运用能量学方法分析大冰雹的落区

运用大气能量学的方法,对2002年7月19日发生在河南省中西部地区的降雹过程进行了分析,结果显示:大冰雹均出现在高空能量锋区以内,落区在低层湿有效能量平流正值中心附近。利用能量分析作为预报基础,再结合地面和雷达探测等资料进行综合分析,可以得出有无冰雹天气及冰雹落区的预报结论。     

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     

那曲市历年冰雹日数变化特征及冰雹、雷暴环境条件分析

利用那曲市7个国家气象观测站建站至2015年的冰雹日数资料,分析了那曲市冰雹日数时空分布特征及气候突变情况,并分析了2012—2016年色尼区单站冰雹日、雷雨日个例,揭示了色尼区冰雹、雷暴发生前的环境条件。结果表明:那曲市年平均冰雹日数呈减少趋势,减少趋势最明显的是申扎县,每10 a减少4. 9天,减少趋势最弱的为色尼区和班戈县,每10 a减少1. 9天,减少趋势均通过了0. 01的显著性检验;不同区域各代表站均显示减少趋势且出现突变现象;那曲市冰雹天气具有明显的季节特征,大多集中在6—9月;降雹时间多集中在14—20时,占全天的78%。对那曲市色尼区冰雹日和雷雨(无降雹)日个例分析表明,高原较强对流发生在0℃层高度低(多在1.5 km高度以下)、CAPE值小(多在500 J·kg~(-1)以下)、风垂直切变弱的环境下,与平原地区大冰雹环境差异显著,因而高原冰雹绝大部分为直径5 mm以下的小冰雹,严格意义上应称为霰;雷雨天气低层较雹日的更暖湿,其温度露点差略小于雹日的,露点比雹日的高,因而雹日抬升凝结高度高于雷雨日的。     

蒙古冷涡影响下的北京降雹天气特征分析

蒙古冷涡是诱生北京地区冰雹天气的一种主要天气系统,通过对近8年几例冰雹天气过程的分析,得出在蒙古冷涡影响下,北京地区产生的冰雹天气与其他天气类型相比,具有分布范围广、局域性强的特点。对蒙古冷涡影响下的天气形势进行详细分析,可以进一步将其分为两类,一类是蒙古冷涡后部强冷空气与前部暖湿气流交绥,地面强冷锋造成的对流天气;另一类是主冷锋后,蒙古冷涡后部不断南下的冷空气,与增温、增湿的地面低涡或切变线系统而形成不稳定大气层结造成的对流天气。同时该两类天气也有许多共同特征。如对流层低层的能量锋,大气的斜压性和层结的条件对称不稳定激发了能量锋前蕴酿已久的湿有效能量得到了有效的释放,导致对流不稳定天气的发展。对流层中层干冷空气的侵入,正的差动假相当位温平流加剧了大气层结的不稳定,强的风垂直切变更促使对流上升运动的发展。尽管这两类冰雹的各项特征的强弱程度不同,所产生的冰雹天气强弱也有差别,但都表现了有利于冰雹天气发生和发展的动力、热力特点。与其它个例比较,可以综合提出蒙古冷涡影响下冰雹天气的预报着眼点,为北京地区强对流天气潜势预报和临近预报提供理论依据。     

铜川冰雹天气经验预报

在多年预报实践和个例分析的基础上，总结预报铜川冰雹天气的经验指标，得出：应用08时高空指标和本地要素，预报当日铜川冰雹天气效果较好；冰雹天气主要出现在5－9月，尤其是5月下旬－7月中旬、9月中旬为冰雹的多发期，日降雹时间主要在11－20时。     

用能量分析方法识别冰雹云

用GMS ＴＢＢ遥感资料和湿-比有效能量方法分析了1998年巴盟地区9次降雹过程，认为：（1）云顶温度及其水平梯度是识别冰雹云的重要参量，云顶温度低于-25℃才可能出现有灾冰雹，预报区云顶温度水平梯度大于50℃/50km才可能出现重雹灾；（2）冰雹云生成前低层是高能舌，而中高层低能中心和负能量平流中心位于其北或西北方；（3）有雹无灾冰雹云生成前低层没有高能舌，在降雹区西北方450km以内也没有中高层低能中心。     

近11年天津冰雹统计特征及对流参数指标分析

针对2009—2019年天津地区70次冰雹天气过程时空特征进行统计分析,并利用美国国家环境预报中心全球模式业务系统分析资料(NCEP FNL)和地面气象观测数据构建融合探空序列,对比分析不同月份、不同天气型和不同大小冰雹的环境条件差异,给出相应的环境参数指标。结果表明:天津降雹主要出现在4—9月,其中6月冰雹和大冰雹发生日数分别占49.4%、60.0%,12—20时冰雹和大冰雹发生概率分别占74.8%、100%。冰雹发生前对流有效位能(CAPE)、抬升指数(LI)、垂直风切变(SHR)、湿球0℃层高度(H_WBZ)、大气可降水量(TPW)均存在明显的月变化特征,但总指数(TT)和强天气威胁指数(SWEAT)作为预报判据时其月变化并不明显,4月和9月大多数冰雹天气发生在“低能强切变”条件下,7月和8月则多发生在“中高能弱切变”条件下。此外,不同月份H_WBZ平均比干球0℃层高度(H_DBZ)偏低0.4～0.9 km,除了7月和8月极少数冰雹H_WBZ位于4.0～4.2 km范围,其余冰雹天气过程均发生在低于3...     

