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基于物理量参数的伊犁河谷短时强降水预报技术研究
祝小梅;白婷;荆海亮
【期刊名称】《沙漠与绿洲气象》
【年(卷),期】2022(16)1
【摘要】利用2010-2018年6-8月伊宁站每日08、20时探空数据,讨论分析伊犁河谷夏季短时强降水的关键环境参数的阈值,并对2019年夏季短时强降水进行检验评估,结果表明:(1)K≥32℃、k_(m)≥37℃、k_(c)≥37℃、IQ≥2653 g/kg、SW_(2)≤2.3可以作为6月产生短时强降水的判别指标;K≥32℃、k_(m)≥37℃、k_(c)≥37℃、IQ≥2768 g/kg、SW_(2)≤3.1可以作为7月产生短时强降水的判别指标;K≥32℃、k_(m)≥37℃、k_(c)≥36.5℃、IQ≥2673 g/kg、SW_(2)≤3.1可以作为8月产生短时强降水的判别指标。
(2)通过检验,所得出的判别指标预报短时强降水,准确率提高了10.4%,而空、漏报率明显减少,说明此指标可以为伊犁河谷的短时强降水潜势预报提供参考。
【总页数】8页(P10-17)
【作者】祝小梅;白婷;荆海亮
【作者单位】伊犁州气象局;新疆人工影响天气办公室
【正文语种】中文
【中图分类】P456.1
【相关文献】
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雅安一次极端强降水的超级单体风暴特征及成因分析雅安一次极端强降水的超级单体风暴特征及成因分析摘要：2013年7月20日，雅安地区发生了一次极端强降水的超级单体风暴，造成了严重的洪涝灾害。
本文通过分析该次风暴的特征和成因，探讨了其形成过程和演变机制。
研究发现，该次风暴的形成与多个气象因素的相互作用有关，包括热力和动力因素的影响。
这次极端强降水事件是由于地形起伏、暖湿气流辐合、湿对流不稳定和强垂直风切变等多个因素共同作用的结果。
1. 引言极端降水是引起洪涝灾害的主要原因之一。
在中国，一些地区经常遭受暴雨和洪水的侵袭，造成了巨大的人员伤亡和财产损失。
雅安地区位于四川盆地的西南部，是一个典型的山区地区。
由于其特殊的地理和气候条件，雅安地区经常发生强降水和山洪灾害。
本文选取了2013年7月20日发生在雅安地区的一次极端强降水事件作为研究对象，通过对其特征和成因的分析，旨在揭示该次极端降水事件的机理和规律。
2. 事件特征分析2.1 降水特征该次极端强降水事件发生在2013年7月20日上午，开始时间为9时。
持续时间达到了6个小时，降水量超过200毫米。
根据雅安局地气象站数据，该次降水事件是该地区有记录以来最大的降水事件之一。
降水过程中，短时雨强达到每小时50毫米以上，局地最大小时雨量达到了80毫米。
由于降水量较大且短时间内连续下降，导致了该地区的山洪灾害。
2.2 风暴特征该次极端强降水事件伴随着一次超级单体风暴。
风暴云呈现出非常强烈的垂直发展和辐散状，形成了一个高度集中的对流系统。
风暴云顶高度超过了15千米，体积庞大，覆盖范围广。
在风暴中心，雷电和冰雹现象严重。
风暴伴随着强烈的暴雨和大风，给这个地区带来了巨大的破坏。
3. 成因分析3.1 多因素相互作用该次极端强降水事件的形成与多个气象因素的相互作用有关。
首先，地形的起伏对降水的分布和集中起到了重要作用。
雅安地区地势复杂，山脉起伏，容易形成局地性的强降水。
其次，暖湿气流的辐合也是该次降水事件形成的重要因素之一。
