴趣者。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 67篇文章 ,主要内容包括分析预报基础与预报方法两大部分 ,内容包括美…     

《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。在此过程中 ,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、查阅和翻译了大量有关文献 ,汇集成内部参考材料 ,并提供给感兴趣者。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 ,内容包括美国…     

《国外强对流天气应用研究》出版

《国外强对流天气应用研究》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 ,内容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流天气发生发展的关系、深对流和长寿命强对流的关系、条件性对称不稳定、CAPE与 CIN、干侵入与对流下沉运动、天气雷达的应用、螺旋度、粗理查逊数和粗理查逊数切变、雷暴谱、资料及其处理方法、强对流天气的预报流程和预报方法、中尺度数值预报产品的释用、雷暴大风以及有关大冰雹的分析预报问题。其中涉及的新内容主要有 :新近引入的大气热力学变量 ,例如密度温…     

云南高原山地机场强对流短临预报系统研究

基于天气雷达、地面和探空观测资料、NCEP再分析资料、FNL 数值预报产品,应用强对流天气分类识别技术和短时临近预报技术,开展风暴临近预报、强对流天气分类预警、基于数值预报的强风暴潜势诊断等研究,获得大理、丽江、西双版纳等高原山地机场及周边区域强降水、雷暴、大风、冰雹等灾害性天气的0～2h实时定量预报产品和0～12h强对流天气潜势预报产品,建立可业务运行的机场强对流天气短时临近预报系统。通过检验,证明该预报系统有较好的强对流天气预报预警能力,满足机场业务需求。     

中国当代强对流天气研究与业务进展

对当代中国几十年来强对流天气研究和业务进展做了阐述，主要包括强对流系统产生的环境背景和主要组织形态，以及具体强对流天气的有利环境条件、触发机制、卫星云图特征、多普勒天气雷达回波特征以及预报、预警技术等诸方面。总体来看，中国学者对强对流以及不同类型强对流天气（强冰雹、龙卷、雷暴大风）发生、发展的环流背景以及通过雷达和卫星观测到的组织结构及其演变特征都已有了明确认识，研究了对流系统的多种触发机制，深入认识了超级单体、飑线等对流系统的环境条件、组织结构特征和维持机制，了解了中国中尺度对流系统的组织形态和气候分布特征，获得了强冰雹、龙卷、下击暴流和雷暴大风等的雷达、卫星和闪电等的多尺度观测特征、形成机制和现场灾害调查特征，发展了各类强对流天气识别、监测和分析方法以及基于“配料法”和深度学习方法等的预报、预警技术等。因此，强对流天气业务预报水平已得到显著提升。      

沈阳地区一次冰雹天气过程形成机制的数值模拟

应用中尺度MM5数值预报模式对2003年6月28日发生在沈阳地区的一次冰雹强对流天气过程进行数值模拟和分析,并与实况观测资料进行比较,成功地模拟出中尺度强对流天气系统演变规律,得出这次强对流天气过程的触发机制,为冰雹强对流天气的预报提供有应用价值的思路和方法。此次冰雹强对流天气过程主要是受深厚的低涡天气系统作用的结果,高低空急流的耦合、干湿空气间强的风垂直切变和上层干冷、下层暖湿的位势不稳定层结是此次冰雹强对流爆发的重要触发机制。     

春季"冷区"冰雹天气分析及预报

冰雹是我省春季主要灾害性天气之一。当冷锋逼近我省或影响我省时造成的冰雹、雷雨大风等强对流天气,在实际预报中容易引起预报员重视,但当冷锋移过南岭后,我省处地面冷锋后部有时也会出现冰雹天气。这里我们称这种形势下出现的冰雹为“冷区”冰雹。“冷区”冰雹是预报中的一个难点。本文首先用常规的天气图方法,综合提炼出有利于我省“冷区”强对流天气发生的天气尺度背景条件,然后对冰雹天气的物理成因进行分析,得出一个较好的“冷区”冰雹预报模式。1“冷区”冰雹日选取及时空分布特征1．l“冷区”冰雹日的选取由于‘共区”冰雹一…     

白城一次局地强对流天气的雷达回波特征分析

对2008年8月1日白城市镇赉县莫莫格乡出现的局地强对流雷达回波资料进行了分析。这次强对流天气过程虽然从天气形势上很难做出预报,但从多普勒天气雷达资料上仍可分析出一定的预报特征,分析结果表明：该风暴具有明显“V”形缺口特征,预示风暴中可能有大冰雹生成;风暴顶辐散的维持存在,对于判断冰雹的增长十分有利;通过分析垂直液态含水量的大值区,为预测冰雹落区提供了一定的科学依据;冰雹指数对强对流天气的预报具有一定的指示意义,尤其当持续出现“可能”或“肯定”报警时,往往表示风暴已经发展成熟,极有可能产生剧烈的强对流天气;中尺度切变和高空槽成为对流不稳定的有效触发机制。     

