强对流天气预报思路.ppt
强对流天气预报思路,伍志方广州市气象台 2010-03-12于增城,1、强对流天气分类及气候特征（珠三角）2、强对流（风暴）形成的要素3、强对流预报总体思路4、强对流天气环流类型5、前汛期强对流的有利配置6、单站探空和单站要素7、多普勒雷达分析8、典型个例,1.1、强对流天气分类,雷雨大风（阵风大于17.2m/s）冰雹龙卷强雷电（雷电）短时强降水（1小时降水量超过20mm）或暴洪,1.2 珠三角强对流天气气候特征,日频数珠三角的强对流天气日频数，平均每年34日，极端最多年份51日，最少22日。强对流天气日最早出现在2月，最迟11月，其中4月和8月的日数最多，月平均值分别为5.5和6.2日。在强对流天气日频数中，占比例最大的是雷雨大风，占总数的57。,强对流天气的月分布,强对流天气日变化,2、强对流（风暴）形成的要素,层结不稳定(或热力不稳定)水汽条件 抬升机制 垂直风切变,2.1 层结不稳定,常用的表征层结不稳定的物理量,K指数及其变量Si指数对流有效位能（MCAPE和CAPE850）se或se,对流有效位能CAPE和对流抑制CIN,气块在特定环境中绝热上升的最大垂直速度Wmax理论上取决于CAPE向动能的转换程度。CAPE和Wmax的关系表达式如下：Wmax(2CAPE)1/2,CAPE与最大垂直速度 的关系,2.2 水汽条件,雷暴的发展要求低层有足够的水汽供应。雷暴常形成于低层有湿舌或强水汽辐合的地区。,常用的表征水汽的要素或物理量,T-Td 5，湿区 2，水汽饱和区相对湿度（RH）水汽通量水汽通量散度,2.3抬升机制,雷暴多数由中尺度系统的上升运动触发：边界层辐合线（锋面、干线、阵风锋等）中尺度地形环流 重力波,锋面-主要根据850hpa锋区位置和地面要素的分布及变化，在地面图上标出；还可参考雷达反射率图,锋面未过雷达站,干线（露点锋）,水平方向上的湿度不连续线。其一侧是暖而干的空气，另一侧是冷而湿的空气。穿过干线，水平露点温度变化剧烈。干线两侧的露点温度可相差10，垂直伸展高度达地面1-3 km。干线可导致强烈的对流风暴，是对流的触发机制之一。地面图、925-850-700hpa图分析露点温度Td；雷达反射率（弱细线）,边界层辐合线在雷达回波图上的表现,阵风锋,垂直风切变是指水平风速（包括大小和方向）随高度的变化,环境水平风向风速的垂直切变的大小往往和形成风暴的强弱密切相关。一般来说，在一定的热力不稳定条件下，垂直风切变的增强将导致风暴进一步加强和发展。主要作用：上升与下沉气流分开，形成垂直环流，从而进一步增强对流不稳定。,2.垂直风切变,垂直风廓线及其对对流风暴的作用,加拿大阿尔伯塔地区三种不同类型风暴的典型速度切变矢图（引自Chisolm 和Renick,1972（a）普通单体风暴(b)多单体风暴(c)超级单体风暴,风矢端图分析,2006年广佛强对流,3、强对流预报总体思路,4、强对流天气环流特征,4.1 500hPa的环流特征 低槽型东风型副高边缘高压型西风型,4.1.1 低槽型,中低纬地区出现低压槽系统南北向槽横槽 在其南面常有一些快速东移小槽,南北向槽,横槽,4.1.2 东风型,副高脊线位于28N以北，华南上空受脊南的东风控制；或副高东退到太平洋上，在25N以南有明显的热带气旋、赤道辐合带或其它低值系统，广东上空以东风为主，包括：东风波热带辐合带热带气旋其它低压类：如中层气旋、南海低压等,4.1.3 副高边缘,副高脊线在20N以南，西脊点位于115E以西，广东、广西地区为副高边缘的西南气流或西南西气流所控制,4.1.4 高压型:副热带高压脊线位于南岭（25N）附近，广东处于弱高压区内，风场零乱且风速较小4.1.5 西风型：西风槽位于统计区之外，华南上空全为平直西风，常出现风速20ms的西风急流。