浅析对流性天气的成因及其预报

摘要：对流性天气通常是一种局部灾害性天气。强对流天气则是一种典型的灾害性天气，对人类的生活生产造成较大危害。加强对流性天气的预报，预防对流性天气的突然袭击有十分重要的意义。本文试谈对流性天气的成因并对如何提高其预测预报水平作了浅析。

关键词：对流性天气；成因分析；预报预测

对流性天气主要指雷暴、飑、冰雹、龙卷等天气，一般具有范围小，发展快的特点。

对流性天气十分激烈，容易成灾。其影响范围较小，持续时间较短，所以通常是一种局部灾害性天气。但是有时也会发生大范围的强雷暴天气过程，其影响范围可达数十县到数省，持续时间可达一天左右。这些大范围的强雷暴会造成大范围的严重灾害。

对流性天气不仅对国民经济各部门影响很大，而且对军事活动的影响也很大。例如，由于积雨云中有强烈的扰动、结冰和放电现象，对飞行的安全威胁很大。因此即使是一般的雷雨天气也会对其造成危险。所以做好对流性天气的预报，预防对流性天气的突然袭击，对于防灾、抗灾、保障国民经济和国防建设都有十分重要的意义。

对流性天气一般具有突发性、明显的局地性和短时性等特点，致使预报难度加大。所以在预报工作中，除了应用天气图方法外，最好还要配合中尺度天气分析及雷达、卫星探测等方法。

天气图是目前气象部门分析和预报天气的一种重要工具。天气图是指填有各地同一时间气象要素的特制地图。在天气图底图上，填有各城市、测 站的位置以及主要的河流、湖泊、山脉等地理标志。气象科技人员根据天气分析原理和方法进行分析，从而揭示主要的天气系统，天气现象的分布特征和相互的关系。

接下来笔者以雷雨的预报为例浅述对流性天气预报。

雷雨属于一种强对流天气。以强对流运动为动力，形成的巨大积雨云所产生的天气，称为强对流天气，它包括雷电、雷暴大风、强雷雨、冰雹和龙卷风等。强雷暴是一种灾害性天气，雷电会引起雷击火险，大风刮倒房屋，拔起大树，果木蔬菜等农作物遭冰雹袭击后损失严重，甚至颗粒无收，有时局地暴雨还会引起山洪爆发、泥石流等地质灾害。

雷暴的发生发展与积雨云联系在一起，有很强的局地性和突发性，从雷暴云的出现到消失，其水平范围只有几公里或十几公里，在时间尺度上也仅有2-3小时，因此，这种中小尺度天气系统在预报上有一定的难度。

提高强对流天气的预报水平，首先要明白强对流天气的成因。

强对流其实是空气强烈的垂直运动而导致出的天气现象。强对流天气的发生主要受三个方面因素的影响：不稳定、水汽条件以及触发机制。触发机制有多种，如切变线、海风锋等，大地形也是强对流天气的触发机制之一，尤其在沿山地带不稳定气团受到地形的抬升很容易形成雷雨、冰雹、闪电等强对流天气。

各类强对流天气形成的物理过程是不完全相同的，这与下垫面的动力和热力作用的影响有很大的关系。强对流天气是以大尺度天气系统为背景，大尺度天气系统影响或决定着中小尺度天气系统的生成、发展和移动过程。

以夏季午后的强对流天气为例，它是这样形成的：白天地面不断吸收太阳发出的短波辐射，温度上升，并且放出长波辐射加热大气。当近地面的空气从地球表面接受到足够的热量，就会膨胀，密度减小，这时大气处于不稳定的状态。这就像水缸里的油和水一样，当密度较小的油处于水缸底部，而水处于上部时，一定会产生强烈的上升运动，最终油会浮到水面上。同理，近地面较热的空气在浮力作用下上升，并形成一个上升的湿热空气流。当上升到一定高度时，由于气温下降，空气中包含的水蒸气就会凝结成水滴。当水滴下降时，又被更强烈的上升气流携升，如此反复不断，小水点开始积集成大水滴，直至高空气流无力支持其重量，最后下降成雨。

