临夏地区对流天气过程环流分型

摘要 利用2005―2014年临夏地区永靖、东乡、广河、和政、康乐5个气象站雷暴观测资料，从10年的观测资料中，挑选出了213个雷暴记录。由于所选站点比较集中，一个站点发生雷暴就认为该地区有发生对流。根据雷暴发生个例，逐个查看2005―2014年5―9月MICAPS 8：00、20：00的500 hPa高度场，将对流天气过程进行划分，得到了临夏地区对流天气的主要环流形势为：槽后西北气流型、横槽型、槽过境型、低涡后部型。其中，最有利于临夏地区发生对流的天气型是槽后西北气流型或横槽型，其次是槽过境型。

关键词 对流天气过程；环流分型；甘肃临夏

中图分类号 P458 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2016）20-0230-03

Classification of Convection Processes With Circumfluence Types in Linxia Area

MA Xue-wen 1 SUN Yu-lian 2 WEI Bo-long 2 MA Xu-jie 2 YANG Zhen-xin 2

（1 Guanghe Meteorological Bureau in Gansu Province，Guanghe Gansu 731300； 2 Linxia Meteorological Bureau）

Abstract By using the data of 5 meteorological stations in Linxia area，including Yongjing，Dongxiang，Guanghe，Hezheng and Kangle，during 2005-2014，213 thunderstorms cases were selected. Because those 5 stations are relative nearly from each other，when thunderstorms occur at one station，it can be considered convection occurs in Linxia area. According to the 213 thunderstorm cases，the maps of MICAPS from May to September during 2005-2014 at 8：00 and 20：00 on 500 hPa height field were researched，and finally the weather type of convection occurred in Linxia area were concluded，which could be divided into 4 kinds，including northwest flow type，horizontal groove type，slot passage type and vortex type. The most advantage weather type of convection occurred in Linxia area was northwest flow type or horizontal groove type，followed by slot passage type.

Key words convection process；circulation type；Linxia Gansu

气象学中将在出现雷雨大风、冰雹并伴有短时间内强降水等情况的灾害天气定义为强对流天气，该天气一般是中小尺度的天气系统（水平尺度小于200 km），但该天气往往伴有雷暴、冰雹等，是一种短时间内天气急剧变化，并经常造成非常强的破坏的灾害性天气。由于该天气出现到消失一般只有几个小时，并且水平范围也非常小、破坏力强，因此对其如何预报，一直是国内外学者关注的热点。彭治班等[1]提出研究强对流天气，要综合运用各种参数，并不断引进新的参数，才能更加准确地预报。因此，陈 艳等[2]进一步研究发现对流有效位能有较好的指示作用，是对风暴强度指数、里查逊数的补充[3-4]。

自20世纪80年代开始我国对不同地区的雷暴发生特征和强对流天气过程等进行研究[5-8]，同时不同学者[9-12]探讨了我国雷暴、闪电气候及雷电灾情特征；但对流的发生具有突发性、局地性强、损失严重等特点，不仅给预报业务造成很大难度，也给预报服务造成了很大的压力。因此，使用新的环流分型分析强对流天气，可以较准确的进行对流天气成因和预报，降低强对流天气产生的自然灾害造成的损失。

本文利用2005―2014年临夏地区永靖、东乡、广河、和政、康乐5个气象站雷暴观测资料，首先从10年的观测资料中，挑选发生了雷暴的观测记录，进行分析，同时，查看MICAPS历史资料，从而对2005―2014年临夏地区对流天气过程进行环流分型，并给出了临夏地区对流发生的有利环境场特征和预报着眼点，对提高临夏地区的强对流天气预报有一定的理论指导。本文在写作过程中主要参考和引用纪晓玲等[13]的研究方法处理数据及查看MICAPS历史资料，对临夏地区对流天气过程进行了环流分型。

1 资料与方法

2005―2014年临夏地区永靖、东乡、广河、和政、康乐5个气象观测站逐日雷暴资料；2005―2014年MICAPS历史资料。在统计雷暴天气日数时，以气象日界为20：00（北京时，下同），如果某次雷暴跨越20：00，按2个雷暴日计算；当某日雷暴过程出现2次或2次以上时，按1个雷暴出现日计算。

据统计2005―2014年总共出现了213个雷暴日，从雷暴天气过程发生月份可见，对流高发期是6―8个月，并且大多发生在午后对流，发生较早的2例雷暴分别发生于2008年4月12日14：00、2009年4月13日14：00，发生较晚的2例雷暴分别发生在2007年11月8日14：00、2009年11月9日8：00，与其他月份比较发现，其对环流分型的贡献较小，故不考虑。

2 结果与分析

2.1 对流天气环流分型

逐个查看MICAPS历史资料中2005―2014年各个雷暴日8：00、20：00时500 hPa高度场，对2005―2014年213例雷暴天气8：00、20：00的500 hPa高度场图进行综合分析，总结得到临夏地区对流天气的主要环流形势为：槽后西北气流型、横槽型、槽过境型、低涡后部型。其中槽后西北气流型发生86次（占总发生次数的40.38%）、横槽型发生82次（占总发生次数的38.50%）、槽过境型发生35次（占总发生次数的16.43%）、低涡后部型发生10次（占总发生次数的4.69%）。将各型雷暴发生时典型的500 hPa环流形势列举如下。

