講稿大氣層結(jié)分析對流參數(shù)應用中問題

T-LogP對流參數(shù)應用及問題魏鳴

不穩(wěn)定及對流

對流的內(nèi)在原因和本質(zhì)

原因：?。ㄖ兀┝Σ环€(wěn)定（超絕熱、干絕熱、條件）本質(zhì)：穩(wěn)定性調(diào)整氣塊法——

穩(wěn)定度分析最基本的方法

假如大氣處在流體靜力平衡狀態(tài)下，一氣塊在環(huán)境空氣中作虛擬垂直位移時的穩(wěn)定度（所受環(huán)境浮力）狀況。氣塊法基于一定的假設（氣塊不與周圍空氣混合；過程是絕熱的）穩(wěn)定度與對流能量參數(shù)

穩(wěn)定度：擾動氣塊在特定條件下所受浮力狀況的反映對流能量：氣塊受浮力作功的量度

常用對流參數(shù)SI-沙氏指數(shù)（Showalterindex）T’——氣塊溫度，氣塊從850hPa抬升到500hPa上的溫度T500——500hPa上的環(huán)境溫度SI=T500-T’

常用對流參數(shù)根據(jù)國外資料，SI與對流性天氣有以下關(guān)系：

SI>3℃發(fā)生雷暴的可能性很小或沒有

0℃<SI<3℃有發(fā)生陣雨的可能性

-3℃<SI<0℃有發(fā)生雷暴的可能性

-6℃<SI<-3℃有發(fā)生強雷暴的可能性

SI<-6℃有發(fā)生嚴重對流天氣(如龍卷風)的危險抬升指數(shù)有廣泛的應用

與穩(wěn)定度有關(guān)的對流參數(shù)深對流指數(shù)微下?lián)舯┝髦笖?shù)大風指數(shù)K指數(shù)修正的Ｋ指數(shù)Ａ指數(shù)全總指數(shù)對流抑制能量CIN-分析要點合適的CIN有利于強對流的發(fā)展，——與干暖蓋效應類似，需有其它的觸發(fā)條件（動力，熱力）不穩(wěn)定是大氣對流發(fā)展的必須條件，穩(wěn)定度指數(shù)能從局部反映出對流層中低層大氣的穩(wěn)定性情況。全面了解穩(wěn)定度的含義，有助于針對不同區(qū)域和不同天氣類型，發(fā)展出多種穩(wěn)定度指數(shù)，更全面地反映大氣垂直結(jié)構(gòu)所對應的穩(wěn)定度狀況。不穩(wěn)定和對流能量參數(shù)的應用問題對流有效位能(下沉對流有效位能)反映的是一種對流潛勢。它對抬升和下沉起點溫度和露點高度敏感，應用時要注意。強對流是一種與濕過程相關(guān)的深對流,大氣對流能量的計算實質(zhì)上就是求解大氣濕絕熱過程。對流能量與對流的發(fā)生及發(fā)展強度關(guān)系緊密，對強天氣的預報有一定的指示意義。

不穩(wěn)定和對流能量參數(shù)的應用問題（續(xù)）下沉對流運動和

下沉對流有效位能下沉對流有效位能DCAPE前提條件:1:CAPE存在且較適當2:有中層干空氣侵入計算步驟:1:判斷下沉起點2:計算等焓過程3:計算下沉絕熱線4:計算DCAPE值相關(guān)天氣:1:雷暴大風2:下?lián)舯┝鲗α鲗哟髿馓幱诤軓姷牟环€(wěn)定狀態(tài)，對流能量大，對流可發(fā)展到很強；對流層中、低層有適當?shù)娘L切變；對流層低層水汽充分、中層空氣較干有利于下?lián)舯┝鞯漠a(chǎn)生(夾卷－蒸發(fā)－降溫－向下的動能)。下?lián)舯┝鳟a(chǎn)生的基本氣象條件一次下?lián)舯┝鬟^程多普勒雷達低仰角（0.5）回波2000年7月3日08時北京站對流有效位能CAPE

