2015年強(qiáng)對(duì)流天氣的實(shí)習(xí)報(bào)告

南京信息工程大學(xué)實(shí)習(xí)報(bào)告2015—2016學(xué)年第一學(xué)期強(qiáng)對(duì)流天氣實(shí)習(xí)報(bào)告時(shí)間2016.6.4一.天氣概況（請(qǐng)?jiān)诖瞬糠趾喴爬ù舜翁鞖膺^程）=由于我國中東部大部分地區(qū)在4月份回暖明顯，隨著系統(tǒng)的東移增強(qiáng)發(fā)展，在所影響的區(qū)域均產(chǎn)生了雷暴大風(fēng)、冰雹和短時(shí)強(qiáng)降水天氣，但不同階段各有不同。本次強(qiáng)對(duì)流系統(tǒng)影響26日西北地區(qū)東部的時(shí)候，所產(chǎn)生的強(qiáng)對(duì)流天氣主要是雷暴大風(fēng)和冰雹，僅個(gè)別地區(qū)出現(xiàn)了短時(shí)強(qiáng)降水。系統(tǒng)主體27日影響華北北部的時(shí)候，華北北部的強(qiáng)對(duì)流天氣以雷暴大風(fēng)和冰雹為主，北京全市出現(xiàn)雷暴天氣，但在南部分裂出的短波槽所產(chǎn)生的強(qiáng)對(duì)流天氣以短時(shí)強(qiáng)降水為主（如圖1a）。但在28日系統(tǒng)主體南落的過程中，出現(xiàn)了本次過程最強(qiáng)的強(qiáng)對(duì)流天氣。較強(qiáng)對(duì)流出現(xiàn)的具體時(shí)段為28日14時(shí)至29日02時(shí)，最為集中的是28日20時(shí)前后，之后系統(tǒng)東移入海，對(duì)我國的影響宣告結(jié)束。在強(qiáng)對(duì)流天氣發(fā)生的最強(qiáng)時(shí)段（28日20時(shí)前后），江淮大部出現(xiàn)了較為集中的雷暴大風(fēng)和冰雹天氣（如圖1b），并伴有較強(qiáng)的短時(shí)強(qiáng)降水，其中江蘇南京六合地區(qū)的冰雹最大直徑達(dá)5厘米，江蘇揚(yáng)州地區(qū)的冰雹最大直徑超過10厘米，受強(qiáng)對(duì)流天氣影響的大部分地區(qū)出現(xiàn)了（20m/s）八級(jí)以上瞬時(shí)大風(fēng)，最大風(fēng)力出現(xiàn)在安徽東北部，達(dá)到了9級(jí)，這一時(shí)段的最大小時(shí)降水更是達(dá)到了96.4毫米，出現(xiàn)在江蘇常州金壇。圖12015年4月27日北京地區(qū)（a）和28日（c）江淮地區(qū)的24小時(shí)強(qiáng)對(duì)流天氣實(shí)況4月27日和28日的強(qiáng)對(duì)流天氣為前傾槽型和華北渦型。前傾槽形勢(shì)下高空槽后冷空氣逐漸侵入,而低層為西南氣流,層結(jié)不穩(wěn)定,在地面輻合線的觸發(fā)作用下爆發(fā)強(qiáng)對(duì)流天氣。華北渦形勢(shì)下冷渦深厚,隨高度有所前傾,冷渦后部的偏北急流攜帶干冷空氣南下,疊置于低層偏南暖濕氣流之上,形成不穩(wěn)定層結(jié),在地面中尺度低壓輻合區(qū)產(chǎn)生強(qiáng)對(duì)流天氣。二．環(huán)流形式和過程的綜合分析（包括大范圍的環(huán)流形式、中尺度的綜合分析及對(duì)數(shù)參數(shù)分析）（1）大范圍的環(huán)流形式■首先分析28日8時(shí)高空500hpa的環(huán)流形式（如圖2所示），可以看到在山東北部地區(qū)出現(xiàn)了一冷渦，槽后冷平流顯著，后部有急流與低層形成較強(qiáng)的風(fēng)切變。