張錦程

摘 要 準(zhǔn)確的天氣預(yù)報分析，可以幫助人們合理地安排第二天的行程，同時對一些嚴(yán)重且具有危害性的天氣進行預(yù)測，可以有效的起到防范自然災(zāi)害的作用。而現(xiàn)在的天氣預(yù)報分析系統(tǒng)，幾乎都是建立在風(fēng)場信息數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，并且它對各種強對流天氣探測的準(zhǔn)確度是極高的。尤其是強對流天氣所帶來的暴雨，雷暴，大風(fēng)，龍卷風(fēng)，冰雹等都能通過風(fēng)場信息數(shù)據(jù)進行分析與預(yù)報，人們通過準(zhǔn)確的天氣預(yù)報對各種自然災(zāi)害采取相應(yīng)的預(yù)防方式，可以極大地減少了強對流天氣給人們帶來的經(jīng)濟損失。因此分析與研究風(fēng)場信息數(shù)據(jù)，對預(yù)防強對流天氣有著重要的意義。

關(guān)鍵詞 風(fēng)場信息；強對流；天氣預(yù)報；分析

我國是世界上自然災(zāi)害頻發(fā)的國家之一，且以暴雨居多，因暴雨影響而導(dǎo)致的各種洪澇災(zāi)害，也是我國現(xiàn)在所面臨的主要環(huán)境問題之一。具我國有關(guān)部門的專業(yè)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，我國每年因為各種洪澇災(zāi)害，而導(dǎo)致的人員傷亡情況達到數(shù)千人之多。并且在強對流天氣的影響下我國的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，水利水電，交通運輸，電力輸送，建筑施工都會受到相應(yīng)的影響。同時，在暴雨的影響下，會產(chǎn)生溫度變化，從而引發(fā)冰雹，冰雹災(zāi)害會造成我國每年幾十億元的經(jīng)濟損失。所以提高強對流天氣預(yù)報的準(zhǔn)確分析，不僅可以對各種因天氣影響而產(chǎn)生的自然災(zāi)害進行防范，同時還能減少各種經(jīng)濟損失，并提高人身的安全保障。因此研究風(fēng)場信息，尤其是風(fēng)場垂直切變信號，對強對流天氣的預(yù)報與識別有著重要的意義。

1 強對流天氣風(fēng)場特征——對流風(fēng)暴

強對流天氣往往會伴隨著對流風(fēng)暴產(chǎn)生，并且對流風(fēng)暴的產(chǎn)生是強對流天氣風(fēng)場的特征，因此及時掌握對流風(fēng)暴的產(chǎn)生與發(fā)展，是進行強對流天氣預(yù)報的關(guān)鍵因素。對流風(fēng)暴的形成原因，主要是由一個或者多個對流單體所組成的，并且還能將其具體的分為普通單體以及超級單體兩種。

1.1 對流單體的發(fā)展過程

對流風(fēng)暴的發(fā)展過程，主要是對流單體的發(fā)展過程，在對流單體進行垂直運動的過程中，就會引發(fā)對流的產(chǎn)生。當(dāng)對流單體周圍的環(huán)境有了不同變化后，那么就會直接影響著對流單體的發(fā)展，它會隨著環(huán)境的溫度變化，移動速度等因素，決定著對流單體的發(fā)展強弱。積云中的對流單體垂直速度在逐漸進行發(fā)展的過程中，就可以通過多普勒天氣雷達系統(tǒng)進行準(zhǔn)確的天氣分析與預(yù)報。當(dāng)對流單體從塔狀積云階段，逐漸地轉(zhuǎn)變?yōu)槌墒祀A段和消亡階段的過程中，多普勒天氣雷達系統(tǒng)就會根據(jù)回波的輕度，以及徑向速度對其進行分析與預(yù)測。而對流單體的生命史僅存在25-45min，并且一場對流風(fēng)暴的形成，會包含數(shù)個對流單體，并且在對流單體發(fā)展的過程中，對流單體會不停地向外擴展冷性氣流，最終在環(huán)境的影響下，對流風(fēng)暴會維持?jǐn)?shù)小時。

