对流有效位能预报能力的统计分析

利用每天4次的NCEP再分析资料和天津地区地面实测温度和露点资料,计算2001—2010年5—9月经过虚温订正的对流有效位能(CAPE),考察天津一般雷雨及雷雨大风发生前0~6h内的CAPE变化及其与雷雨和雷雨大风发生的关系。对4000多个样本的统计表明:一般雷雨发生前CAPE的平均值达1455.2J·kg-1,比无雷雨的平均值大一倍以上;雷雨大风前CAPE平均值高达2 500 J·kg-1。显著性检验表明,CAPE均值对于区分无雷雨、一般雷雨、雷雨大风的信度达99%。和沙氏指数的比较表明:对流有效位能在判别有无雷雨的能力上与沙氏指数相当,区分普通雷雨和雷雨大风天气的能力上超过沙氏指数。     

对流有效位能垂直分布作用的评价

对流有效位能（ＣＡＰＥ）与评价大气对流潜力的标准的不稳定指数,例如抬升指数（ＬＩ）,只有中等程度的相关,这是由于ＬＩ仅反映单层的浮力,而ＣＡＰＥ反映了积分厚度和浮力。将ＣＡＰＥ值降以积分厚度,使其正规化,得到一个指数（ＮＣＡＰＥ）,它与厚度无关,是一种方便的求气块平均浮力的方法。正规化有效地区别了ＣＡＰＥ类似而其浮力不同,积分厚度不同的环境。而且由于ＣＡＰＥ的垂直分地对流上升气流的强度可能有很大的     

对流有效位能计算的新方案

对流有效位能是强对流天气分析预报的重要参数。本文通过理论推导,提出了载水气块和非载水气块两种情况下,对流有效位能的两个新的计算方案,分别记作CAPEw和CAPE。该方案与以往的方案有很大的不同和根本的区别,更加合理和符合实际。编制了相应的计算程序,可以计算两种情况下的对流抑制能量CINw、CIN,对流有效位能CAPEw、CAPE,抬升凝结高度LCL(二者相同),自由对流高度LFCw、LFC,对流凝结高度CCL(二者相同)以及平衡高度ELw、EL;可以预报对流温度Tg(二者相同);可以分析地面和高空温度、湿度、等压面高度发生变化时,CINw、CIN和CAPEw、CAPE等的数值变化情况,便于业务应用和理论研究。还讨论了影响对流有效位能局地变化的因子和预报思路。     

埃玛图微机制作及对流有效位能的计算

该文阐述了微机制作简化埃玛图的思路和方法,介绍了与对流密切相关的大气能量参数ＣＩＮ、ＣＡＰＥ的计算方法,分析了两个实例,并对文中设计的大气能量计算方案的应用前景进行了讨论。     

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。     

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。     

黄土高原低值对流有效位能区中β尺度大暴雨综合分析

为了提高对黄土高原中β尺度暴雨的预报和预警能力,利用中国气象局气象资料综合处理MICAPS系统提供的资料及多普勒雷达资料,对2007年8月28日黄土高原在低值对流有效位能区发生的一次中β尺度暴雨天气过程进行了大尺度环境场和物理量的诊断分析以及三维流场结构分析。结果表明:这次黄土高原中β尺度大暴雨主要是由3次中β尺度强对流单体活动造成的;地面风速脉动、地面能量比高值舌配合上下游能量比大梯度区的生成,是中β尺度暴雨触发机制之一;对流层低层倾斜涡度的发展、纬向双次级环流圈的形成,为暴雨的发生、发展和维持提供了动力机制;列车效应是形成降水时间长、累积雨量大的重要因素;在多普勒雷达径向速度场上看到,暴雨区上游从对流层中层到对流层高层气旋性环流的发展和暴雨区对流层中高层西南急流的发展和稳定,也是形成暴雨的动力机制之一。     