28日前貝加爾湖西部短波槽超前于冷中心，槽不斷發(fā)展，影響我國甘肅，寧夏等地，高空槽逐漸東移，西北氣流不斷增強(qiáng)，低空急流逐漸建立。高空槽不斷加深逐漸發(fā)展成高空冷渦系統(tǒng)），烏拉爾山附近的槽溫度場(chǎng)落后于高度場(chǎng)，槽前有暖平流，促使新疆高壓脊迅速向北發(fā)展。脊前東北氣流逐漸加強(qiáng)，從而迫使冷渦向東南方向移動(dòng)，副高外圍氣流以及南支槽向我國南部地區(qū)輸送了大量水汽。這些都為強(qiáng)對(duì)流天氣的形成奠定了良好有利的條件。圖228日08時(shí)500hpa的天氣圖?在850hpa圖上，山東半島南部的低壓伸出多條槽線，在秦嶺淮河一線和南嶺附近，有明顯的低空急流存在，將大量水汽輸送至江南地區(qū)，使得我國南方大部分都處于濕區(qū)的控制下，擁有充足的水汽條件。其在山東半島西南部的低壓中心伸出的槽線呈東北西南走向伸入位于長江中游的暖中心中，這里有暖平流。925hpa圖上，可以看出，圖上的溫度脊位置與高層冷中心基本重合，具有強(qiáng)大的不穩(wěn)定性，并且進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)在長江流域上游和中游地區(qū)存在較強(qiáng)的暖中心，說明長江沿岸大氣有較強(qiáng)的不穩(wěn)定性，而在長江下游地區(qū)有明顯的暖平流，而在500hpa上，此處有強(qiáng)的冷平流，出現(xiàn)上層冷平流，下層暖平流的格局，這一現(xiàn)象加劇了大氣的不穩(wěn)定能量的積累；在山東省西部有低壓中心，并向西南和東南伸出了槽線，即有風(fēng)的幅合作用，會(huì)有上升運(yùn)動(dòng)，這可觸發(fā)不穩(wěn)定能量的釋放。在地面圖上可以看到山東半島到江淮的廣大地區(qū)受到低壓控制，在28日08時(shí)，可以看到內(nèi)蒙古地區(qū)有一條冷鋒，將冷空氣向東南地區(qū)輸送。強(qiáng)大的輻合作用引起劇烈的抬升作用，使得下層的暖濕空氣與高層的干冷空氣混合，觸發(fā)不穩(wěn)定能量的釋放?？梢钥吹皆?8時(shí)冰雹天氣主要出現(xiàn)在山東地區(qū)，在20時(shí)則移動(dòng)到江淮地區(qū)。小結(jié)到本次環(huán)流場(chǎng)形成強(qiáng)對(duì)流天氣的條件，主要是兩個(gè)方面，一方面是有前傾槽，如圖3所示，可以看到這種結(jié)構(gòu)會(huì)使得高空500hpa槽后的西北氣流帶來冷平流，850hpa槽前西南氣流帶來大量暖平流，有利于強(qiáng)對(duì)流天氣的形成。另一方面是華

北冷渦的形成，在高空帶來大量干冷空氣疊加在下層的暖水空氣之上，形成不穩(wěn)定層結(jié),在地面中尺度低壓輻合區(qū)產(chǎn)生強(qiáng)對(duì)流天氣。圖328日高低空配置圖2）中尺度的綜合分析對(duì)28日08時(shí)的925hpa做綜合分析，如圖4所示:圖44月28日925hpa的綜合分析■500hpa高空?qǐng)D上，從我國河套地區(qū)一直延伸下一條中空急流，并與從山東半島經(jīng)安徽向西南延伸的溫度槽有較大的交角，近乎垂直，對(duì)應(yīng)強(qiáng)烈的冷平流，造成黃淮地區(qū)大片區(qū)域高空顯著的降溫，同時(shí)，850hpa高空?qǐng)D上，可以看到東西向的低空急流和南北向的溫度脊垂直，對(duì)應(yīng)于強(qiáng)烈的暖平流，造成黃淮地區(qū)低空顯著的升溫。