强对流天气预报思路

,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,强对流天气预报思路,广州市气象台,2010-03-12,1,1,、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,2,1.1,、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,3,1.2,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,。,4,强对流天气的月分布,5,强对流天气日变化,6,2,、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,7,2.1,层结不稳定,8,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,9,对流有效位能,CAPE,和对流抑制,CIN,10,气块在特定环境中绝热上升的最大垂直速度,W,max,理论上取决于,CAPE,向动能的转换程度。,CAPE,和,W,max,的关系表达式如下：,W,max,(2CAPE),1/2,CAPE,与最大垂直速度 的关系,11,2.2,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。,12,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,13,2.3,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,14,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,15,锋面未过雷达站,16,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）,17,边界层辐合线在雷达回波图上的表现,18,阵风锋,19,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,20,垂直风廓线及其对对流风暴的作用,21,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,22,2006,年广佛强对流,23,3,、强对流预报总体思路,24,4,、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,25,4.1.1,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,26,南北向槽,27,横槽,28,4.1.2,东风型,副高脊线位于,28,N,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,25,N,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,29,4.1.3,副高边缘,副高脊线在,20,N,以南，西脊点位于,115,E,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,30,4.1.4,高压型,:,副热带高压脊线位于南岭（,25,N,）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,20m,s,的西风急流。,31,4.2,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,32,4.3,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。,33,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,。,34,5,、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；,35,雷达,2007,年,4,月,17,日强对流天气分析（广东,1,）,.ppt,36,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,37,6,、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,38,6.2,、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）,(T,400 hpa,T,150 hpa,) / (H,150 hpa,H,400 hpa,) 7-8/km,39,（,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）,40,41,7,、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,42,7.1,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,43,7.2,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,44,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。,45,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,。,46,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。,47,中尺度辐合型,定义：指尺度在,20,2000 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,。,48,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,49,7.3,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,）,50,8,、典型个例,雷雨大风,-,飑线过程,冰雹,短时暴雨,51,