商洛地区冰雹天气形势及潜势预报指标

利用地面气象观测报表和灾情记录,统计2002—2011年商洛地区共出现冰雹天气过程48例。根据500hPa天气形势,将商洛冰雹天气分为冷涡型、西北气流型、高空槽切变型三种类型。通过计算冰雹个例的动力、热力、能量、稳定度指标,发现与商洛冰雹天气关系密切的11个物理量指标。其中,初夏(5—6月)和盛夏(7—8月)冰雹天气的K指数、沙氏指数、850hPa和500hPa温差、瑞士雷暴指数、850hPa露点温度等对流指标表现出显著的差异,在进行冰雹潜势预报时需要注意。CAPE值、0℃层和-20℃层高度在各月差异不大。5—6月进行冰雹潜势预报时应特别关注低层水汽条件的增加,7—8月应特别注意0℃层和-20℃层的高度是否适合冰雹的生成。冰雹预报指标在2012—2014年商洛冰雹天气过程中得到了较好的检验。     

内蒙古中西部地区降雹天气预报方法

首先从大气能量学的观点出发,阐述了有利于冰雹产生的几个因子和动力条件;尔后通过对内蒙古中西部地区１９８０￣１９８７年降雹的８４次个例的计算分析,获得了适于内蒙古中西部冰雹天气的预报指标,在业务预报中收到一定效果。     

贵州春季冰雹短期预报的高空温压场相似法

采用08：00(北京时，下同)500hPa温压场和700hPa温度场相似系数指标值，建立了贵州区域性春季冰雹短期预报模型。建模选用了427个冰雹日个例和484个无雹日个例，分月确定相似预报指标，故所建模型有较大的统计可靠性。预报模型在样本期内的预报准确率为66％，经1999和2001年试报，结果表明，该预报模型有较好的实用价值。     

局地暴雨(冰雹)过程预报的研究

通过对博州40a 4～9月份近200个局地暴雨和冰雹天气个例进行了综合分析研究,依据局地暴雨和冰雹天气过程发生、发展过程中大气能量的积累、转换和爆发的规律.建立了一套紧扣能量转换"力-功-能"原理的"天文动力结构分析-天气学高、温、压、湿变量场分析-静力能量场定量指标客观分析"强对流预报方法和技术流程.通过近两年的业务试用,博州局地暴雨的预报水平明显提高.     

试用湿-比有效能量A_(mk)预报闽东渔场汛期日降水量

汛期日降水量预报,特别是暴雨预报,对闽东渔场的海洋捕捞和海洋养殖至关重要。本文通过个例分析,在总结近年汛期雨量预报实践经验的基础上,试用湿-比有效能量A_(mk)来预报闽东渔场汛期4—6月份的日降水量,获得较为满意的效果。 一、个例分析 1988年4月5—6日,闽东渔场出现了     

湿有效位能在雪灾天气中的特征及其在预报中的应用

根据能量天气学理论,用湿有效位能分析了阿坝牧区４月份灾大雪产生的能量条件得出了大雪天气发生的必要条件是有效位能在空间的积聚,并达到一定量值。重要条件是有使春转换、释放的机制。根据这个认识,制作了阿坝牧区４月份在雪天气预报模式,应用于预报实践,取得了较好的预报效果。     

辽宁冰雹专家系统

一、系统设计的基本思路 (一) 系统的预报对象系统的目标是预报辽宁省每年5—7月、9—10月未来3—6小时之内的冰雹天气。 (二) 分类建立知识库普查1976—1985年的冰雹资料和150个冰雹个例,根据预报对象和预报时效选取40—     

垂直能量螺旋度在双流机场雷暴预报中的应用

文章引入垂直能量螺旋度指数的概念,并利用NCEP 1°×1°再分析资料,将其应用于双流机场2011年5月8—9日出现的雷暴天气过程,并对2009—2012年双流机场出现的32次雷暴天气过程进行统计,验证垂直能量螺旋度指数的有效性及普适性。结果表明,该指数综合反映了对流天气发生时的热力效应和动力效应,有明确的物理意义,是诊断和预报强对流天气的有效指数;垂直能量螺旋度对预报双流机场未来3h以内的雷暴天气有一定的指示意义,雷暴天气一般出现在垂直能量螺旋度大于0.62×10-5J·m·kg-1·s-2的条件下。     