December"0"0No44TotalNo44662020年12月第24期总第466期内蒙古科技与经济Inner Mongolia Science Technology & Economy2006年〜2017年兴安盟地区短时强降水特征分析徐青竹（兴安盟气象局，内蒙古乌兰浩特137400）摘 要：利用2006年〜2017年兴安盟8个国家级气象站的逐日 降水资料，对当地短时强降水的气候特征进行了统计分析，结果表明：①兴安盟短时强降水日数的 中心轴线正好位于大兴安岭的背风坡沿线，向西北和东南逐渐递减，而兴安盟短时强降水雨强的空间分布呈现出明显的东部大、西部小的特征（②短时强降水日数呈现出明显的增长趋势，线性增长率为5d/a ；6月 〜8月 是兴安盟地区短时强降水集中出现的月份，其中又以7月份最多（③当地短时强降水多以局地性短时强降水为主，表现为范围小、 局地性强的特点（④短时强降水的天气学分型为高空槽型和高空冷涡型，且两者出现的频率基本相当（关键词：短时强降水；气候特征；天气学分型中图分类号:P426. 6（226）文献标识码:A文章编号：1007—6921（2020）24—0087—02兴安盟位于内蒙古自治区东北部，年平均降水量 33&0mm 〜469* 3mm ,降水年际变率大，年降水量的 63%〜74%集中在6月〜8月，降水的空间分布由北 向南逐渐递减⑴’由于地处大兴安岭向松嫩平原过 渡地带，兴安盟境内地形自西北向东南呈阶梯状下 降，受特殊的地形影响，虽然年平均降雨量较少，但是 短时强降水或者由短时强降水引发的暴雨，极易形成局地洪水’加之地形上的下坡效应甚至引发山洪、滑 坡或泥石流等次生地质灾害［2，/ 本地的短时强降水 多发生于沿大兴安岭一线，并具有局地性强、降水强 度大等特征，常常给当地带来严重的经济损失’笔者 对兴安盟地区短时强降水的气候特征进行了统计分析，在此基础上对其进行天气学分型，旨在对本地短时强降水的预报预警工作提供科学的参考依据’1资料对2006年〜2017年兴安盟地区8个国家级气 象站逐日（20时为日界）和逐小时降水资料进行统 计，以小时降水量*20mm 为短时强降水的标准° 规定8个站点中只要有一个及以上的站点出现* 20mm/h 强度的降水时，则记为一个短时强降水日；如果当天仅有1个站出现短时强降水则为局地短时 强降水，有2个站出现短时强降水则为小范围短时强降水，有3个或以上站出现短时强降水则为区域 性短时强降水°短时强降水的时空分布特征2. 1 短时强降水的空间分布对兴安盟地区近十二年来的短时强降水日数进行统计，得到图1a 为兴安盟多年平均短时强降水日 数的空间分布：兴安盟短时强降水日数最多是东北 部的音德尔站，年平均短时强降水日数为1. 5N 最 少的是西北部的阿尔山站，年平均短时强降水日数 仅有0. 7d o 且从短时强降水日数的空间分布结合 兴安盟地形来看，本地短时强降水日数的中心轴线正好位于西风带上大兴安岭的背风坡沿线°对每个 站短时强降水日当天超过20mm/h 的小时雨强进 行统计，得到图1b 为平均短时强降水雨强的空间分 布：兴安盟平均短时强降水雨强的空间分布呈现出 明显的东部大西部小的特征，平均雨强最大可达 36mm /h ，并 逐 渐 自 东 向 西 递 减 ，最 小 的 阿 尔 山 站 平 均雨强为28mm/h （见图1） °图a 年平均短时强降水日数（单位：日2图b 平均短时强降水雨强（单位:mm/h ）图1兴安盟短时强降水日数和雨强分布收稿日期：2020-08-032.2短时强降水的时间分布2. 