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强对流天气系列02话

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强对流天气
我国强对流天气主要包括短时强降水、雷暴、大风、冰雹和龙卷等。其中,短时强降水一般指1h降水量达到或超过20mm的降水过程;雷暴大风是指伴有雷暴且风速达到或超过17.2m·s-1(8级)的对流性大风。
强对流天气生命史短,局地性强,因此预报难度大。到目前为止,强对流天气的预报准确率仍然相对较低。

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强对流天气的预报方法

卫星监测强对流天气

气象卫星红外通道的观测值,是云顶和无云或少云区地球表面向太空发射的辐射。通常将它以相当黑体温度,即同样温度下的黑体的温度来表示,称之为“亮度温度”或者“亮温”。
红外云图上的色调表示物体的温度分布,越冷,在卫星云图上显示的云越白;越暖,在卫星云图上显示的云越暗。用时空分辨率高静止气象卫星的亮温资料不仅可以观测大范围云系分布,且可以观测中小尺度云系的发生发展、成熟和消散演变全过程。
风云2号气象卫星红外云图

强对流天气发展与对应亮温有一定的相关性。强对流天气发展,云顶亮温一般在-60℃以下,有时会达到-100℃,云顶温度越低说明云顶越高,对流越旺盛。据统计,87.3%以上的暴雨发生在-63~-80℃的------云顶亮温区域,强降雨区总是位于云团东南侧,云团前进的方向,而云团后部降雨较小。当然,判断降水强度的大小还要配合水汽输送和辐合情况。



观测表明:红外云图上云顶的迅速扩展和云顶亮温(TBB)快速变冷,可以指示对流云团的初生及快速发展演变。当对流云团进入发展阶段时,云中的强对流核上方常可出现强冷中心。对流云团中上升气流越强,则云顶上升速度越快且云团云顶向外扩展就越快,在红外云图上表现为云顶某一等温线所围面积的扩展速率及云顶最低亮温的降低上。

以此为据,我们可以在卫星红外云图上运用阈值法提取对流云团。例如:将-60℃以下的云顶亮温区域提取出来。将雷达追踪雷暴的方法应用于卫星云图,利用外推法等追踪方法就可以预报对流云团的位置,移动方向,从而预报降水,大风等对流天气是否发生。

还有个重要问题,云团的合并和分裂。根据面积或者预警点(有可能产生强对流天气的点)落在云团里,判断云团是否能合并。根据合并或者分裂后的云团预报新的云团位置。

尽管监测对流云团最有力的武器还是雷达,但是丰富的卫星资料给我们的对流云团监测提供了新途径。雷达资料结合卫星资料,对对流天气的预报一定能提高精度。


参考资料
基于卫星云团的强对流云团监测及预警研究——朱莉莉
应用卫星、雷达资料的强对流天气预报预警系统——陈秋萍,陈齐川
我国强对流天气监测和预报业务——毛冬艳


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