基于数值模式产品的广西冰雹客观预报方法研究

利用2012—2016年广西重要天气报(WS报)和信息员上报的冰雹实况,以及欧洲中心(ECMWF)0.125°×0.125°的逐6 h再分析资料,分析不同天气背景下广西历史冰雹个例发生前后关键物理参数的特征及其变化。从不稳定能量、水汽条件、对流触发条件、垂直风切变、0℃层高度、-20℃层高度等方面归纳总结广西冷空气影响冰雹过程及暖区冰雹过程的预报指标,应用预报指标动态调整的配料法,分别建立冷空气影响冰雹过程和暖区冰雹过程的广西分类冰雹客观预报方程。利用方程对2017—2018年2—6月广西冰雹进行试报,结果表明该方程对广西冰雹天气有一定的预报能力,其中对大范围冷空气南下触发的冰雹过程较暖区发生的冰雹天气过程预报更为准确,但也存在较大范围的空报,空报区域基本与雷暴大风天气落区对应,具有一定的警示作用。     

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。     

我国冰雹天气及预报研究进展

近十几年来,我国北方与南方多次发生大范围雹暴灾害及随后人工防雹的广泛开展,迫切需要提供冰雹的短时和短期预报,引起人们对冰雹天气研究的重视。1975年成立了冰雹预报科研协作组,组织了多种全国性的学术活动,1980年对华北地区八次典型大范围雹暴个例分析组织了规模较大的会战,各地区对历史上出现的冰雹天气做了大量的个例分析和统计分析,为我国冰雹天气、冰雹成因和预报方法的研究奠定了基础。一、冰雹天气的气候特征我国冰雹天气的气候特征归纳起来是:降雹范围广,离散性强,地形影响大,降雹带有明显的随季节南北推移并伴有其他灾害天气。     

1998年广东省三次暴雨过程的湿有效能量分析

湿有效能量对暴雨等灾害性天气的形成、发展和维持等具有重要作用。该文利用改进的计算湿有效能量表达式, 计算了1998年5月14—15日、5月23—24日和6月8—9日广东省三次暴雨的湿有效能量, 分析了暴雨区湿有效能量的时间演变特征、空间演变特征、水平积聚以及与暴雨的关系。结果表明:暴雨过程前后湿有效能量有显著差异, 暴雨开始时湿有效能量高, 暴雨过后湿有效能量低, 前后相差6×105 J/m2以上; 三次大降水时段都是在南北湿有效能量差最大值附近, 在大降水前, 南北湿有效能量差数值的增大主要是由于长江中游的低能区的加强和南扩造成的; 长江中游的低能区对三次暴雨大降水有重要影响, 这说明中纬度对广东省暴雨的重要性; 大降水时段处于湿有效能量平均积聚量最强的时候, 此时, 广东省的积聚量远高于长江中游地区。     

中国两级阶梯地势区域冰雹天气的环境物理量统计特征

通过时空匹配2002-2010年逐年3月1日至9月30日中国海拔3 km以下地区671个国家站逐时冰雹观测资料和NCEP(National Centers for Environmental Prediction)FNL(Final Analysis)资料,以海拔1 km作为分界线划分为两个阶梯区域(简称两级阶梯,并把两个区域分别简称为一级阶梯和二级阶梯),对表征中国两级阶梯冰雹天气的水汽、热力和动力环境条件进行了统计分析。考虑气温0℃层高度对形成冰雹天气的影响,首先用0℃层高度对样本进行过滤,然后对两级阶梯冰雹天气的环境物理量特征进行统计和对比分析。结果表明,两级阶梯冰雹环境的水汽、热力和不稳定能量差异显著,一级阶梯冰雹往往出现在具有更不稳定的层结结构、更多不稳定能量、更多水汽含量以及更强的垂直风切变环境中。一级阶梯冰雹的整层可降水量集中在15~41 mm,二级阶梯则集中在6~30 mm,无冰雹出现在整层可降水量超过56 mm的环境中。两级阶梯超过50%的冰雹均出现在最有利抬升指数为负值的不稳定环境中,最优对流有效位能分布则表明,超过75%的冰雹均出现在具有一定不稳定能量的环境中;但当最有利抬升指数大于2.8℃时,两级阶梯均不会出现冰雹天气;两级阶梯超过50%的冰雹均出现在强的垂直温度递减率环境中。多物理量的高概率密度区更显著地揭示了两级阶梯冰雹天气所需的物理量分布差异。这些结果为两级阶梯冰雹天气的主客观潜势预报提供了客观的统计基础和依据。