论文部分内容阅读
摘要:随着社会进步与经济发展,天气预报技术及设备推陈出新。但预报精度始终是评定效果的重要指标。为了研究雷暴与强对流临近天气预报技术。从雷暴的加强及消散作用入手进行了技术分类,并结合笔者西藏多年气象工作经验科学提出了强化雷暴与强对流临近天气预报技术的有效措施,为气象工作同行提供建设性意见。
关键词:雷暴;强对流;天气预报;精度
1引言
随着社会的进步与经济的发展,人类从20世纪80年代初开始研究并运用临近天气预报技术,随后将其纳入常规天气预报技术范畴并制定相应规范。强对流天气是一个及其复杂的物理变化过程,其对人类正常生产生活影响巨大[1]。强对流天气的发生会依据空间距离直接/间接的影响事件点周边一定范围内的压、风、温、湿等稳定场的垂直梯度、水平梯度变化,并随着风暴的发展与环境大气成相对作用,加强或减弱原风暴强度的变化。掌握雷暴生成、运移、加强或减弱的规律对气象人员十分重要。
2雷暴的加强及消散
雷暴是指一部分带有电离子的云层与另一部分带异种电荷的云层接触,或者是带电离子的云层对大地间迅猛地放电。雷暴的加强及消散存在规律性。
通常复杂加强型雷暴的存在会具备五个必然要素:①2个及以上多个雷暴在恒定环境湿热下形成互助复合型叠加,最终生成雷暴。②有利的大气层辐合线形成与加强会促进强雷暴的产生。③雷暴与出流边界成相互相连的紧贴态势,最终导致少数雷暴发生强度持续升高的正比性态势,而大多数雷暴强度又不随着时间推移而减弱。④积云的干扰以至于原出流边界发生变化,最终导致强雷暴[2]。⑤联系雷暴的低层辐合强度较大也会促使雷暴变强。
雷暴的消散通常有三个必然要素:①若雷暴与出流边界相对距离增加,且缓慢加大,则会发生暖湿气流供应逐渐减弱至完全切断。②雷暴移动到一个较稳定的区域里,消除对流的有效位能,自然雷暴也随之消散。③雷暴的尺度减小、强度变弱,且雷暴周围不存在辐合线时也有利于雷暴的消散。
3雷暴与强对流临近天气预报技术分类
当前,在空天探测领域,我国已经完成了风云系列、北斗系列卫星的部署。能进行全天候,全时段的大气实时监控并获取大量相关数据。在计算机技术领域,我国已建成以银河为代表的第5代超级计算机系统,对天文数据计算及天气预报技术有着重要帮助。雷暴作为强对流天气的一种通常是由卫星云图及其相应数据的收集与技术预测进行的。目前在雷暴与强對流临近天气预报技术方面发展显著,特别是依靠空天探测技术成效明显[4]。要预报雷暴长时间以后的位置,可进行自动客观外推,具体技术见表1。
4强化雷暴与强对流临近天气预报技术的有效措施
随着计算机技术的发展,雷暴与强对流临近天气预报技术已经进入全自动数字化时代。当前我国气象部门已经建成有全自动气象信息综合分析处理系统3.0版,在技术装备上有了显著提高,但在相关技术上还需进行加强改进,根据笔者见解,现归纳如下:
4.1精准分析雷暴与临近天气尺度
气象信息的获取和一手数据的收集与气象预报员息息相关,气象预报员的业务水平要在工作实践中不断强化,在尺度系统的空间构造、结构组成以及演变过程等业务水平上不断加强与提高。并将地面、高空的数值产品作为基础,在完善中尺度气象地面、高空综合分析技术的基础上,对于重要区域、时间段借助快速分析气象资料业务产品,结合丰富的实践经验,研发出新型的天气预报技术。
4.2促进强对流临近天气预报预测精度
SWAN 系统技术的大规模普及与运用对天气预报精度的提高有着跨时代的意义,所以基层气象预报员应基于此平台科学分析高分辨率的快速分析预报产品,充分运用多源数据以热力特征、发展动力及物理参数等为基础去客观诊断雷暴与强对流临近天气预报技术,并且结合自身经验对类别、季节、区域的雷暴与强对流临近天气特点(物理量、概念模型)及时进行总结,最终运用概率计算的手段进行科学地分析和预报,综合提高雷暴与强对流临近天气预报精度。