該地區(qū)500hpa高空?qǐng)D上大范圍的干區(qū)控制，850hpa高空?qǐng)D上看到大范圍的濕區(qū)控制，而高空干冷平流和低空暖濕平流同時(shí)出現(xiàn)在黃淮地區(qū)上空，且高空的冷溫度槽與低層暖溫度脊疊置，使該地區(qū)上空環(huán)境溫度直減率增大，對(duì)流不穩(wěn)定因素增加，為該地區(qū)強(qiáng)對(duì)流天氣發(fā)生提供了位勢(shì)不穩(wěn)定層結(jié)。925hpa高空?qǐng)D上，從我國東北地區(qū)到韓國境內(nèi)，有條明顯的干線，而且在我國東海上空，有條顯著流線從干線干區(qū)一側(cè)吹向濕區(qū)一側(cè)，容易觸發(fā)強(qiáng)對(duì)流天氣。在850hpa高空?qǐng)D形勢(shì)中也可以看到，在山東，江蘇，河南交界的地區(qū)上空存在低空低渦，從該低渦中心出發(fā)，向四周形成多條輻合線，輻合中心形成，動(dòng)力抬升條件較好，可作為強(qiáng)對(duì)流天氣觸發(fā)機(jī)制。再對(duì)地面圖進(jìn)行分析，取28日再對(duì)地面圖進(jìn)行分析，取28日14時(shí)的地面圖，如下圖5所示：14時(shí)地面分析圖54月28日地面14時(shí)的分析圖可以看到在28日08時(shí)，地面圖上可以看到一個(gè)暖低壓在江淮地區(qū)；到11時(shí)暖低壓繼續(xù)維持，低壓兩側(cè)，有明顯風(fēng)向氣旋切變，一條輻合線東西向延伸，低壓東北方，有一條東北-西南向的輻合線生成；到14時(shí)地面暖低壓不斷發(fā)展，并出現(xiàn)多個(gè)低壓中心，低壓西北側(cè)出現(xiàn)了一條南北走向的干線；到17時(shí)以地面低壓為中心人字形輻合線出現(xiàn)，同時(shí)，地面暖低壓發(fā)展至最強(qiáng)，中心氣壓達(dá)1003.5hpa。地面低壓發(fā)展形成輻合上升運(yùn)動(dòng)，地面暖低壓是這次強(qiáng)對(duì)流的地面天氣系統(tǒng)，干線，輻合線，輻合中心是觸發(fā)機(jī)制。在圖5中，對(duì)比雷達(dá)圖和地面的分析圖，可以看見地面輻合中心和雷達(dá)圖上的強(qiáng)對(duì)流發(fā)展區(qū)域吻合的比較好。并且在28日11時(shí)和17時(shí)上也能看見同樣的結(jié)論和信息，這說明對(duì)流容易在輻合線上發(fā)展起來。進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，因?yàn)槔妆┻^境時(shí)，氣象要素和天氣現(xiàn)象會(huì)發(fā)生劇烈變化，如氣壓猛升。通過對(duì)地面圖分析可以看到正變壓是向東南方向移動(dòng)，所以正變壓的移動(dòng)分析能夠反向雷暴移動(dòng)反向，所以雷暴是向東南方向移動(dòng)，強(qiáng)對(duì)流區(qū)域也是沿著東南方向移動(dòng)。并且可以看到正變壓對(duì)應(yīng)的是強(qiáng)對(duì)流最強(qiáng)的區(qū)域，

