《強對流天氣診斷分析預報系統》
主要推廣內容
《河南省強對流天氣診斷分析預報系統》的研究基於河南省氣象科學研究所符長鋒研究員經過多年研究開發的46個大氣熱力學和動力學引數。檢驗46個大氣對流引數對三種強對流天氣預報能力,確定具有指示意義的即預報能力強的物理引數;應用診斷分析技術確定各物理引數在三種強對流天氣產生時應達到的量值,給出預報臨界值。並將所選物理引數與強對流天氣落區作進一步的診斷,根據診斷結果給起作用大(小)的物理引數賦予較大(較小)的權重,建立起河南省區域性強對流天氣潛勢預報方程,預報結果以micaps圖形方式輸出。
同時還採用相似預報技術研究了三種強對流天氣落區預報方法。
一、 46個大氣動力、熱力學診斷引數的計算結果
(一)強對流發生可能性診斷
1 大氣排熵指數(rei10-5
2 高低空最有利濕熵差動平流 10-5
3 高低空熱成平流最大不穩定能量變率 10-2
4 沙氏指數(si100
5 條件-對流穩定度指數(cci100
(二)強對流屬性及強度初步診斷
6 大氣液態水含量指數(lwci100
7 sweat指數(si100
8 低層水平螺旋度(1000-700hpa) 100
9 風的垂直切變(dw850-500/dp10-5
(三)強對流大風的辨析
10 1000hpa 高度梯度10-5
11 850—700hpa非地轉風差值 100
12 風暴風力熱力學估算100
(四)雹暴的辨析
13 0度層與570hpa氣壓差100
14 -20度層與370hpa氣壓差100
15 中下層水汽比(qi100
16 雲中最大上公升速度熱力學估算 100
(五)強對流暴雨的辨析
17 200-700hpa非地轉風渦度差值 10-5
18 200-700hpa非地轉風散度差值 10-6
19 700-300hpa差動渦度平流10-10
20 低空平均10-2
21 高空平均10-2
22 全層平均10-2
23 相對垂直螺旋度10-6
24 邊界層上部平均廣義位溫的高熵舌 100
25 邊界層上部廣義位溫的高熵平流 10-5
26 低空平均水汽通量(1000-550) 10-3
27 低空平均水汽通量散度(1000-600) 10-9
(六)二十四小時變數場
28 500hpa24小時變高10+1
29 700hpa24小時變高10+1
30 700hpa24小時變溫100
31 地面層24小時變壓100
32 地面層24小時變溫100
33 可降水24小時變數100
(七)渦度散度場
34 低空平均渦度10-6
35 高空平均渦度10-6
36 低空平均散度10-6
37 高空平均散度10-6
(八)溫濕度和淨力穩定度場
38 低空平均 θse100
39 k 指數(ki100
40 最有利抬公升指數(bli100
41 對流穩定度指數(ci100
(九)動力不穩定參量場
42 850-500hpa v 分量垂直切變10-5
43 700hpa v 分量100
44 最有利差動位溫平流10-5
45 溼q向量散度10-19
46 700和500hpa平均q向量溼鋒生函式 10-19
二、 通過診斷分析確定適用於強對流天氣(冰雹、短時大風、強對流暴雨)診斷分析的引數
表1 第一次檢驗分析留下的物理量
三、 強對流天氣預報因子的臨界值的確定
區域性強對流天氣通常是在適合其發展的大氣環境中產生的,某些物理量場上會有相應的反映。通過對強對流天氣落區及其周圍物理量場特徵及變化的診斷分析,可確定不同物理引數對強對流天氣的預報能力。
診斷物理量的篩選與預報臨界值的確定
應用表1中的物理引數,分別對大風、冰雹和短時暴雨三種區域性強對流天氣樣本的落區進行診斷分析,確定可用於落區預報的物理量。
將每乙個區域強對流樣本,與其出現前36、24和12小時的物理量(表1提供)一一對應,根據各物理量的分布特徵及其變化,保留與強對流天氣落區吻合較好的物理量,即對強對流落區指示性較強的物理量。經過這一步篩選後,餘下10個量用於大風的預報,17個量用於冰雹的預報, 11個量用於短時暴雨的預報(見表3)。依據三種強對流天氣出現時表3中各物理量值,確定出各診斷量的預報臨界值(表4.
1 表4.2 表4.3)。
表3 診斷分析後得出的預報量
表4.1 各診斷量臨界值的取值標準
表4.2 各診斷量臨界值的取值標準
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