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。     

基于雷达产品和随机森林算法的冰雹天气分类识别及预报

冰雹是一种致灾性较强的强对流天气,但在气象业务工作中对其进行快捷、准确的预警和预报仍有一定的难度。本文基于C波段雷达回波资料,构建并应用随机森林模型对冰雹及其伴随强对流天气进行了分类识别及预报。结果发现,随机森林模型对训练集(2008-2017年)中四类冰雹天气(冰雹、冰雹大风、冰雹短强、冰雹大风短强)的平均命中率(Probability of Detection,POD)为90.2%,平均空报比率(False Alarm Ratio,FAR)为11.1%。对于2018-2019年的独立样本测试集,模型的平均POD和FAR则分别为72.8%和34.7%。因此,本文构建的随机森林模型较为理想。应用模型和风暴单体识别与跟踪产品(Strom Cell Identification and Tracking,SCIT)对未来15～60 min的强对流天气进行预报,结果表明四类冰雹天气的平均POD为74.8%,平均临界成功指数为60.8%,平均FAR为24.4%。因此,利用C波段雷达产品,随机森林模型能高效、自动化且较为准确地分类预警、预报冰雹及其伴随强对流天气,可应用于天气预报业务工作。     

广西强对流天气湿有效能量分析

湿有效能量在暴雨预报中应用较广泛,在冰雹天气预报中应用较少。本文应用湿有效能量对区域性锋面冰雹和区域性锋面暴雨天气进行对比分析,探讨广西强对流天气的湿有效能量空间特征,并给出冰雹和暴雨天气个例,获得基本事实,可供业务和研究工作参考。 一、强对流天气的Amk特征 以南宁为代表站,用区气象台查算表查算1979～1983年3～6月14个区域性锋面(包     

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。     

会昌8月强对流天气短时预报初探

盛夏8月是冰雹、强降水和雷雨大风等强对流天气多发月,其中雷雨大风占全年大风的32%.1965～1993年8月,测站观测记录到冰雹一次、强降水6次,雷雨大风9次.除一次强降水出现在9～10时外,其余15次强对流天气集中出现在15时30分～21时.1986年开展强对流天气短时预报业务以来,先后出现4次雷雨大风和一次冰雹,这5次强对流天气均未提前半小时报出,准确率为0.日常业务中,预报员仅凭经验和临近天气实况来制作预报,从未形成客观定量的强对流天气短时预报方法.现以1965～1991年为资料样本,在地区气象台8月强对     

国家级中尺度天气分析业务技术进展Ⅱ：对流天气中尺度过程分析规范和支撑技术

中尺度天气分析技术在对流性天气的短期预报业务中发挥了重要作用。文章介绍了国家气象中心正在发展和试运行的对流天气中尺度过程分析规范和支撑技术,旨在为中尺度对流天气的短时临近分析和预报提供技术方法,其客观技术支撑为中国气象局强对流短临预报系统SWAN、强对流天气综合监测技术和自动站资料快速客观分析技术等。文章以2011年4月17日强对流过程为例,介绍了如何利用多源观测资料(常规和非常规资料)快速识别和掌握强对流天气(短时强降水、雷暴大风、冰雹、龙卷等)实况,分析当前对流系统类型及其结构特征,判断未来影响对流系统发生、发展的中尺度环境条件,并综合考虑客观自动外推算法产品,最终指导预报员对未来0～6 h内的强对流天气影响区域进行短临预报预警。业务试验表明,对流天气中尺度过程分析技术可为强对流天气短临预报业务提供重要参考和依据。     

用中尺度数值模式诊断强风暴潜势研究

利用中尺度数值预报模式,计算、输出若干与强风暴发生发展有密切关系的常规物理量和对流参数,研究应用模糊逻辑学技术的强天气潜势诊断的方法,开发出雷暴、冰雹、雷雨大风3类对流性天气落区的潜势预报产品,并进行了初步的业务试验.结果表明,融合多个中尺度数值预报模式输出的对流参数和物理量的方法能够较好地诊断强对流天气,对业务应用有一定参考价值.     

江西“4·12”降雹过程的多普勒雷达资料分析

通过分析江西省2003年4月12日降雹天气过程中,强对流天气发生前后的CINRAD-SA多普勒雷达资料的演变特征,归纳出强对流天气过程的相关特征,提出强对流天气临近预报的几个着眼点和指标.发现应用弓状回波、TBSS、“逆风区”、低层中尺度辐合线、垂直积分液态水含量（VIL）及冰雹指数的变化能有效地指导灾害性天气临近预报,并有一定的提前量.     