4.3稳步推进雷暴与强对流临近天气预报的检验业务
针对雷暴与强对流临近大气的预警信号制定出相应的检验规范,并开展检验预警信号的专业业务。针对雷暴与强对流大气制定出短时预报评分技术,并开展相应的检验工作。对强对流大气的检验过程进行测试,实现定量化评估,促进并提高气象员预报能力的水平,争取利用网络资料落实预报评分环节,从而促进概率预报业务的评分技术取得较快发展,最终稳步推进检验业务的发展。
5结语
在我国,相关技术的运用和发展还处于有待完善的阶段,对于设备性能的提升和基础理论的突破仍需要气象工作者不断摸索。据笔者经验,得出如下条目化结论:
1、从长远来说,临近预报系统应该建立在风暴尺度数值预报模式的集合预报基础上,采用适当的初值产生方法、模式不确定性处理方法和合适的数据同步技术。
2、应该加强对边界层辐合线和地形对雷暴生成、发展和消散作用的大量个例的研究与汇总,在经验中总结并找出规律,不断提高精确度。
3、不断加强对基层气象人员的技术培训,运用现有技术手段,尝试使用风云-2D/2E气象卫星提供的30min/张频次卫星云图资料协助判断雷暴的生成和发展,并借助计算机验证预报精确性。
参考文献:
[1]俞小鼎, 周小刚, 王秀明. 雷暴与强对流临近天气预报技术进展[J]. 气象学报, 2012, 70(3):311-337.
[2]唐文苑, 周庆亮, 刘鑫华,等. 国家级强对流天气分类预报检验分析[J]. 气象, 2017, 43(1):67-76.
[3]谌 芸, 郑永光, 林隐静,等. 强对流天气新业务及其支撑技术[J]. 天气预报, 2012, 4(6):7-13.
[4]王艳兰. 桂林市局地强对流雷暴天气成因分析[C]// 防雷减灾论坛. 2014.
关键词:雷暴;强对流;天气预报;精度
1引言
随着社会的进步与经济的发展,人类从20世纪80年代初开始研究并运用临近天气预报技术,随后将其纳入常规天气预报技术范畴并制定相应规范。强对流天气是一个及其复杂的物理变化过程,其对人类正常生产生活影响巨大[1]。强对流天气的发生会依据空间距离直接/间接的影响事件点周边一定范围内的压、风、温、湿等稳定场的垂直梯度、水平梯度变化,并随着风暴的发展与环境大气成相对作用,加强或减弱原风暴强度的变化。掌握雷暴生成、运移、加强或减弱的规律对气象人员十分重要。
2雷暴的加强及消散
雷暴是指一部分带有电离子的云层与另一部分带异种电荷的云层接触,或者是带电离子的云层对大地间迅猛地放电。雷暴的加强及消散存在规律性。
通常复杂加强型雷暴的存在会具备五个必然要素:①2个及以上多个雷暴在恒定环境湿热下形成互助复合型叠加,最终生成雷暴。②有利的大气层辐合线形成与加强会促进强雷暴的产生。③雷暴与出流边界成相互相连的紧贴态势,最终导致少数雷暴发生强度持续升高的正比性态势,而大多数雷暴强度又不随着时间推移而减弱。④积云的干扰以至于原出流边界发生变化,最终导致强雷暴[2]。⑤联系雷暴的低层辐合强度较大也会促使雷暴变强。
雷暴的消散通常有三个必然要素:①若雷暴与出流边界相对距离增加,且缓慢加大,则会发生暖湿气流供应逐渐减弱至完全切断。②雷暴移动到一个较稳定的区域里,消除对流的有效位能,自然雷暴也随之消散。③雷暴的尺度减小、强度变弱,且雷暴周围不存在辐合线时也有利于雷暴的消散。
3雷暴与强对流临近天气预报技术分类