2.1年际变化°经统计发现，近十二年来兴安盟地区的短时强降水均发生在6月〜9月，且由2006年〜2017年兴安盟地区6月〜9月短时强降水日数统计情况可以看出#013年以后短时强降水日数明显多于2012年及以前°短时强降水日数最少的是2006年仅有4个短时强降水日；最多的是2015年有15个短时强降水日°且从线性变化趋势来看，兴安盟地区短时强降水日数呈现出明显的增长趋势#安盟八个国家站短时强降水日数的月变化进行分析发现，本地短时强降水最早出现在6月，最晚出现在9月°且6月、7月8个站均有短时强降水日；8月除阿尔山外其他7个站均有短时强降水日）月短时强降水日数最少，仅有胡尔勒、音德尔和突泉3个站出现过短时强降水'经统计2006年〜2017年期间6月份共有28个短时强降水日，占比24.8%；7月份共46个短时强降水日，占比40.7%；8月份共34个短时强降水日，占比30.1%）月份最少共5个短时强将降水日，占比4.4%°可见#、7、8月是兴安盟地区短时强降水集中出现的月份，其中又以7月份为最多°2.2.3日变化°对逐站短时强降水发生时段统计进行统计发现，不同站点短时强降水发生的时段有明显的差异'阿尔山地区的短时强降水多集中在午后至夜间，索伦站集中午后和凌晨两个时段，胡尔勒和音德尔站各个时段均有发生短时强降水的情况#且分布比较平均；乌兰浩特站午后14时发生短时强降水的次数明显多于其他时段，突泉站短时强降水多发于午后以及夜间至凌晨两个主要时段，巴彦呼舒和高力板的短时强降水主要集中在午后到夜间和清晨两个时段°由此可见，不同地理位置发生短时强降水的主要时段有着显著的差异#旦整体来看，短时强降水时段多集中在午后，这是因为夏季午后陆地表面受日射而强烈加热，常常在近地层形成绝对不稳定的层结，使对流容易发展，进而造成对流性的短时强降水天气'2.3短时强降水强度及范围差异分析对短时强降水雨量R以10mm为一个区间划分不同降水强度，以此来分析兴安盟地区近十二年来各种强度短时强降水发生的次数，结果表明：兴安盟地区短时强降水多以20mm/h〜30mm/h的雨强为主，共76次，占比67”3%;然后依次为30mm/h〜40mm/h、40mm/h〜50mm/h雨强的短时强降水，分别发生27次和9次，占比23.9%和8%；50mm/h 以上雨强的短时强降水仅有胡尔勒站在2017年8月12日07时出现过一次'表1不同强度短时强降水发生次数统计站点20,R)3030,R)4040,R)50R*50阿尔山7100索伦8500胡尔勒11221音德尔12330乌兰浩特10510突泉8510巴彦呼舒13310高力板7310合计762791占比67.3%23.9%8.0%0.9%对兴安盟地区短时强降水的发生范围进行统计发现，近十二年来兴安盟地区的短时强降水多以局地性的短时强降水为主，共发生83次；小范围短时强降水发生7次；区域性短时强降水仅发生3次°不存在3个以上站点同时发生短时强降水的情况'所以，兴安盟地区的短时强降水多表现为范围小、局地性强的特点'3兴安盟短时强降水分型对近十二年来兴安盟地区的短时强降水日的大尺度环流背景进行统计分析发现，本地短时强降水的影响系统主要是高空槽和高空冷涡，且两种影响系统造成短时强降水的次数基本持平°因此，按照大尺度影响系统的差异，对2006年〜2017年兴安盟地区的短时强降水过程分为高空槽型和高空冷涡型，并对两种环流型的特点进行了总结°3.1高空槽型高空槽型500hPa自内蒙古北部至京津冀地区有明显的经向型大槽，有时则表现为平直西风气流上的小波动，兴安盟地区位于高空槽前，且下游有稳定强大的高压脊呈现出阻挡形势，使得高空槽稳定维持或逐渐加