基于探空物理量强对流天气预警指标研究.doc

基于探空物理量的强对流天气预警指标研究 　　摘 要：统计分析2001～2012年5～9月朝阳地区冰雹、短时强降水和雷雨大风三类强对流天气发生的时间、地点和强度。采用探空构建方法选取临近探空站强对流天气发生日探空资料，研究与朝阳市强对流天气发生相关各项探空物理量，统计各参数阈值，进而找出朝阳地区强对流天气预警指标，经过历史个例检验后投入本地强对流天气预警工作中 关键词：强对流天气； 探空构建； 预警指标 中图分类号：P412.292 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20160104001 引言 近些年朝阳由强对流天气灾害导致的人员伤亡和财产损失有增多的趋势。2012年8月21日由短时强降水引发的暴雨席卷朝阳市，造成城市交通瘫痪、停电停水、人民生产生活受到极大影响。国内很多气象专家针对强对流天气预报预警工作进行了多方面研究[1-4]，建立本地强对流天气预警指标体系对经济、社会的发展都起着非常重要的作用 1 资料与方法 研究所用的强对流天气样本，取自朝阳地区5个常规地面气象观测站（朝阳、北票、建平、凌源和喀左）2001～2012年5～9月间发生的冰雹、雷雨大风（出现雷暴并伴有≥17m/s大风）和短时强降水（≥20mm/h）的所有个例样本。将朝阳地区划分为东部（朝阳、北票）和西部（建平、凌源和喀左）2个区域 2 建立预警指标体系 2.1 探空构建 依据地理位置相近、地形高度相近、气候特点相近、影响系统相近原则进行探空构建，即用锦州探空站（54337）代表朝阳和北票探空，用赤峰探空站（54218）代表建平、凌源和喀左探空 2.2 选取强对流天气相关探空物理量 强对流天气的发生需要具备不稳定能量、水汽条件和触发抬升机制。选择以下18个探空物理量进行计算：大气温湿特征类（A指数、Tg对流温度、IQ整层比湿积分）；层结稳定类（SI沙氏指数、K指数、LI抬升指数、T850～500高低层温度差）；动力类（0～3km风切变-地面与700hPa风速差、3～6km风切变-700hPa与500hPa风速差）；热力动力综合类（SSI风暴强度指数、SWEAT强天气威胁指数、SRH风暴螺旋度）；能量指数类（CAPE对流有效位能、CIN抑制对流有效位能、EHI能量螺旋度指数、BRN粗理查逊数）；特殊高度厚度（ZH零度层高度、-20H零下20层高度） 2.3 确定预警指标阈值 统计出2个探空站在2001～2012年间三类强对流天气发生日各个物理量的阈值范围（见表2、表3），以70%以上的样本能达到的标准来界定各类预报因子阈值大小，进而确立朝阳地区强对流天气预警指标（见表2，表3） 3 应用典型个例 2014年6月18日朝阳地区发生大范围雷阵雨天气，部分地区出现了冰雹和雷雨大风天气。其中喀左县多个乡镇在18：20～18：35，遭受不同程度的冰雹袭击，降雹时间持续10min左右。凌源在18：27出现23.9m/s大风，19：00左右出现了直径为7mm的冰雹 当日调入8：00赤峰tlogp图显示A=12；Tg=18.6； IQ=2516；SI=-2.64；K=35；LI=-3.84； T850-500=29；SSI=234.9；SWEAT=239.2；SRH=0.4；CAPE=756.1；-20H=6304； ZH=3470；BRN=32.7；CIN=13.1；EHI=189；Wsr0-3KM =-8；Wsr3-6KM =-12； 对照预警指标进行分析后发现：有15个满足冰雹、8个满足强降水、12个满足雷雨大风，可评估出冰雹和雷雨大风强对流天气发生可能性很大，结合雷达回波，提前发出相应预警信号 4 结论与讨论 因为强对流天气是小概率事件，发生时段大多在午后到傍晚，所以8：00次的探空资料不能很好地反应强对流天气潜势。笔者日后将利用上海探空订正软件进一步研究各探空物理量与强对流天气相关性，将预警指标修正，建立强对流天气预警方程 参考文献 [1]陈传雷，吴晓锋，孙晓巍等. 辽宁省强对流天气气候特征分析[J].气象与环境学报，2010，26（3）：27-33. [2]张小玲，?R芸，张涛等.对流天气预报中的环境场条件分析[J].气象学报，2012，70（4）：642-654. [3]石燕茹，寿绍文，王丽荣等.风暴相对螺旋度与强对流天气类型的关系分析[J].气象与环境学报，2011，27（1）：65-71. [4]庞古乾，伍志方，叶爱芬等. 珠三角地区前汛期强对流潜势预报方法研究[J]. 热带气象学报，2012，28（4）：564-568.