数值预报在寒潮.雷暴天气过程的诊断分析

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数值预报在寒潮 .雷暴天气过程的
诊断分析

李新芳马淑玲
（民航洛阳分院气象台洛阳市气象局

471000)

. 提要 :

.  2004年3月17—18日洛阳地区出现了一次强寒潮降温天气，同时伴随大风、浮尘、冰雹、雷暴等多种天气现象。出现如此复杂天气现象实属罕见。本文利用数值预报产品和天气图加以分析和诊断。

. 关键词：天气现象数值预报冰雹诊断

1概况

.  2004年3月11～16日洛阳连续升温，16日温度达到顶峰 14时最高温度达 26℃，其中 3月16日日平均气温达到 20.2℃，比同期偏高 12.4℃，相当于5月中旬的平均气温。16日夜里 20时冷空气大举南下侵入洛阳，当时洛阳吹起大风，阵风 16-17m/s，同时伴随扬沙、浮尘天气，能见度只有 1km。17日冷空气继续南下，当天平均温度降为
6.0℃,24小时降温幅度 14.2℃，并下起了雪、冰粒、小冰雹、冰针、霰。18日本地又出现强雷暴天气，雷声持续 1小时。此次天气过程降温幅度之大,出现天气现象之复杂是本地有气象记录以来没有过的，实属罕见。
2环流形势分析

.  2.1 500hPa
.  17日500hPa属于一槽一脊型，在乌拉尔以西高压脊发展强大，脊线呈南北向，以东48°N附近为跨度达 30（90—120°E）的横槽，槽线呈东北西南向，稳定少动，河南区域为槽前西南气流控制。这样的形势前者有利于引导冷空气南下，与后者引导的西南暖湿气流结合，在洛阳产生降温雨雪过程。
2.2中低层

17日700hPa、850hPa、925hPa上，在河套及其以西、以北有大片的强降温，降温幅度大于 10℃（表1）。 850hPa、925hPa图上洛阳处于东风和东北风辐合气流里，河套以西、以北有槽线和切变存在，由于中低层强降温，下降过程中的水汽过冷却，从而发生
了17日的雪、冰针、冰雹、霰等天气现象。

表２：１6～１7日高空温度变化表

层次 \温度  16日 17日  t=(t17-t16) 
700hPa- 5℃  -5℃  -10℃ 
850hPa- 16℃  -2℃  -18℃ 
925hPa- 15℃  -3℃  -18℃ 

2.3地面

. 在08时地面图上，15日在贝湖到贝湖以西冷空气堆积，16日冷中心到达乌兰巴托。冷空气前锋进入我国呼和浩特包头地区，冷锋急速南下，几乎每天南移十几个纬度，16日夜里 20时从东北大举南下侵入整个中原地区，大范围降温，洛阳狂风大起，阵风 17m/s,伴随扬沙、浮尘天气。
如图 1温度变化，可见 11～16日连续升温， 16日14时温度达到最高点 26℃，17日直线下降达最低点 4℃。如图 2气压变化，11～16日气压逐渐降低，16日达最低值 1005hPa,17日达最高值 1029hPa。正因为有非正常温度、气压起伏的变化，即高温、低压配制而引起
灾害性天气。

 

如图 1.温度变化，可见 11～16日连续升温， 16日14时温度达到最高点 26℃，17日直线下降达最低点 4℃。如图 2.气压变化，11～16日气压逐渐降低，16日达最低值 1005hPa,17日达最高值 1029hPa。正因为有非正常温度、气压起伏的变化，即高温、低压配制而引起
灾害性天气。

3物理量特征分析

. 如图 3、图4物理量散度场分析，3月18日洛阳地区低层处于辐合区内，850hPa洛阳地区散度值小于零。700hPa洛阳地区处于强的辐合中心，中心值为 -6×10-5S-1。由此可见，500hPa高层辐散（图略）， 700hPa、850hPa低层辐合 ,说明洛阳地区上空存在较大能量的潜在不稳定。为雷暴的发生提供了充分的条件。即雷暴的发生也是必然的。
.图3 3.18 850hPa散度分析