,4.2 强对流天气与500hpa环流型的关系,前汛期以低槽为主，其次是副高边缘,4.3 低层环流与天气系统,4.3.1 850hpa或700hpa的环流特征强对流天气时，700hPa和850hPa多有辐合气流或切变。当700hPa和850hPa的形势呈前倾配置时，更易出现灾害性强对流天气。,广东强对流天气与低空急流的相关性远不及暴雨过程那样清晰。多数强对流天气发生在低空强偏南风区内（包括急流轴上）或大风区内的右方一侧（占60以上），约25的强对流天气与低空强偏南风无关（无强南风区）。4.3.2 地面图上，广东或是处于锋面附近，或是处于弱高压脊的后部，其中，前者约占总数的64，后者约占36。,5、前汛期强对流的有利配置,第一种：500hpa有槽+地面低槽主要特点：1）在中低纬，500hPa或700hpa有高度或温度槽发展东移；2）地面明显无冷空气活动，但有热低槽或闭合低压等；3）850hpa有切变线东移或南压；,雷达2007年4月17日强对流天气分析（广东1）.ppt,第二种：500hpa有槽+锋面主要特点：1）地面有冷锋南移，边界层和中低层相应锋区明显；2）500hpa有槽对应；各层特点基本与第一种类似；在冷锋系统的启动下，不稳定能强烈爆发，在边界层中尺度系统附近产生强对流天气,6、单站探空和单站要素,6.1、单站要素气压：持续降压气温：持续升温湿度：持续增湿 温压湿的连续变化呈喇叭口型,6.2、单站探空-关注要点,（1）层结不稳定结构 上干冷下暖湿-对流不稳定指数（K、Si、CAPE等）中高层不稳定（彭博士）(T400 hpa T150 hpa)/(H150 hpa H400 hpa)7-8/km,（2）水汽垂直分布 T-Td 西南低空急流（3）垂直切变 风向的垂直切变 风速的垂直切变,关注要点（续）,7、多普勒雷达分析,7.1 强度回波特征7.2 径向速度特征7.3 导出产品,7.1 典型的强度回波特征,弓形回波 飑线 钩状回波（指状回波）三体散射,7.2 中小尺度天气多普勒速度特征,大风区型 近地层辐散型 逆风区型中尺度辐合型中气旋型,大风区型,定义：指50 km范围内、1.3km 高度以下、径向风速 大于13m/s的区域。,近地层辐散型,定义：指100 km范围内、1000米高度以下、沿径向排列的、正负速度中心相距不远（10km）的速度偶，指向雷达的负速度位于靠近雷达一侧，而离开雷达的正速度位于远离雷达的一侧。,逆风区型,定义：在大片正（负）速度区中，出现了一片负（正）速度区，并有明显的零速度圆环或半圆环将二者隔开。,中尺度辐合型,定义：指尺度在202000 km的辐合，或零速度线向内气旋式弯曲、正速度区在内凹处、负速度在外凸出处。,中气旋型-Meso-cyclone,定义：中气旋型是满足一定判据的纯气旋或气旋式辐合,7.3 重点关注的雷达导出产品,根据强对流天气种类，选择重点关注的雷达导出产品雷雨大风：组合反射率因子（CR），回波顶高（ET），风暴追踪信息（STI），风暴结构产品（SS），垂直积分液态含水量（VIL），中气旋产品（M），龙卷特征涡旋（TVS），垂直剖面产品（RCS、VCS）,8、典型个例,雷雨大风-飑线过程冰雹短时暴雨,
