基于风场信息的强对流天气预报分析

张锦程

摘 要 准确的天气预报分析，可以帮助人们合理地安排第二天的行程，同时对一些严重且具有危害性的天气进行预测，可以有效的起到防范自然灾害的作用。而现在的天气预报分析系统，几乎都是建立在风场信息数据的基础上，并且它对各种强对流天气探测的准确度是极高的。尤其是强对流天气所带来的暴雨，雷暴，大风，龙卷风，冰雹等都能通过风场信息数据进行分析与预报，人们通过准确的天气预报对各种自然灾害采取相应的预防方式，可以极大地减少了强对流天气给人们带来的经济损失。因此分析与研究风场信息数据，对预防强对流天气有着重要的意义。

关键词 风场信息；强对流；天气预报；分析

我国是世界上自然灾害频发的国家之一，且以暴雨居多，因暴雨影响而导致的各种洪涝灾害，也是我国现在所面临的主要环境问题之一。具我国有关部门的专业统计数据显示，我国每年因为各种洪涝灾害，而导致的人员伤亡情况达到数千人之多。并且在强对流天气的影响下我国的农业生产，水利水电，交通运输，电力输送，建筑施工都会受到相应的影响。同时，在暴雨的影响下，会产生温度变化，从而引发冰雹，冰雹灾害会造成我国每年几十亿元的经济损失。所以提高强对流天气预报的准确分析，不仅可以对各种因天气影响而产生的自然灾害进行防范，同时还能减少各种经济损失，并提高人身的安全保障。因此研究风场信息，尤其是风场垂直切变信号，对强对流天气的预报与识别有着重要的意义。

1 强对流天气风场特征——对流风暴

强对流天气往往会伴随着对流风暴产生，并且对流风暴的产生是强对流天气风场的特征，因此及时掌握对流风暴的产生与发展，是进行强对流天气预报的关键因素。对流风暴的形成原因，主要是由一个或者多个对流单体所组成的，并且还能将其具体的分为普通单体以及超级单体两种。

1.1 对流单体的发展过程

对流风暴的发展过程，主要是对流单体的发展过程，在对流单体进行垂直运动的过程中，就会引发对流的产生。当对流单体周围的环境有了不同变化后，那么就会直接影响着对流单体的发展，它会随着环境的温度变化，移动速度等因素，决定着对流单体的发展强弱。积云中的对流单体垂直速度在逐渐进行发展的过程中，就可以通过多普勒天气雷达系统进行准确的天气分析与预报。当对流单体从塔状积云阶段，逐渐地转变为成熟阶段和消亡阶段的过程中，多普勒天气雷达系统就会根据回波的轻度，以及径向速度对其进行分析与预测。而对流单体的生命史仅存在25-45min，并且一场对流风暴的形成，会包含数个对流单体，并且在对流单体发展的过程中，对流单体会不停地向外扩展冷性气流，最终在环境的影响下，对流风暴会维持数小时。

1.2 影响对流风暴发展的因素

在对流风暴的发展过程中，要及时掌握影响强对流天气形成的因素，这样就能及时准确地对强对流天气进行分析与预报，并且还能提高对强对流天气的预报时间与效率。而影响强对流天气中对流风暴发展的关键因素主要包括：环境中的热力不稳定，垂直风切变大小，风暴云内的水汽含量等三方面。热力的不稳定就会直接影响对流风暴的发展类型，而垂直风切变会影响对流发展的强弱程度，风暴云内的水汽含量，会导致冰雹的形成。但低层水汽含量过大，对流云发展早期，就会有大量水汽凝结，阻碍上升气流发展。这也是热带地区多对流性暴雨却少降雹的原因。

2 强对流天气分析预测——风速矢端图

在分析预测强对流天气发展的过程中，垂直风切变矢量的大小对其有着直接地影响，因此对垂直风切变矢量进行及时的反应与掌握，就可以增加对强对流天气的发展预测，从而提高强对流天气预报的效率。风速矢端图是由各层的切变风矢量组成的，风速矢端图可以通过表现同一个地理位置的风向，风速随高度变化及风的垂直切变的关系，然后确定强对流天气发展情况与预期时间。

风速矢端图的形状与对流风暴强度的发展有着很大的关系，当垂直风切变相对较弱时，风速矢端图会呈现弱气流和无组织的垂直风廓线特点，在热力不稳定的环境中，垂直风切变加强会直接影响对流风暴的强度，延长对流风暴时间，利于多单体风暴、咫线和超级单体风暴的发展。所以对流层的风切变是强对流天气产生的主要原因，而风速矢端图的曲率值能准确地将对流天气进行准确的分析与预测。

3 强对流天气分析预测——螺旋度

螺旋度是表示流体旋转同时沿着旋转方向运动的，具有动力特性的一个物理量。其最早应用在研究流体力学中，但随着相关学者对螺旋度的研究，并取得了一定的研究成果后，部分气象学家也将螺旋度应用到了天气的预测研究中。经过大量数值实验与分析，明确了垂直螺旋度能反映出与天气现象密切相关的物理量配合情况。并且在强对流天气中螺旋度还能及时地反映出对流云层中的维持情况，发展情况以及对流云层的波动程度。因此螺旋度在当今的强对流天气预报分析中，有着较为重要的应用价值，并且随着气象学家对螺旋度的不断研究，以及在强对流天气预测的使用与完善，使螺旋度已经逐渐地成为了当下天气预报分析的重要物理量。

4 强对流天气的识别预报

在对强对流天气进行识别与預报的过程中，需要以多普勒雷达系统的基础数据文件为基本，然后再应用风场信息的文件以及风速失端图，螺旋度进行实际天气数据的对比，然后绘制成成天气雨量曲线以及风暴螺旋度曲线，最后在对其进行气象分析，最终达到对强对流天气预报的作用。

在进行强对流天气预报的分析过程中，我们首先要建立起风场信息文件，并且根据风速失端图以及螺旋度曲线图，总结出相应的天气变化规律，并结合当地的实际降雨数据，进行实际的天气雨量曲线图的设计，为强对流天气预报分析，提供准确的信息数据支持，最终得到准确的天气预报分析数据。

参考文献

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