国家级强对流潜势预报业务进展与检验评估

为了推动我国现阶段天气预报业务向专业化和精细化方向发展,国家气象中心自2009年组建了强天气预报中心并开展了国家级强对流落区潜势预报业务。开发了基于加密自动气象站WS报、全国闪电定位监测网、FY系列卫星以及雷达组网等多种实况观测资料的强对流实时监测产品,制定了基于MICAPS 3.0业务平台的《中尺度天气分析规范》,研发了基于全球模式T639以及区域中尺度模式GRAPES-RUC、WRF-EPS等模式输出量的强对流动力热力参数的诊断分析产品及潜势预报方法,建立了国家级强对流天气实时预报业务并发布雷暴、雷雨大风和冰雹、短时强降水等分类落区预报指导产品。对2010年4—9月国家级预报产品进行的客观检验结果表明：6小时间隔雷暴TS评分为18%,短时强降雨为2.6%,冰雹和雷雨大风为2.1%;12小时间隔雷暴TS评分为18.4%,短时强降雨为4.1%,冰雹和雷雨大风为1.3%。     

应用雷达产品计算风暴相对螺旋度

风暴相对螺旋度（SRH）反映了一定气层厚度内环境风场的旋转程度和输入到对流体内环境涡度的多少，对雷暴、龙卷和大范围暴雨的分析与预报有一定的实用价值。首先探讨了由多普勒天气雷达提供的垂直风廓线（VWP）产品计算SRH的方法和步骤。根据此方法，分别计算、分析了暴雨、冰雹、大风三个天气个例的SRH。结果表明：SRH与大面积降水过程的暴雨雨强有很好的对应关系，降水强度的变化滞后SRH强度的变化约半小时左右，可以由SRH大致估计降水加强及消亡的时间；SRH对尺度非常小的冰雹、大风等强对流天气有提前10～20分钟的预报作用。应用VWP产品计算出的SRH，可以作为实际业务工作中暴雨、冰雹、大风等强对流天气的预报因子，给预测人员预报强对流天气提供宝贵时间。     

国家级强对流天气综合业务支撑体系建设

国家级强对流天气预报业务正在从以短期预报为主调整到短期和短时预报并重的业务格局。文章从强对流天气预报技术发展与服务需求的角度,重点介绍了国家级强对流天气综合业务支撑平台及其核心技术。该平台以气象数据组织和图形化表达两个核心要求为牵引,发展了数据分析处理系统、自动气象绘图系统和WEB检索与显示系统。数据分析处理系统基于多源观测资料、中尺度数值预报和全球数值预报,发展了集约、高效的强对流天气监测和临近预报、短时预报和短期预报等数据分析处理技术,是整个平台的核心;主要核心技术包括:从不稳定与能量、水汽、抬升与垂直风切变等条件出发,以归纳总结的分类强对流天气概念模型为基础的分类强对流短期预报分析技术;应用"配料法"发展的分类分等级的强对流天气客观概率预报技术;强对流短时预报技术包括高分辨率数值预报释用、多模式预报集成、对流尺度分析、实况和模式探空分析等多项技术,重点实现了从过去3 h实况到未来12 h预报的无缝隙衔接;强对流的监测和临近预报技术在基于多源资料的强对流天气实况与强对流系统监测技术基础上,发展了基于雷达特征量、强对流实况、各类强对流指数和预警信号等多源信息的报警技术。自动气象绘图系统实现了高效、便捷地接入多种数据、自动进行数据分析和制图等多项功能。在预报服务方面,基于WebGIS发展了县级分类强对流预警信号和国家级分类强对流预警预报产品共享技术,实现强对流短时预报业务的高交互性与上下互通的功能。     

弓状回波与强对流风暴

在短时预报中，预报员往往很注重分析冰雹云的特征，并做了大量的工作，如“V”形缺口、指状回波、钩状回波等等。对分析冰雹云与对流云的区别也进行了研究［1］。在我们进行综合分析时，发现一部分强对流天气并不单纯是某一种天气，而是几类天气的综合，如短时暴雨、冰雹、大风等。我们对1980年以来的雷达回波进行了分析，发现一部分强对流风暴和弓状回波有密切的联系。本文就这类天气进行综合对比分析，提出短时预报的思路。1弓状回波发生发展过程“弓状回波”最早是由T．T．藤田命名的，在雷达回波中因其独特的形状宛如弓或新月，与下…