—應用時需注意的問題比普通的不穩(wěn)定指數(shù)更能反映大氣的整體垂直結(jié)構(gòu)特征理想化氣塊運動的理論值（常偏大）反映的只是對流潛勢對抬升起點的溫度、濕度高度敏感目前對流天氣分析中應用較廣泛（與其它對流參數(shù)配合）2010年1月2日地面實況2010年1月1日08時高空500hPa分析2010年1月1日08時700hPa形勢及水汽2010年1月1日08時850hpa形勢及水汽

不穩(wěn)定層深厚，并與濕層重合大淺紅色區(qū)域為雷暴區(qū)在Micaps3中顯示的層次

右鍵菜單即可選擇顯示各種類型的層次單擊工具條菜單2009年7月26日—27日暴雨個例2009年7月27日02時地面分析2009年7月27日02時地面分析在暴雨區(qū)內(nèi)選擇的幾個站點暴雨區(qū)外的一個站本站的CAPE很大，但是測站及附近的天氣并不是太劇烈2010年3月22日

1、中低層濕層厚，不穩(wěn)定層厚，不穩(wěn)定與濕層重合層厚；2、低層有強的輻合切變、或中尺度低渦；（CAPE并不明顯）即：當測站的附近或者上游地區(qū)的探空分析中出現(xiàn)深厚的濕不穩(wěn)定層時，說明測站或附近存在強的潛在不穩(wěn)定。得到的結(jié)論設滿足以下條件的層次為:滿足以下條件的層次為:潛在準飽和不穩(wěn)定層潛在濕不穩(wěn)定層為平均比濕應用小結(jié)當測站或附近出現(xiàn)深厚的飽和不穩(wěn)定層時，說明測站或附近有大的潛在不穩(wěn)定；當測站或附近的上游地區(qū)出現(xiàn)深厚的飽和不穩(wěn)定層時，該地區(qū)有潛在不穩(wěn)定，一旦這種不穩(wěn)定有條件移入測站或附近，也可說明測站或附近存在潛在不穩(wěn)定當測站或附近出現(xiàn)深厚的濕層和不穩(wěn)定層，雖然兩個層次重合不大，但一旦濕層有條件上升運動與不穩(wěn)定層重合時，測站或附近有潛在不穩(wěn)定；當這些潛在不穩(wěn)定受到中尺度系統(tǒng)的觸發(fā)（中尺度切變、低渦、鋒面等），測站或附近將會有強的天氣出現(xiàn)；測站或附近有大的潛在不穩(wěn)定，如果其上游地區(qū)有中尺度云圖移入時，該云圖將會得到很有利的發(fā)展。計算出濕不穩(wěn)定層厚度圖，將其填在地圖上，分析其與降水云圖發(fā)生發(fā)展的關(guān)系分析其厚度與降水量強度及各種對流強度的相關(guān)關(guān)系待研究的問題：１CAPE空報和漏報常見，值得注意；可從CAPE的抬升分析物理過程的內(nèi)在機制２CAPE是一個很有價值的天氣診斷量，但如果僅關(guān)注CAPE還不夠３抬升時間的問題，08時與午后溫度的差異，考慮午后地面溫度增加后的抬升４抬升點的問題：氣塊從地面開始抬升，但地面不是輻合上升最大的點，有些強天氣出現(xiàn)時，地面沒有明顯的系統(tǒng)，甚至風場很亂；即使地面有鋒面或輻合線，但能完全代表整層大氣的抬升嗎？５有時CAPE很大，甚至伸展到400hPa、300hPa，但氣塊真的都能從地面上升到這個高度嗎？強冰雹回波的頂高是可以達到10KM以上，但有些暴雨或一般性雷雨天氣的回波頂高并不一定很高；６有時CAPE很大，但沒有上升氣流配合，尤其在低緯地帶的夏季，CAPE很大，但處于副高控制下的下沉氣流內(nèi)，天氣卻很好，只是有點悶熱；７如：尋找有效抬升點（逆溫層頂），底層逆溫的困惑，有時由于近地面層受工業(yè)污染等原因的影響，有一淺薄的逆溫層，此時抬升的CAPE很小甚至為0。但一旦大氣沖破逆溫層將會有一些強烈天氣出