强°低层850hPa兴安盟地区上空配合有暖舌或西南气流，或常为一风场上的气旋性辐合中心或者位于暖性切变的暖区一侧'强降水常出现在高空槽中生成发展的中小尺度系统附近，在低层辐合线或冷锋的触发下，暖湿空气抬升，加剧了层结的不稳定性，导致短时强降水的发生°3.2高空冷涡型高空冷涡型在500hPa〜850hPa均有闭合低值中心，从高层至底层均有冷涡东移逐渐影响兴安盟#兴安盟地区多位于冷涡的底或者前部，且在冷涡槽前有明显的暖脊发展；冷涡在东移过程中，旋转南下并不断甩下干冷空气与暖湿空气交绥，造成强烈的辐合抬升运动，形成短时强降水，冷涡型短时强降水多伴有雷电、冰雹及大风等强对流天气°（下转第90页$2.3模式数据检验EC、RMAPS—NM模式对这次降水过程进行了检验，可以发现：从降雪落区上看，EC、RMAPS—NM 预报的降雪落区范围均偏小，其中RMAPS—NM与实况差距更小；从降水大值区上看，EC预报大值中心偏南，且量级偏小；RMAPS—NM预报大值中心略偏南。
雅安位于四川盆地西缘、成都平原向青藏高原的过渡带，雅安市位于长江上游、四川盆地西缘,地理坐标介于北纬28°51′10〃-30°56′40〃,东经101°56′26〃-103°23′28〃之间，古称雅州。
雅安是世界知名的大熊猫的故乡，这里是世界上第一只大熊猫的发现地，大熊猫的存量和密度居世界之冠，新中国成立后，雅安地区先后向国家提供大熊猫120只,其中16只作为国礼,馈赠前苏联、美、英、法、日本、朝鲜、新西兰等国家。
国家还在宝兴县建立了自然保护区，使其成为大熊猫、金丝猴、羚羊、白唇鹿等两百多种珍稀野生动物栖息繁衍的乐园。
气候类型为亚热带季风性湿润气候,南北差异大,年均气温在14.1℃-17.9℃间,降雨多,多数县年降雨1000毫米以上,有"雨城"、"天漏"之称。
... 雅安是一片神奇的土地。
这里历史文化悠久，古属“梁州”、“青衣羌国”，为历代郡、道、州、府治所，是古代南方丝绸之地。
境内自然、人文、民俗资源叠加，突出了大熊猫、茶文化、红军文化的自然文化优势，被列为国家、省级文物保护单位有17个，是世界第一只大熊猫发现地，是世界茶文化的发源地。
雅安是一片灵秀文明的土地，这里山川秀丽，景韵独特。
冬无严寒，夏无酷暑，山清水秀，空气清新，山、水、桥、城交相辉映。
全市有2个国家森林公园，6各省级风景名胜区，1个省级森林公园，国家级和省级自然保护区各1个，2个地级风景名胜区。
景观：二郎山风景名胜区、白马泉风景区、贡嘎山风景区、－田湾河花果山旅游度假区雅安市位于四川盆地西部边缘，是青藏高原向成都平原的过渡地带，属于亚热带湿润季风气候区。
总的气候特点是：冬无严寒、夏无酷热、四季分明、雨量充沛、雨热同步、无霜期长、热量充足。
春季回暖早、夏季气温较高、秋季多绵雨、冬季霜雪少，全年夜雨多、终年雾日少。
由于境内地质地貌复杂，地势高差悬殊，气候的区域性和复杂性特征突出。
强冰雹和短时强降水天气雷达特征及临近预警强冰雹和短时强降水天气雷达特征及临近预警天气的变化多端，其中强冰雹和短时强降水是一种常见的极端天气现象。
为了及时预警和保护公众生命财产安全，科学家和气象部门通过分析天气雷达图像，研究了这两种天气的特征，并提出了临近预警的方法。
一、强冰雹的天气雷达特征强冰雹是指直径大于1厘米的冰雹，具有很高的降水量和威力。
在天气雷达图像中，强冰雹通常呈现为一个明亮的圆形或弧形回波区域，这是由于冰雹颗粒的反射能力较强导致的。
强冰雹通常伴随着雷暴天气，雷暴云中的上升气流会带动冰雹颗粒不断上升和冻结，形成较大的冰雹颗粒。