图1为槽后西北气流型，该型对流发生时环流形势的主要特点是：中高纬度地区500 hPa一般为两槽一脊，巴尔喀什湖、贝加尔湖处于高压脊的控制之下，临夏地区处于500 hPa高空槽后强西北气流下，高空强西北气流使得高空逐渐变冷，致使槽进一步加深，这样反馈作用的结果使得高低空之间的温度差越来越大，大气越来越不稳定，达到一定程度便发生了对流天气。例如，2013年8月10日的对流就是在这样的环流形势下发生的，8：00临夏地区处于500 hPa高空槽后强西北气流下，并有-12 ℃闭合冷中心配合，使槽加深。查看MICAPS提供的物理量资料，可见700 hPa临夏地区相对湿度维持在50%～60%，处于零散度线附近。受槽后不断南下的冷空气的补充，该日出现了对流天气过程。

图2为横槽型，该型对流发生时环流形势的主要特点是：中高纬度地区500 hPa一般为两槽一脊，贝加尔湖处于高压脊的控制之下，临夏地区处于500 hPa横槽中，横槽内有冷空气南下，致使高空变冷，高低空温差进一步加大，从而发生对流过程。例如，2014年7月29日的对流就是在这种形势下发生的，20：00临夏地区处于500 hPa横槽中，横槽内有冷空气南下，致使高空变冷，查看MICAPS提供的物理量资料，可见700 hPa临夏地区相对湿度维持在40%～50%，处于弱散度控制区。横槽内冷空气不断补充南下，使得高低空温差进一步增大，进而发生对流天气。

图3为槽过境型，该型对流发生时环流形势的主要特点是：中高纬度地区500 hPa一般为两槽一脊，贝加尔湖处于高压脊的控制之下，临夏地区处于500 hPa槽线附近，由天气学原理有关知识可知槽前的上升气流有利于发生对流过程。例如，2012年5月20日的对流就是在这种形势下发生的，20：00临夏地区处于500 hPa槽前上升气流中，查看温度场的分布可见临夏地面处于高温控制下，700 hPa上临夏已经处于温度槽附近，低层暖高层冷的环境场有利于临夏地区发生强对流，进而查看MICAPS提供的物理量资料，可见700 hPa临夏地区相对湿度维持在60%～70%，处于弱的正散度控制区。槽前暖湿气流的不断上升致使临夏地区发生对流过程。

图4为低涡后部型，该环型对流发生时环流形势的主要特点是：中高纬度地区500 hPa一般为一槽两脊，贝加尔湖处于高压脊的控制之下，临夏地区处于500 hPa冷性低涡后部，冷性低涡在缓慢旋转过程中，引导冷空气南下影响临夏地区。例如，2007年6月24日的对流就是在这种形势下发生的，8：00临夏地区处于500 hPa冷性低涡后部，冷性低涡在缓慢旋转过程中，引导冷空气南下，使得高空变冷。查看MICAPS提供的物理量资料，可见700 hPa临夏地区相对湿度维持在50%～60%，处于零散度控制区。冷空气不断南下，临夏地区因此发生对流过程。

2.2 与对流有关的物理量

K指数是描述大气暖湿程度和稳定度的综合性指标。一般来说，K指数越大，大气层结越不稳定。经验表明，当K>35 ℃时，大气具有较高的潜能。查看2005―2014年各个雷暴日MICAPS资料中ki物理量即K指数，发现临夏地区发生对流的K指数范围为28～40 ℃，T850-T500≥20 ℃。

气象学中常用θse表示假相当位温，是一个综合考察湿度、温度、气压的物理量。对于干绝热、湿绝热、假绝热过程同一气块的θse值都保守不变。θse的这一特性常被用来鉴别气团，因气团移动中其θse值等于常数。查看各个雷暴日MICAPS资料中θse850和θse500，发现其差值在2～12之间。

为了判断方便，现定义槽强度指数（兰伯特投影下）：将槽形象地认为是一个角，当槽角度小于150°时，即有可能发生对流。图5是在所做对流统计中最浅的槽，当槽角比图5的槽还浅时，认为对流发生的可能性很小。

3 结论与讨论

通过对临夏地区对流天气过程发生月份的分析，可见对流高发期是6―8月。并且大多发生在午后对流，发生较早的2例雷暴分别发生在2008年4月12日14：00、2009年4月13日14：00，发生较晚的2例雷暴分别发生在2007年11月8日14：00、2009年11月9日8：00，将其与其他月份比较，可见其发生的概率很小，故可认为，冬季（12月至次年2月）临夏地区无对流天气过程发生。通过对临夏地区对流天气过程的几种主要环流型特点的分析发现，发生对流天气过程时，临夏地区往往处于500 hPa槽后西北气流或横槽中，700 hPa湿度基本维持在50%～70%；700 hPa以下临夏地区一般处于零散度线附近或弱的正散度区，一般不超过10。高层不断有西北气流扩散，低层不断有不稳定暖湿气流抬升时，容易形成强对流天气。因此，预报时可以从以下几点考虑：

（1）每年5―9月，中高纬度范围出现两槽一脊、一槽一脊，临夏地区处于槽后西北气流、横槽、槽线附近、冷性低涡后部等形势下时，中低层如果有暖湿不稳定能量和辐合抬升条件出现时，就要考虑是否有对流发生的可能性。

（2）如果已经出现有利于对流出现的环境场和环流型时，还要考虑各种物理量因子K指数、散度场等。以进一步判断是否能发生对流。

（3）在日常预报业务中，应该充分利用雷达、卫星等多元气象探测资料，结合雷暴天气不同预报方法进行比较，以提高预报的准确率。

（4）本文主要针对区域性对流天气过程及大尺度环流背景进行分析，但对流的发生是中小尺度系统的产物，局地性强，因此只是一理想的方法。

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