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二零一七●四月●民航气象中心 对流预报着眼点  ●●● 环岸垂绿柳是夏，盈泽发红蕖亦是夏； 燕觅巢窠处是夏，蜂来造蜜房亦是夏； 但夏是好夏，雷不正经。 夏日对流产生的雷雨对于生产、生活有着很大的影响，对于民航空中交通线的运行就有着更大的影响。因此，在雷雨季节来临前，趁着强对流天气活动不甚频繁，我们先来探讨对流预报的着眼点。  本文将从对流预报基础、常用参数、尺度思考三个着眼点出发来讨论对流的预报。 1.对流预报基础   热力条件及CAPE   上图为CAPE的概念模型。 CAPE值的使用注意： 1、日变化。CAPE值通常随着白天近地面升温而快速增大。 2、不同层的CAPE值。CAPE值有多个可以参考，还有最大CAPE值（可能是低空的某一层）或者低层平均CAPE值等。 3、CAPE值没有体现中高层的湿度情况。注意CAPE值在计算中没有体现中层空气的湿度情况，中高层干冷空气侵入有利于对流加强，可以参考DCAPE，即下沉对流有效位能。 动力条件及垂直风切变  上图为风玫瑰图中的风切变（加粗折线） 垂直风切变的重要性和使用： 1、对流得以维持的动力条件。 降水和上升气流错位使得对流维持。 2、通过风玫瑰图（hodograph）快速确定风切变的数值，即各层风向量顶点连线的长度。 通过风玫瑰图快速估算整层平均环境风，各层风向量的平均，整层平均环境风（0-6km）通常作为雷暴单体的移动考虑； 3、评估热力条件和动力条件是否匹配。 粗理查森数：R=2CAPE/U_shear^2，热力条件和动力条件的匹配影响着雷暴的类型，过大的风切变也可能消灭弱的对流单体。 多单体和超级单体的R值比较，超级单体的R值通常小于多单体风暴，思考原因。 中尺度对流系统的特点  上图为多单体的中尺度系统中雷暴单体速度和系统速度的区分示意图。 1、线状系统的移动。单体移向为环境风向，叠加对流生消后得到系统移向； 2、线状系统从平行转竖，即东西向的线状系统出现中尺度特征后逐渐变为南北向的线状系统； 3、移动速度的变化，即出现中尺度特征后，系统移向改变，移速加快。 2.常用参数 K指数 * K指数的定义为： * K=（T850-T500）+Td850-（T-Td）700 * 其中T与Td分别表示温度与露点温度；下表500、700、850分别表示500、700与850hPa。 K指数计算式中第一项表示温度直减率，第二项表示低层水汽条件，第三项表示中层饱和程度。因此K指数可以反映大气的层结稳定情况。K指数越大，层结越不稳定。 统计结果：K＜20 无雷雨；20＜K＜25 孤立雷雨；25＜K＜30 零星雷雨；30＜K＜35 分散雷雨；K＞35 成片雷雨。 SI指数 * SI指数定义为850 hPa的湿空气块沿干绝热线抬升，到达抬升凝结高度后再沿湿绝热线上升至500 hPa时具有的气块温度和500 hPa等压面的环境温度（T500）的差值： * SI=T500-T’， SI<> SI>0，稳定； 是一个衡量局地稳定度的一个参数。 TT指数 * TT指数定义为：TT= T850＋Td850－2T500 * 下标850和500分别表示850hPa和500hPa。TT越大，越容易发生对流天气。 * TT(Total Totals)=VT(Vertical Totals)+CT(cross Totals) * Vertical Totals (VT) = T850 - T500 * Cross Totals (CT) = Td850 - T500 * VT表示温度的垂直递减率，CT表示低层的湿度条件。 Thetae平流（相当位温通量） * 未饱和湿空气块上升，直到气块内水汽全部凝结降落后，再按干绝热下沉到1000百帕处，此时气块所具有的温度称为该气块的假相当位温，通常以Θse表示。 * 它相当于湿空气通过假绝热过程将其水汽全部凝结降落后所具有的位温。在假相当位温中，不仅考虑了气压对温度的影响，也考虑了水汽的凝结和蒸发对温度的影响。它实际上是把温度、气压、湿度包括在一起的一个综合物理量。对于干绝热、湿绝热、假绝热过程同一气块的Θse值都保守不变。Θse的这一特性常被用来鉴别气团，因气团移动中其Θse值等于常数。 3.对流天气预报中的天气尺度问题 * 着眼方向：大尺度>小尺度>中尺度>大尺度 * 1、通过大尺度、天气尺度的形势确定对流天气的背景； * 2、通过雷达、卫星等手段，结合经验（历史统计、地形等等）监视对流天气的新生； * 3、对于新生对流天气，根据环境风、实际动画进行临近预报的外推； * 4、在外推预报中，考虑对流是否向中尺度系统转变，或发展为中尺度系统，如果有，则对外推预报的路径，移速、强度、持续时间做修正； * 5、根据大尺度或天气尺度的演变，例如高空槽过、急流过，低层能量释放等来确定整个过程结束的时间。 4.华南前汛期要点 地理相关性 上图为左和右分别为4～6月大到暴雨平均总日数和同期总雨量（1961-2000），下为广东地形图。 上两图说明，前汛期大到暴雨日数和同期总雨量与华南山区的地理分布具有很好的一致性。 低涡暴雨路径和配置 上述由上到下依次为： 东南偏东路径致洪低涡暴雨模式图，东南路径致洪低涡暴雨模式图，偏南路径致洪低涡暴雨模式图。 华南前汛期的雷雨天气以偏南气流的加强北上为起因，低层切变线通常对应主要降水区。此外，暖区对流也是主要降水形式之一，这里没有给图。 参考资料 1、国家气象中心参考资料； 2、NOAA网站； 3、《华南前汛期暴雨主要特征》，广东省气象台，林良勋。 编 者按：本文是民航气象中心预报室今年春夏换季学习的主要内容，面对的是专业预报人员，所以有些基础概念未进行进一步的解释，如CAPE的物理意义，感兴趣的读者可以自行了解。文中所选内容贴近预报人员实际预报工作，略显杂乱，还望见谅。 文/李自鑫 编辑/杜旭 |
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