在天气雷达图像中，强冰雹区域的回波强度往往较高，通常为40分贝以上，这是因为冰雹颗粒的反射能力较强所致。
此外，强冰雹的威力也可以通过雷达回波的最大反射率来衡量，通常超过60dBz可以被认定为强冰雹。
不仅如此，天气雷达还可以提供冰雹颗粒的径向速度信息，通过分析冰雹颗粒的径向速度变化可以确定冰雹演变的趋势。
二、短时强降水的天气雷达特征短时强降水是指在较短的时间内（通常为一小时内）出现的大量降水。
在天气雷达图像中，短时强降水区域通常呈现出一个大范围、高强度的回波区域，这是由于降水粒子的反射能力较强导致的。
短时强降水通常伴随着强雷暴或冷锋等天气系统，这些系统会带来强烈的上升气流，形成大量降水。
在天气雷达图像中，短时强降水区域的回波强度往往较高，通常为40分贝以上。
而且，短时强降水的威力也可以通过雷达回波的最大反射率来衡量，通常超过55dBz可以被认定为短时强降水。
此外，天气雷达还可以提供降水粒子的径向速度信息，通过分析降水粒子的径向速度变化可以确定降水系统的演变趋势。
三、强冰雹和短时强降水的临近预警为了及时预警和保护公众生命财产安全，气象部门通过天气雷达图像分析，开发了强冰雹和短时强降水的临近预警方法。
这些方法主要依据回波强度和回波的最大反射率来判断是否为强冰雹或短时强降水。
探讨短时强降水发生的条件及要素特征作者：王勇刘金瑶来源：《环球人文地理·评论版》2015年第01期摘要：根据中国气象局气办发（2010）19号文件下发的《全国短时、临近预报业务规定》和有关强降水的特点以及导致灾害的严重性，还有结合预警信号发布规定，当时把短时强降水进行了明确的认定标准：其在一个小时之内发生的降水量如果其降水过程超过20mm即为短时强降水。
关键字：短时强降水；条件；特征。
引言：有关短时强降水的定义为在短时间内具有相对大的降水强度，其是一种天气现象，且降水量高出了某一衡量值。
这一天气过程的特点包括：历时短和雨强大以及局地性强。
因为大量的降水在相对短的时间内发生，严重影响了城市生活以及交通等问题，这也可能会造成泥石流或者洪涝等严重灾害。
一、关于短时强降水发生的条件及要素特征在有利的大尺度环流背景形势下，中小尺度系统的生成是短时强降水产生的原因。
分析还表明：低空西南气流的稳定维持利于降水过程持续，而高空气流的短波波动则造成降水强度的强弱波动变化；当高空气流由偏西风转为西南风，中低空西南气流和中高空西南气流同向叠加时，对流层中层西南急流建立并且向超低空传递，高空冷空气的加入和低层西南气流加强促使中小尺度系统生成，导致短时强降水。
1、大尺度环流形势以某日为例，副热带高压从东到西像一条丝带对江淮一直延伸到华南的大多数地区进行了有力控制，东北地区与黄淮地区两者相互作用出现的大陆高压，形成高压脊，此高压脊相对比较大，其脊线方位大致为115°E，脊后出现暖平流的情况，因为南部地区受到了控制，所以加强了之前本地温湿条件；有别的地区出现了西风槽加深向东偏离的情况，比如贝湖到新疆地区。
第二天高空低槽往东方向偏离，一直到内蒙的西部地区延伸到了华北西部地区以及河套一带，此高压脊的向北部分向东移动一直到海上方位，相对降低了副高强度，不过588线从东到西像丝带环流，其依然控制了长江流域及其向南方向的地区；700hPa西风槽前的西南气流相对比较强烈，槽前以及副高往西方向处出现了西南急流，但是该气流相对比较狭窄，在山东的南部地区出现了暖式切变线的情况，并且比较明显，在其向南方向出现了西南风急流，该急流大超过了12m/s，而江淮和以南地区处在将近有20℃的暖区范围内，受到切变线的影响，并且有受到的西南暖湿气流，导致出现切变线降水。
