常用气象物理量的意义及在预报.ppt

常用气象物理量的意义及在预报中的应用 史丹妮  天气分析和预报中经常使用各种物理量,了解这些物理量的来源、物理意义、性质特点和使用方法无疑对业务工作有很大帮助。针对这一情况，本文对工作中常用的一些物理量作讲解。 强对流天气指数 强对流天气的预报一直是天气预报中最为棘手的问题。强对流天气可分为雷暴、雷暴大风、冰雹等不同天气类型，及时准确地预报强对流天气是我们的预报工作重点之一。 1、全总指数 全总指数（TT）是20世纪70年代由Miller引入的。其表达式为： TT=T850+Td850-2T500 TT越大越容易发生对流天气。 2、强天气威胁指数 强天气威胁指数（SWEAT）是20世纪70年代Miller和Maddox引入的，目前在许多国家和地区得到应用。它是根据328次龙卷风资料和日常预报经验得出的一个预报指数，其表达示为： I=12Td850+20（TT-49）+2f850+f500+125（S+0.2） 其中S=sin(a500-a850)，式中各项不为负数。 据统计，雷暴出现前SWEAT指数多在150以上。同时，统计显示，在雷暴持续时间较长或伴随强对流天气的雷暴中，SWEAT指数多在300以上，可见SWEAT指数越大，出现雷暴可能性越大，强度也可能越大。 3、K指数(气团指数) K=（T850-T500）+TD850-（T-TD）700  K指数能够反映大气的层结稳定情况, K指数越大,层结越不稳定，但它不能明显表示出整个大气的层结不稳定程度。K值大小与可能出现雷暴活动的关系为： K〈20，无雷暴 20〈K〈25，孤立雷暴 25〈K〈30，零星雷暴 30〈K〈35，分散雷暴 K〉35，成片雷暴 在风力微弱无明显的锋面及气旋影响的地区中，可以有气团性雷暴发展。但是，在K指数所指示的不稳定区域中，常受气流辐合、辐散的影响。在辐合区中，雷暴活动加强；在辐散区中，雷暴活动减弱。 K指数可以配合散度、涡度分析制作雷暴的客观预报。为了将气流形式的特征引进到预报方法中，可以用700hpa和850hpa等压面的高度相加得H’（H’=H700+H850），并根据K值与H’分布情况作出综合判断和雷暴预报。 4、稳定度指数 稳定度指数是对流天气诊断和分析最常用的方法。在天气分析预报业务中，常常将大气的稳定度用一些指数来表示，称稳定度指数。例如肖沃特指数。 肖沃特指数 肖沃特（Showalter）指数的定义为850HPA等压面上的湿空气块沿干绝热线上升，到达抬升凝结高度后再沿湿绝热线上升至500HPA等压面上时具有的气块温度（T’）与500HPA等压面上的环境温度T500的差值，即：SI= T500—T’。 0℃〈SI〈3℃，有发生阵雨的可能性 -3℃〈SI〈0℃，有发生雷暴的可能性 -6℃〈SI〈-3℃，有发生强雷暴的可能性 SI〈-6℃，有发生严重对流天气的危险。 5、垂直螺旋度 螺旋性是有利于维持大气对流运动最重要的基本特征之一。从运动学观点来看，旋转的流体利于能量的维持，对系统发展及生命维持起积极做用。螺旋度从物理本质上反映了流体涡管扭结的程度，其大小反映了旋转与沿旋转轴方向运动的强弱程度。在大气科学方面，螺旋度对雷暴、龙卷、大范围暴雨以及沙尘暴的分析预报有一定的指示作用。 雷暴出现时北京区域上方低层大气中垂直螺旋度应为正值，在日常雷雨预报经验也表明：只有在一定天气条件下如低涡、低槽雷雨时，对中低层螺旋度要求较高，但在如副高西侧、冷涡等天气形势下，中低层垂直螺旋度很小甚至为负值。所以低层大气垂直螺旋度为正值有利于雷暴的发生，而700hPa和850hPa全为正值，则出现雷暴可能性较大。 6、位温及位温平流 为了比较不同气压情况下空气的热状态,在气象学中常用到位温概念。位温θe的定义为空气沿干绝热过程变化到P=1000HPA时的温度。