当前,在空天探测领域,我国已经完成了风云系列、北斗系列卫星的部署。能进行全天候,全时段的大气实时监控并获取大量相关数据。在计算机技术领域,我国已建成以银河为代表的第5代超级计算机系统,对天文数据计算及天气预报技术有着重要帮助。雷暴作为强对流天气的一种通常是由卫星云图及其相应数据的收集与技术预测进行的。目前在雷暴与强對流临近天气预报技术方面发展显著,特别是依靠空天探测技术成效明显[4]。要预报雷暴长时间以后的位置,可进行自动客观外推,具体技术见表1。
4强化雷暴与强对流临近天气预报技术的有效措施
随着计算机技术的发展,雷暴与强对流临近天气预报技术已经进入全自动数字化时代。当前我国气象部门已经建成有全自动气象信息综合分析处理系统3.0版,在技术装备上有了显著提高,但在相关技术上还需进行加强改进,根据笔者见解,现归纳如下:
4.1精准分析雷暴与临近天气尺度
气象信息的获取和一手数据的收集与气象预报员息息相关,气象预报员的业务水平要在工作实践中不断强化,在尺度系统的空间构造、结构组成以及演变过程等业务水平上不断加强与提高。并将地面、高空的数值产品作为基础,在完善中尺度气象地面、高空综合分析技术的基础上,对于重要区域、时间段借助快速分析气象资料业务产品,结合丰富的实践经验,研发出新型的天气预报技术。
4.2促进强对流临近天气预报预测精度
SWAN 系统技术的大规模普及与运用对天气预报精度的提高有着跨时代的意义,所以基层气象预报员应基于此平台科学分析高分辨率的快速分析预报产品,充分运用多源数据以热力特征、发展动力及物理参数等为基础去客观诊断雷暴与强对流临近天气预报技术,并且结合自身经验对类别、季节、区域的雷暴与强对流临近天气特点(物理量、概念模型)及时进行总结,最终运用概率计算的手段进行科学地分析和预报,综合提高雷暴与强对流临近天气预报精度。
4.3稳步推进雷暴与强对流临近天气预报的检验业务
针对雷暴与强对流临近大气的预警信号制定出相应的检验规范,并开展检验预警信号的专业业务。针对雷暴与强对流大气制定出短时预报评分技术,并开展相应的检验工作。对强对流大气的检验过程进行测试,实现定量化评估,促进并提高气象员预报能力的水平,争取利用网络资料落实预报评分环节,从而促进概率预报业务的评分技术取得较快发展,最终稳步推进检验业务的发展。
5结语
在我国,相关技术的运用和发展还处于有待完善的阶段,对于设备性能的提升和基础理论的突破仍需要气象工作者不断摸索。据笔者经验,得出如下条目化结论:
1、从长远来说,临近预报系统应该建立在风暴尺度数值预报模式的集合预报基础上,采用适当的初值产生方法、模式不确定性处理方法和合适的数据同步技术。
2、应该加强对边界层辐合线和地形对雷暴生成、发展和消散作用的大量个例的研究与汇总,在经验中总结并找出规律,不断提高精确度。
3、不断加强对基层气象人员的技术培训,运用现有技术手段,尝试使用风云-2D/2E气象卫星提供的30min/张频次卫星云图资料协助判断雷暴的生成和发展,并借助计算机验证预报精确性。
参考文献:
[1]俞小鼎, 周小刚, 王秀明. 雷暴与强对流临近天气预报技术进展[J]. 气象学报, 2012, 70(3):311-337.
[2]唐文苑, 周庆亮, 刘鑫华,等. 国家级强对流天气分类预报检验分析[J]. 气象, 2017, 43(1):67-76.
[3]谌 芸, 郑永光, 林隐静,等. 强对流天气新业务及其支撑技术[J]. 天气预报, 2012, 4(6):7-13.
[4]王艳兰. 桂林市局地强对流雷暴天气成因分析[C]// 防雷减灾论坛. 2014.