按Lorenz精确公式和近似公式计算有效位能制造

以时空域为函数研究了按Ｌｏｒｅｎｚ（１９５５ａ，ｂ）所定义大气中精确的有效位能（ＡＰＥ）制造和近似的有效位能制造公式．大气中有效位能的制造是由非绝热加热场和温度场决定。这个加热场通过使用每天四次的ＥＣＭＷＦ（欧洲中期天气预报中心）的１９８６—１９９２年７个１月份和１９８５－１９９１年７个７月份的初值化分析资料，用余差法进行了估计。考察了大气不同部分对精确制造和近似制造的贡献，并解释了这些贡献之间的差别．Ｌｏｒｅｎｚ在近似制造公式的推导过程中，做了几个近似假设。最严重的一个近似假设看来似乎是，等熵面上的平均气压近似地等于等压面上的气压，就这个等压面而论其上平均位温与等熵面上的位温相等。本文结果表明，精确制造公式中和近似制造公式中两种贡献项之间的最大差别，发生在温带对流层低层．此处对涡动ＡＰＥ，精确制造值比近似制造值可以小到１／１０；而对纬向和时间平均ＡＰＥ精确制造值是微弱的正值，但近似制造值是强大的负值。其它主要的差别发生在热带对流层中层，就平均ＡＰＥ制造而言，精确公式的值比近似公式值大约小一半。尽管有这些大的差异，全球平均的平均ＡＰＥ的精确制造值在１月为２．２９Ｗ／ｍ２，７月为１．８８Ｗ／ｍ３，然而与近似制     

一种强对流天气短期预报方法的研究和试报

通过对上海地区１９７６－１９９０年强对流天气个例的统计分析以及对典型个例成因机制的剖析，提出了一种强对流天气的短期预报方法，即θｓｅ特型法。它能预示强对流天气层结的不稳定特征和高能量。为了提高预报时效和减少空报率，引入了引发机制和排空机制。     

弱窄带回波在分析和预报强对流天气中的应用

灵敏的多普勒雷达经常能探测到弱窄带回波,这些弱窄带回波一般对应于边界层的辐合线,对弱窄带回波的仔细分析有利于及早做出强对流天气的临近预报以及对其发展变化作深入了解。文章结合发生在上海的3次强对流天气个例,详细分析了弱窄带回波在分析和预报强对流天气中的作用,得出以下结论:(1)上游移动强回波的出流边界导致的弱窄带回波是大风预警的重要判断参考;(2)在合适的层结状态和抬升条件下,弱窄带回波会强烈发展,并导致局地雷雨大风,这类强对流天气的发展有两个比较重要的阶段:弱窄带回波上初始回波的发展和回波跃增;(3)下击暴流造成的地面出流在雷达回波上表现为近似圆弧的弱窄带回波,这种弱窄带回波与其他雷达观测特征以及地面观测相结合,有助于对产生下击暴流的对流云的发生发展过程进行细致分析。     

对流参数在强对流天气潜势预测中的作用

文章结合强对流天气发生发展的物理机制，介绍了与浮力能和风切变有关的几个对流参数的物理概念和计算方法，并结合具体个例分析了这些参数在强对流天气潜势预测中的作用。     

上海地区强对流天气短时预报系统

以强对流天气的发生、发展规律为依据,从中尺度数值预报模式输出结果、Ｄｏｐｐｌｅｒ天气雷达、静止气象卫星、ＭＩＣＡＰＳ系统和自动雨量站网等获取大气运动的各种尺度动力条件、水汽条件、大气稳定度和触发机制,各种天气实况等动态变化资料,结合预报员经验,建立了“上海地区强对流天气短时预报系统”（以下简称“预报系统”）,预报系统产品包括强对流天气的形势分析、０～１２ｈ展望预报、０～３ｈ滚动预报及警报。预报系统     

GPS水汽资料在江西强对流天气预报中的初步应用

利用GPS/MET 水汽监测资料,对2009-2011 年江西省8 次具有代表性的强天气过程的GPS 可降水量变化进行分析和研究,并重点对2011 年6 月10-15 日的降水过程进行分析.结果表明,在每次强天气的发展过程中,水汽含量其增长率均表现为不均匀,但均呈现剧烈增长;6 次强天气过程的初始GPS 可降水量高于6...     