强对流天气特征及预报预警指标
强对流天气是指发生突然、天气剧烈、破坏力极大的对流性天气，通常包括雷阵雨、冰雹、龙卷风、短时强降水等。
以下是强对流天气的一些特征和预报预警指标：
1. 特征：
- 突发性：强对流天气往往发生突然，没有明显的前兆。
- 短暂性：强对流天气的持续时间一般较短，通常只有几分钟到几个小时。
- 强烈性：这类天气现象通常伴随着强烈的风力、降水或雷电等，可能会带来较大的破坏力。
- 局部性：强对流天气的影响范围通常较小，可能只局限在某个地区或局部区域。
2. 预报预警指标：
- 不稳定能量：当大气中存在较高的不稳定能量时，容易发生强对流天气。
- 垂直风切变：垂直风切变是指垂直方向上风速或风向的变化，它可以增强对流的发展。
- 水汽条件：充足的水汽供应是产生强降水的必要条件之一。
- 雷达回波：通过雷达观测，可以监测到强对流天气系统的发展和移动，以及其中的降水强度和风暴结构。
- 卫星云图：卫星云图可以提供大范围的云系分布和动态信息，帮助预报员识别可能发生强对流天气的区域。
- 数值预报模型：利用气象数值预报模型可以预测强对流天气的发生概率和强度。
对于强对流天气的预报和预警，气象部门会综合使用多种观测和预报手段，及时发布相关信息，以提醒公众采取适当的防范措施。
在遭遇强对流天气时，人们应尽量避免外出，远离危险区域，确保人身安全。
南疆短时强降水观点模型及环境参数分析起首，我们需要了解什么是短时强降水。
短时强降水是指在短时间内出现大雨、暴雨或大暴雨的状况。
对于南疆地区而言，这种天气现象相对较为罕见，但却影响着当地的农业、生活以及交通等多个方面。
因此，探究南疆短时强降水成为了一个具有重要意义的课题。
南疆地区的短时强降水具有以下特点：起首，其时间范围一般是在数小时内，相较于长时间的持续性降水，短时强降水更加剧烈。
其次，短时强降水往往伴随着大风、雷电等气象现象，给当地带来了极大的不便和恐吓。
再次，短时强降水造成的降水量可达到数十毫米或者更高，对于植物生长和土壤水分保持有乐观影响。
针对南疆地区的短时强降水现象，我们提出了一个观点模型，以便更好地诠释其产生机理。
该模型主要包括四个阶段：积云阶段、快速进步阶段、成熟阶段和减弱阶段。
起首，在积云阶段，太阳能的加热使得地面温度提高，形成上升气流，从而滋长了云团的形成。
其次，在快速进步阶段，上升气流的垂直运动加快，并伴随着云块的逐渐增大和云顶的提高。
然后，在成熟阶段，云块内形成暴雨云，降水最为集中。
最后，在减弱阶段，雨势逐渐减小，降水带逐渐向下游推移。
除了观点模型，我们还需要关注一些环境参数对南疆短时强降水的影响。
起首是大气辐射场的影响。
辐射场的垂直和水平分布特征，能够调整空气温度、湿度以及风速等因子，从而进一步影响云团的生成和进步。
其次是水汽输送通道的影响。
南疆地区是干旱少雨地区，水汽输送通道对于提供足够的水汽是分外重要的。
再次是地形条件的影响。
南疆地区地形复杂多样，山脉和盆地的分布会对降水带的形成和挪动具有显著影响。
综上所述，南疆地区的短时强降水是一个具有重要探究价值的气象现象。
通过观点模型的建立和环境参数的分析，我们可以更好地理解南疆短时强降水的形成机理和影响因素。
这将为南疆地区的防灾减灾工作、农业生产和交通运输等方面提供参考和支持。
同时，将来还需要进一步开展实地观测和数值模拟探究，以便更加全面地精通南疆短时强降水的规律和趋势，为当地的进步和生活提供更加准确的猜测和应对策略南疆地区位于中国西北，地处干旱气候区域，降水量较少。
