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）
详细摘要：
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 2004年 3月 11～17日洛阳持续一周高温天气，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。
关键词：天气现象数值预报冰雹诊断
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图上，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 1洛阳 16日、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地面图 1 11-18日温度变化图

图 2  11-18日气压变化
1005 1010 1015 1020 1025 1030 1035 11  12  13 14 15 16 17 18

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、气压的起伏变化，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。
50oN
22
2
1
-10
66
6
226
2
661010
10
66
6
40
1010
10
66
-6
1010
10
1414
14
6
-6
22
2
66-2
6
22
66
-6 226
662
30
-2
662 2-6
10 10
-10
2222
2 -26 6
66
-6
6
10 10
-10
22
66
-2
-6
10 10
-10
20
66
6
66
6
2
-2
10
90 100 110 120oE
图 3 3.18 850hPa散度分析
50oN
22
2
22
22-2
2
66
6
22
22
-2
662
66
6
6
40
2
6622
-6
2
-2
6601
-6
-10
66
-6
66
6
1010
10
22
2
22
22
66
6
22
22
-2
-2
30
22
66
2
-6
22
2
22
2
66
66
6
6
22
-2
20
66
6
10
90 100 110 120oE
图 4 3.18.700hPa散度场分析
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。

4.1.3
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。

Diagnostic Analysis of Cold Wave and Thunderstorm Weather Process in Numerical Forecasting
Li Xinfang Ma Shuling
(CAAC Meteorological observatory of Luoyang, Weather bureau of Luoyang 471000)
Abstract:
The area of Luoyang presented strong cold wave once and cooled the weather on March 17th , 004 -the 18th, Follow such many kinds of weather phenomenon as strong wind , floating dust , hail , thunderstorm ,etc. at the same time . It is really rare to present so complicated weather phenomenon. This text utilizes number value to predict the products and weather map are analysed and diagnosed .
key words :weather phenomena Numerical predication hailstone diagnose