利用探空資料對(duì)首都機(jī)場下?lián)舯┝髯畲箨囷L(fēng)的初步研究.ppt

利用探空資料對(duì)首都機(jī)場下?lián)舯┝?最大陣風(fēng)的初步研究,報(bào)告人：何志強(qiáng) 2012-9-18,民 航 氣 象 交 流 會(huì) 議 報(bào) 告,大綱,1.提出問題 2.研究方法 3.WI指數(shù)的運(yùn)用 4.方法的改進(jìn)與討論 5.困難與解決策略 6.結(jié)論,下?lián)舯┝?地面上水平風(fēng)速大于 17.9 米秒、中空 氣流向下、地面氣流為輻散 或直線型的災(zāi)害性風(fēng)。,下?lián)舯┝鞒叨确诸悾?下?lián)舯┝骱臀⑾聯(lián)舯┝?災(zāi)害性風(fēng)的范圍小于4km稱為微下?lián)舯┝?，盡管水平尺度小， 但災(zāi)害性風(fēng)速可高達(dá) 75m/s 。,下?lián)舯┝鲙淼膯栴}？,1.微下?lián)舯┝饕l(fā)的地面強(qiáng)陣風(fēng)尺度范圍小，對(duì)民航飛行器起飛與降落影響巨大。 - 民航安全 2.氣象預(yù)報(bào)員對(duì)其定點(diǎn)、定時(shí)和定量預(yù)報(bào)陣風(fēng)都是一項(xiàng)重大的挑戰(zhàn)。目前在實(shí)際工作中缺少預(yù)報(bào)下?lián)舯┝魇侄巍?-預(yù)報(bào)員棘手問題 3.目前探測(cè)下?lián)舯┝鞯氖侄危憾嗥绽諝庀罄走_(dá)、風(fēng)廓線雷達(dá)。 -設(shè)備手段實(shí)時(shí)性較好,但時(shí)效性不夠,原理,WINDEX（WI）:下?lián)舯┝鹘?jīng)驗(yàn)性指數(shù) McCan (1994) 探空資料,WINDEX(WI) 指數(shù)基于以下三點(diǎn)：,1. Proctor（1988）研究大氣科學(xué)發(fā)表的一個(gè)孤立的微下?lián)舯┝鞯臄?shù)值模擬Partll：敏感性試驗(yàn)，指出： 由于固體水融化過程吸收大量的潛能使氣塊變冷，產(chǎn)生負(fù)浮力，當(dāng)凍結(jié)物降落穿過融化層時(shí)使氣塊下沉速度加速。 -McCann把下沉運(yùn)動(dòng)的起始高度取為融化層高度Hm，推斷微下?lián)舯┝魇怯扇诨瘜痈浇_始產(chǎn)生。,Hm,T環(huán)境,T,=,2. Wolfson (1990)在美國氣象學(xué)會(huì)的會(huì)議上發(fā)表的：認(rèn)識(shí)和預(yù)測(cè)微下?lián)舯┝髦醒芯匡@示： 下沉氣流所受的力與環(huán)境溫度遞減率的平方成正比。如果5.50 Ckm，則出現(xiàn)微下?lián)舯┝鞯母怕蕿榱?，因?5.50 Ckm稱為“微下?lián)舯┝鞯呐R界遞減率”。,3. WI對(duì)大氣層結(jié)狀態(tài)敏感。 McCann提出WI公式選用： 低層大氣的混合比Ql 融化層處的混合比Qm,Hm,T環(huán)境,T,Ql,Qm,下沉速度層結(jié),WINDEX(WI)程序如下： WI=2.5HmRq(2-30+Ql-2Qm)0.5 其中： HM：為零度層高度。 R0：經(jīng)驗(yàn)訂正系數(shù)R0= Ql12，規(guī)定R0 1。 ：地面與融化層之間空氣的溫度遞減率。 Ql：近地面1km層內(nèi)的水汽平均混合比 Qm：融化層Hm高度上的水汽混合比,運(yùn)用WI指數(shù)預(yù)報(bào)下?lián)舯┝?資料來源： 1.利用2006-2010年54511探空站的探空資料 2.首都機(jī)場觀測(cè)數(shù)據(jù) 資料的篩選： 找出2006年到2010年出現(xiàn)的雷暴大風(fēng)過程 (大于17.9m/s)，并確定其出現(xiàn)時(shí)間和最大風(fēng)值。 初步符合條件：19個(gè),資料計(jì)算：根據(jù)雷暴大風(fēng)出現(xiàn)時(shí)間確定探空資料的時(shí)次（00 12UTC）計(jì)算WI,動(dòng)量下傳：Geerts (2001)等,GU =a1WI +a2Umax 或 GU/WI= a2(Umax/WI)+ a1 GU/WI=1.45(Umax/WI)+0.37 其中a1為0.37，a2為1.45,方法的改進(jìn)與討論,1.WI 2.MDPI指數(shù)： MDPI=(Qemax-Qemin)/CT 根據(jù)濕微下?lián)舯┝魅諠搫?shì)指數(shù)進(jìn)行判斷 有無濕微下?lián)舯┝鳌?