在從11時(shí)到17時(shí)過程當(dāng)中，正變壓不斷減小，說明強(qiáng)對(duì)流過程增強(qiáng)的程度減弱，最后在20時(shí)達(dá)到最強(qiáng)。小結(jié)：在綜合分析中可以看見，本次發(fā)展中的兩個(gè)特征：1）在925hpa的綜合圖形中，上層冷平流，下層暖平流；上層干區(qū)與下層濕區(qū)疊置；低空水汽條件充沛。這些條件都促進(jìn)了強(qiáng)對(duì)流天氣的進(jìn)一步發(fā)展。2）從地面分析圖上可以看到，對(duì)流極易在輻合線上發(fā)展起來。（3）參數(shù)分析及其他資料分析指數(shù)分析28日3h降水量的統(tǒng)計(jì)顯示，蘇、徽、浙三省有強(qiáng)降水過程，從14—17時(shí)三個(gè)小時(shí)內(nèi)降水量驟升:從5mm到20mm；17時(shí)一20時(shí)降水強(qiáng)度進(jìn)一步增強(qiáng)：20mm升至30mm,方向向東南方向移動(dòng)。該階段對(duì)應(yīng)的K指數(shù)分布圖顯示，14時(shí)至20時(shí)對(duì)應(yīng)區(qū)域內(nèi)有KL>=32度的高能區(qū)，對(duì)應(yīng)的對(duì)流層中低層大氣層結(jié)不穩(wěn)定、水汽含量和相對(duì)濕度較大，大氣潛在能量較大降水條件充足。在該過程中，KL>=32高能區(qū)的強(qiáng)度在增強(qiáng)，這與強(qiáng)降水強(qiáng)度增強(qiáng)相對(duì)應(yīng)，K指數(shù)高能區(qū)的移動(dòng)方向和強(qiáng)降水高能區(qū)移動(dòng)方向大致相同。20時(shí)-23時(shí)降水強(qiáng)度開始減弱，最值區(qū)由30mm將至25mm,并且移動(dòng)到了東部沿海地區(qū)，同一時(shí)期對(duì)應(yīng)的K指數(shù)分布圖顯示，KL>=32高能區(qū)亦移動(dòng)到了東部沿海地區(qū),中心強(qiáng)度開始減弱。雷達(dá)回波圖分析由雷達(dá)回波圖可以看出,強(qiáng)對(duì)流天氣區(qū)于12:30在山東西北部開始生成,當(dāng)日下午時(shí)段,該強(qiáng)對(duì)流天氣區(qū)延西北-東南一線移動(dòng),并且強(qiáng)度不斷加強(qiáng)。在18:30時(shí),強(qiáng)對(duì)流天氣區(qū)到達(dá)揚(yáng)州-蚌埠一線,隨后開始呈東-西走向,中心區(qū)開始在蘇南地區(qū)向東移動(dòng),并于29日凌晨0:20在上海東部入海,結(jié)束其對(duì)陸地的影響過程。圖628日16時(shí)南京雷達(dá)回波圖（左圖）及29日19時(shí)蘇州雷達(dá)反射率圖（右圖）由圖6左圖可知是沿雷達(dá)徑向通過最強(qiáng)反射率因子核心做垂直剖面圖。從中可見明顯斜升氣流,紫色區(qū)域?yàn)楸⒔德鋮^(qū)回波最強(qiáng)。強(qiáng)回波的垂直伸展高度達(dá)15km,強(qiáng)度達(dá)到70dBz,呈懸垂?fàn)?，為典型的冰雹云垂直回波結(jié)構(gòu)。圖6右圖中回波有一個(gè)V形缺口，對(duì)流單體將會(huì)往缺口方向移動(dòng)，但由于對(duì)流單體在500hpa引導(dǎo)氣流路徑上不斷生成與消亡，所以整體上看來，對(duì)流還是沿著引導(dǎo)氣流移動(dòng)。圖分析如圖7所示，表示南京28日08時(shí)的T也和風(fēng)速風(fēng)向的變化。可以看到圖中紅色部分代表不穩(wěn)定能量，紅色部分越大，說明該層越不穩(wěn)定，不僅如此，可以看到右邊的風(fēng)速風(fēng)向發(fā)現(xiàn)風(fēng)在低層是隨著風(fēng)順轉(zhuǎn)的，說明在低層有暖平流；在高層是隨時(shí)間逆轉(zhuǎn)，說明高層是冷平流，這也更進(jìn)一步說明了不穩(wěn)定性。