1.2 影響對流風(fēng)暴發(fā)展的因素

在對流風(fēng)暴的發(fā)展過程中，要及時掌握影響強對流天氣形成的因素，這樣就能及時準(zhǔn)確地對強對流天氣進行分析與預(yù)報，并且還能提高對強對流天氣的預(yù)報時間與效率。而影響強對流天氣中對流風(fēng)暴發(fā)展的關(guān)鍵因素主要包括：環(huán)境中的熱力不穩(wěn)定，垂直風(fēng)切變大小，風(fēng)暴云內(nèi)的水汽含量等三方面。熱力的不穩(wěn)定就會直接影響對流風(fēng)暴的發(fā)展類型，而垂直風(fēng)切變會影響對流發(fā)展的強弱程度，風(fēng)暴云內(nèi)的水汽含量，會導(dǎo)致冰雹的形成。但低層水汽含量過大，對流云發(fā)展早期，就會有大量水汽凝結(jié)，阻礙上升氣流發(fā)展。這也是熱帶地區(qū)多對流性暴雨卻少降雹的原因。

2 強對流天氣分析預(yù)測——風(fēng)速矢端圖

在分析預(yù)測強對流天氣發(fā)展的過程中，垂直風(fēng)切變矢量的大小對其有著直接地影響，因此對垂直風(fēng)切變矢量進行及時的反應(yīng)與掌握，就可以增加對強對流天氣的發(fā)展預(yù)測，從而提高強對流天氣預(yù)報的效率。風(fēng)速矢端圖是由各層的切變風(fēng)矢量組成的，風(fēng)速矢端圖可以通過表現(xiàn)同一個地理位置的風(fēng)向，風(fēng)速隨高度變化及風(fēng)的垂直切變的關(guān)系，然后確定強對流天氣發(fā)展情況與預(yù)期時間。

風(fēng)速矢端圖的形狀與對流風(fēng)暴強度的發(fā)展有著很大的關(guān)系，當(dāng)垂直風(fēng)切變相對較弱時，風(fēng)速矢端圖會呈現(xiàn)弱氣流和無組織的垂直風(fēng)廓線特點，在熱力不穩(wěn)定的環(huán)境中，垂直風(fēng)切變加強會直接影響對流風(fēng)暴的強度，延長對流風(fēng)暴時間，利于多單體風(fēng)暴、咫線和超級單體風(fēng)暴的發(fā)展。所以對流層的風(fēng)切變是強對流天氣產(chǎn)生的主要原因，而風(fēng)速矢端圖的曲率值能準(zhǔn)確地將對流天氣進行準(zhǔn)確的分析與預(yù)測。

3 強對流天氣分析預(yù)測——螺旋度

螺旋度是表示流體旋轉(zhuǎn)同時沿著旋轉(zhuǎn)方向運動的，具有動力特性的一個物理量。其最早應(yīng)用在研究流體力學(xué)中，但隨著相關(guān)學(xué)者對螺旋度的研究，并取得了一定的研究成果后，部分氣象學(xué)家也將螺旋度應(yīng)用到了天氣的預(yù)測研究中。經(jīng)過大量數(shù)值實驗與分析，明確了垂直螺旋度能反映出與天氣現(xiàn)象密切相關(guān)的物理量配合情況。并且在強對流天氣中螺旋度還能及時地反映出對流云層中的維持情況，發(fā)展情況以及對流云層的波動程度。因此螺旋度在當(dāng)今的強對流天氣預(yù)報分析中，有著較為重要的應(yīng)用價值，并且隨著氣象學(xué)家對螺旋度的不斷研究，以及在強對流天氣預(yù)測的使用與完善，使螺旋度已經(jīng)逐漸地成為了當(dāng)下天氣預(yù)報分析的重要物理量。

4 強對流天氣的識別預(yù)報

在對強對流天氣進行識別與預(yù)報的過程中，需要以多普勒雷達系統(tǒng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)文件為基本，然后再應(yīng)用風(fēng)場信息的文件以及風(fēng)速失端圖，螺旋度進行實際天氣數(shù)據(jù)的對比，然后繪制成成天氣雨量曲線以及風(fēng)暴螺旋度曲線，最后在對其進行氣象分析，最終達到對強對流天氣預(yù)報的作用。

在進行強對流天氣預(yù)報的分析過程中，我們首先要建立起風(fēng)場信息文件，并且根據(jù)風(fēng)速失端圖以及螺旋度曲線圖，總結(jié)出相應(yīng)的天氣變化規(guī)律，并結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶嶋H降雨數(shù)據(jù)，進行實際的天氣雨量曲線圖的設(shè)計，為強對流天氣預(yù)報分析，提供準(zhǔn)確的信息數(shù)據(jù)支持，最終得到準(zhǔn)確的天氣預(yù)報分析數(shù)據(jù)。

參考文獻

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