它基于探空測(cè)站的Qe廓線，其表達(dá)式： Qemax是低層到850HPA上下中最大的相當(dāng)位溫。 Qemin是650-500HPA之間最小的相當(dāng)位溫。 CT為臨界值，取為20。,MDPI干濕下?lián)舯┝髋袛?MDPI指數(shù)： MDPI=(Qemax-Qemin)/CT 判斷該日有無濕微下?lián)舯┝?： 利用濕微下?lián)舯┝魅諠搫?shì)指數(shù)進(jìn)行判斷有無濕微下?lián)舯┝?，基于探空測(cè)站的Qe廓線。 Qemax是低層到850HPA上下中最大的相當(dāng)位溫。 Qemin是650-500HPA之間最小的相當(dāng)位溫 如果MDPI1，判斷有濕下?lián)舯┝鞯目赡堋?對(duì)以上滿足有降水伴有大風(fēng)的19個(gè)個(gè)例進(jìn)行判斷： 濕下?lián)舯┝鳎?3次，發(fā)生時(shí)間6月15日-9月15日左右 其余6次發(fā)生時(shí)間為4月1日-6月14和9月16日-10月15日左右,濕下?lián)舯┝鳎?時(shí)間6.15到9.16,降水量中雨量,5、6月份干濕混合 下?lián)舯┝?目前困難,1.我國地區(qū)，尤其我們關(guān)心的地區(qū)大氣干濕指數(shù)的確定。 （ R0：經(jīng)驗(yàn)訂正系數(shù)R0= Ql12； 其為干濕微下?lián)舯┝髋R界值。該臨界值是由Wakimoto(1985)和Atkins等人(1991)分別在干濕微下?lián)舯┝鳝h(huán)境得到。） 2.低層大氣混合比對(duì)WI計(jì)算有直接關(guān)系，然而觀測(cè)資料與探空資料有一定的距離，下墊面不同低層濕度有差別，根據(jù)探空資料計(jì)算的WI不能完全代表觀測(cè)站最大風(fēng)速。,解決策略,大量觀測(cè)數(shù)據(jù)反算R0指數(shù)。 由于觀測(cè)數(shù)據(jù)與探空資料的距離問題，利用首都機(jī)場地面觀測(cè)的濕度數(shù)據(jù)代替探空低層Ql數(shù)據(jù)。 各地的長期觀測(cè)資料中獲取大量個(gè)例驗(yàn)證過程。,預(yù)報(bào)方法的初步制定,對(duì)天氣形勢(shì)進(jìn)行分析，預(yù)報(bào)是否有雷雨發(fā)生,通過探空資料獲得天氣指數(shù)，判斷是否有下?lián)舯┝?例如：抬升指數(shù)LI K指數(shù) IC對(duì)流指數(shù) MDPI 或者 WI為虛數(shù),濕微下?lián)舯┝鳎篧INDEX 干濕下?lián)舯┝鳎篏USTEX,結(jié)論,1.利用WI經(jīng)驗(yàn)方程可以定性定量的預(yù)報(bào)微濕下?lián)舯┝鳌?2.通過WINDEX指數(shù)經(jīng)驗(yàn)方程預(yù)報(bào)濕微下?lián)舯┝?，預(yù)報(bào)員可以提前2-12小時(shí)預(yù)知發(fā)生潛在下?lián)舯┝鞯目赡苄?。提前預(yù)警。 3.需對(duì)下?lián)舯┝鬟M(jìn)行系統(tǒng)性質(zhì)的分類。根據(jù)類別提出不同的經(jīng)驗(yàn)方程。 4.WI指數(shù)存在一定的局限性，需要大量個(gè)例驗(yàn)證研究。,請(qǐng)各位領(lǐng)導(dǎo)專家 批評(píng)指正 謝謝,大氣不穩(wěn)定指數(shù)判斷： 1.K指數(shù)=T850-T500+TD850(T-TD)700大于 28 2.Qe高低層差大于 18 3.抬升指數(shù)LI0,不會(huì)發(fā)生雷雨。 4.IC對(duì)流指數(shù)=500假相當(dāng)位溫-850假相當(dāng)位溫，它表示是整層抬升狀況, IC0穩(wěn)定；IC0表示不穩(wěn)定。 或者計(jì)算WI為虛數(shù)的時(shí)候,判定夏季微下?lián)舯┝?4.Rq為經(jīng)驗(yàn)訂正系數(shù)，是對(duì)于較干環(huán)境中WI偏高的估計(jì)值的訂