其次，要对强对流天气的产生和移动作好预测预报。据气象专家介绍，目前，强对流天气的预报目前仍是世界性难题。一般只能提前3至6个小时，才能发现强对流天气的行踪。在预测时，可利用气象雷达监测，加强气象台、站联防来预报强对流天气的发生，监视它的活动，还可利用地球同步卫星连续拍摄的云图照片，对强对流天气发生、发展、移动及消亡进行探索、追踪，配合天气形势图分析，有助于判断强对流天气出现地区的预测预报，从而可提高强对流天气的预报水平；及时预报信息，以便在强对流天气出现以前采取必要的防御措施。

再次，要加强对强对流天气系统的理论研究工作。如加强对强对流天气成因的机理研究，加密监测强对流天气网点，更新监测手段；建立防灾减灾计算机指挥系统，尽快应用于抗灾救灾工作，提高应变能力，对影响本地区的强对流天气灾害进行系统整理，并建立强对流天气数据库和灾情库，及时为领导决策和采取措施提供准确的灾情资料。

2012年早春，河南出现了一次伴有多种天气现象的高架雷暴。通过利用常规观测、新一代天气雷达、雷电定位监测和1°×1°NCEP分析资料建立了高架雷暴天气的流型配置模型，对此次高架雷暴成因进行天气学分析，结果表明：

（1）本次高架雷暴发生在中纬度暖性低槽发展东移的环流形势下，边界层顶以上近中性条件不稳定性层结（偏向于很弱的条件不稳定）在高空槽前正涡度平流和低层暖湿平流的强迫作用下，使得700 hPa以上出现较大范围的较强上升运动，地面冷高压后部偏东气流对高架对流的产生具有冷垫作用。

（2）出现高架雷暴的大气低层存在较强的逆温层，700 hPa暖温度脊前的西南暖湿低空急流为高架雷暴的产生提供了充足的水汽和能量，并使低层逆温层顶以上出现弱条件不稳定层结和较高的露点，两者结合导致弱的最不稳定对流有效位能MUCAPE，其值在10～50 J・kg～（-1）之间，高架对流是由逆温层顶附近及其以上的暖湿气块被抬升而造成的，对应1.0～3.0 m・s～（-1）的雷暴内最大上升气流。

（3）此次高架雷暴发生在强斜压环境中，有较强的动力不稳定，中低层0～6 km和0～3 km垂直风切变值分别为（3.0～3.7）×10～（-3）和（5.0～5.3）×10～（-3）s～（-1）。

（4）本次过程-10℃、-20℃层高度分别在5、6.5 km，弱对流云顶高度多在6～8 km或以上，超过了冻结层高度，易导致雷电发生。

（5）从流型配置模型看，高空暖性低槽、中高层强烈发展的温度脊、700 hPa强西南暖湿低空急流和边界层冷中心、冷温度槽、地面冷高压等是值得关注的影响系统，当这些天气系统有利配置时，应注意低层逆温层、中层弱条件不稳定层结的建立以及高架雷暴发生的可能性。

通过对本次雷暴天气建立流型配置模型并分析，为此后类似天气的预报积累了丰富的经验。

总之，面对强对流这样一种灾害性天气，加强对其的预报预测并提高防范能力是减少其对人类危害的有效措施。了解成因，加强防范；分析成因，积累经验，强对流天气对人类的危害一定会被降到最低。

参考文献：

[1]张一平，俞小鼎，孙景兰，梁俊平，吕林宜.河南一次高架雷暴天气成因分析.气象.2014.01期

[2]黄奕铭.支持向量机在雷雨天气预报中的应用.广东气象.2006.01

[3]倪惠，王宁，张智勇.吉林省大范围雷暴天气形势分析及物理量特征.吉林气象.2008.04.

[4]强对流天气的成因及其类型.中国气象报.2012.04.19日