50oN
40

30

20

10

图4 3.18.700hPa散度场分析

50oN 40 30 20
10

4数值预报的应用和分析

.  4.1欧洲中心数值预报 (ECMWF)

.  4.1.1地面气压场

. 地面冷高压中心强度及其移动方向和等压线密集程度对寒潮的预报起很重要指导作用。16日ECMWF地面气压预报在贝湖有一高压中心数值 1040hPa，而洛阳处于低压区1012hPa,相差 28hPa，17、18日预报高压向东南移动，18日冷中心到达洛阳地区。预报和天气实况图一致。

4.1.2
500hPa形势
ECMWF在17、18日的 500hPa预报中，高
空是一槽一脊型，报出了乌拉尔山以西的高
脊逐渐发展强大，以东的横槽发展稳定少动，引导低层冷空气东南下非常有利，在河南地区为一致西南气流。因此，两种流场在我地区形成切变，结合低层辐合产生降水，又由于近中低层强降温，使低层水汽过冷却形成雪、冰雹等复杂天气现象

4.1.2
500hPa形势
ECMWF在17、18日的 500hPa预报中，高
空是一槽一脊型，报出了乌拉尔山以西的高
脊逐渐发展强大，以东的横槽发展稳定少动，引导低层冷空气东南下非常有利，在河南地区为一致西南气流。因此，两种流场在我地区形成切变，结合低层辐合产生降水，又由于近中低层强降温，使低层水汽过冷却形成雪、冰雹等复杂天气现象。

 

 

4.1.3 850hPa温度

ECMWF在16日24、48小时温度预告中，就报
出了 17～18日将有较强的降温，0℃等温线南移十
几个纬度，洛阳处于 -3℃左右，也和 17日08时
850hPa实况吻合。

.  4.2日本数值预报

. 日本传真图 JFSAS07在16日报出 17～19日洛阳地区三天有降水。 JFUFE503气压预告图报出 17日冷中心在包头以北附近，中心值 1040hPa，未来东南下。气压趋势预告图和 17～18日天气实况基本一致

５出现雷暴原因分析

. 3月18日下午 17时18分洛阳机场出现雷暴天气。实况当天地面温度最高为 7℃，高层较冷，近中低层在零度以下，850hPa为-3℃、925hPa为-3℃，如此冷的天气，出现雷暴，实属罕见。但仔细分析发现中低层 500hPa、850hPa、925hPa是冷区（表
2），而700hPa相对属于暖区，即上下冷、中间暖，存在一个潜在不稳定能量释放，从而引起对流天气产生。
表２：１７～１８日高空温度变化表

层次 \温度 17日 18日  t=t18-t17 
500hPa  -15℃  -16℃  -1℃ 
700hPa  -3℃  2 ℃  5℃ 
850hPa  -3℃  -3℃  0℃ 
925hPa  -3℃  -3℃  0℃ 

从18日14时地面天气图看，洛阳地区处于西南倒槽和冷高压中心交界处，即冷暖气流交界，辐合抬升引起不稳定 ,发生雷暴。可见即使环境温度低，只要有气流不稳定，就能引起对流雷暴，从此过程引起借鉴。总之，雷暴天气尺度小、时间短、速度快、不易发现，数值预报制作有很大困难，只有利用卫
星云图，雷达回波跟踪监测进行分析和诊

断。

6总结

.  ①欧洲中心和日本传真数值预报和实况基本一致，即数值预报产品将对我们的预报有强推动作用，尤其对大风、降水预报有一定参考价值。

.  ②强冷空气遇强暖下垫面会出现多种复杂灾害性天气现象。

.  ③横槽稳定少动是预报连续性降水的关键。

.  ④中低层强降温，风速辐合也会出现各种灾害天气。

.  ⑤数值预报模式预报雷暴有很大困难，利用卫星云图、雷达回波跟踪观测是最有力的手段。

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2005 .12