江西省春夏季强对流天气气候特征

利用1960—2007年江西省87个地面气象站常规观测资料,对江西冰雹、雷雨大风（风速≥17m/s）和强降水（雨强≥30mm/h）3种强对流天气气候特征进行统计分析。结果表明,冰雹、雷雨大风和短时强降水年平均发生次数分别为13.7、181.4、123.8站次。冰雹和雷雨大风有明显的月际变化,冰雹站次峰值在3—4月,占总数的79.1%。雷雨大风站次有2个峰值,分别在7—8月和4—5月,占总数的44.3%和31.7%,且4月全省10站以上的大范围雷雨大风日数最多。自1990年以后,冰雹和雷雨大风呈逐年减少趋势。短时强降水主要出现在6—8月,占总数的70.3%,大范围短时强降水过程日数8月最多。在地理分布特征上,冰雹丘陵、山区多,平原少,赣东北最少,并有6个冰雹多发区;雷雨大风东多西少,平原和河谷或峡谷地区多山区少,赣西北最少,有5个雷雨大风多发区;短时强降水东多西少,南多北少,有5个高值中心。     

动力和能量参数在强对流天气预报中的应用研究

较强的热力不稳定和适宜的动力环境是强对流发展的基础 ,造成灾害的强对流一般是一种深厚对流 ,深对流指数和对流有效位能可反映对流上升运动的潜势和强度 ,对流有效位能还隐含地反映了对流层大气总体垂直热力结构。下沉对流有效位能和大风指数反映了对流下沉运动和下击暴流潜势 ,对流下沉和中层干空气的入侵高度、干燥程度及对流层中下层的稳定度和湿度有关。强风暴特别是超级单体一般都具有很高的螺旋性 ,高螺旋度有利于风暴生命的维持 ,而风暴相对螺旋度则对风暴发生及风暴类型有一定的预示。粗里查逊数反映了对流能量和环境场动力之间的平衡关系 ,能量螺旋度指数反映了动力和能量对强对流天气发展的共同效应 ,它们都综合了动力和热力两方面的因子 ,对强风暴及其类型的预报有指示意义。风暴强度指数和瑞士雷暴指数成功地把动力和对流能量参数结合起来 ,在实际研究和业务工作中这种方法值得借鉴。随着高分辨率中尺度和风暴模式的发展 ,模式输出的对流动力和能量参数将有广泛的应用前景。     

上海暴雨和强对流天气的地面观测分析

近年来,人们利用卫星、雷达和地面观测资料相结合的分析方法,得到了一些暴雨和强对流天气预报的经验。例如,姚祖庆、肖稳安等利用卫星云图资料概括出影响长江中下游暴雨和强对流天气的5种环境云场特征和在这些云场中暴雨和强对流云团的演变过程,通过追踪这些云团活动来作暴雨和强对流天气的预报。杜秉玉等以雷达资料为主设计了长江三峡和荆江地区暴雨预报的临近预报系统。文中利用上海地区稠密的地面观测资料,分析1983年9月3日、1985年7月11日、1983年7月26日影响上海的暴雨和龙卷天气过程中地面气象要素场和物理量场的先兆表现,期望从地面观测资料的变化特征提供暴雨和强对流天气预报的依据。     

相对广义温度平流在强对流天气分析和预报中的应用

利用１９９４年４月６－７日发生在鄂、赣、皖交界地区的强风暴过程和８次历史个例，对其前一日资料作了温度平流和广义温度平流的计算分析。分析指出：广义温度平流上下层之差的负值中心附近是未来较强对流天气最可能出现的地区。     

广东春季强对流天气频数气候学判据及长期预报初探

本文分析了广东3、4月强对流天气频数的区域分布和年际变化,及其与同期华南下层大气平均层结稳定度和地面热状况的相关,证明该季强对流频数的长期预报可转化为对下层大气热力学状况的预报。进一步的分析结果表明,南方涛动、南海海温、西太平洋副热带高压强度是制约广东春季温度、大气层结稳定度和强对流频数变化的重要因素。利用分析结果,建立了有物理意义的统计预报方程,预报广东中西部春季强对流频数演变趋势,效果较好。