此時(shí)已有大量不穩(wěn)定能量積蓄并且層結(jié)不穩(wěn)定，南京未來極有可能會(huì)有強(qiáng)對(duì)流發(fā)展。圖7南京28日08時(shí)的T-lnp圖和風(fēng)速風(fēng)向圖進(jìn)一步分析不同時(shí)刻的Tln圖和風(fēng)速風(fēng)向圖，可以發(fā)現(xiàn)28日兩站的08時(shí)和20時(shí)的探空資料中，溫度層結(jié)曲線和露點(diǎn)曲線下部靠近上部分離，呈“喇叭狀”配置，表征了上干下濕的對(duì)流性不穩(wěn)定氣層，更有利于強(qiáng)對(duì)流的形成。并且江淮地區(qū)的不穩(wěn)定能量基本上都是顯著增加。雷達(dá)圖形和衛(wèi)星云圖的分析可以發(fā)現(xiàn)雷達(dá)圖像上，強(qiáng)對(duì)流的區(qū)域是從28日0時(shí)華北區(qū)域沿著東南方向不斷移動(dòng)，然后到達(dá)江淮地區(qū)，最后大約在28日24時(shí)左右入海。同時(shí)還可以發(fā)現(xiàn)在華東地區(qū)也有強(qiáng)對(duì)流的發(fā)展入海過程，經(jīng)過贛州，等區(qū)域最后在福州入海。然后根據(jù)衛(wèi)星云圖可以清晰的看見在華北至江淮流域這一帶有云的移動(dòng)，沿著東南方向移動(dòng)；同時(shí)也能在華南地區(qū)看見同樣的云帶的移動(dòng)，代表了雷暴天氣的移動(dòng)軌跡。小結(jié)：通過分析同一時(shí)期的K指數(shù)場(chǎng)與降水量時(shí)空分發(fā)現(xiàn)：3h降水量最值區(qū)與K指數(shù)場(chǎng)高能區(qū)有較好的對(duì)應(yīng)關(guān)系，因此K指數(shù)場(chǎng)時(shí)空分布可以用來預(yù)報(bào)降水。雷達(dá)回波圖能反應(yīng)垂直剖面圖，從中可以看見明顯的斜升氣流；從雷達(dá)反射圖中能看見對(duì)流移動(dòng)分向，是沿著引導(dǎo)氣流方向。Tlnp圖中可以明顯的看見不穩(wěn)定能量是不斷增加的，然后發(fā)生強(qiáng)對(duì)流天氣后，不穩(wěn)定能量釋放，該區(qū)域減小。并且通過風(fēng)速風(fēng)向圖能很明顯的看到下暖上冷的結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步表明不穩(wěn)定性。4）雷達(dá)圖和衛(wèi)星圖顯示全國有兩個(gè)強(qiáng)對(duì)流過程帶，并且顯示其移動(dòng)風(fēng)向，一個(gè)東南方向，另一個(gè)向東偏北方向。三．預(yù)報(bào)要點(diǎn)（有利條件，環(huán)流變化特征和綜合分析特點(diǎn)）（1強(qiáng)）對(duì)流天氣形成發(fā)展條件主要有三個(gè)，分別是：水汽條件，必須有足夠多的水汽或者在低層有濕舌存在；不穩(wěn)定層結(jié)，分為對(duì)流性不穩(wěn)定和靜力不穩(wěn)定，前者下濕上干，后者下暖上冷；抬升條件，為觸發(fā)機(jī)制。（2）強(qiáng)對(duì)流形成或者強(qiáng)雷暴形成的有利條件主要是關(guān)注逆溫層、前傾槽或強(qiáng)垂直風(fēng)切變。（3環(huán)）流形式的預(yù)報(bào)注意高空?qǐng)D中溫壓場(chǎng)的配置、低壓中心和冷中心的相對(duì)位置及不同層次槽線的相對(duì)位置，通過冷暖平流可以判斷層結(jié)的穩(wěn)定性。（4中