强对流天气分析与预报中的若干基本问题探究

余大勇 张刚 陈华敏

摘要：强对流天气危害程度大，影响范围广，伴随着各类自然灾害性天气，严重干扰了正常生活及农业生产作业，为尽可能削弱强对流天气的影响，应做好强对流天气分析与预报工作。基于此，本文首先从降水、不稳定性、天气分型3个方面讨论当前天气预报中的强对流天气相关问题，结合实际情况讨论强对流天气的分析预报策略，力图强化强对流天气研究，提高强对流天气的预报准确性，给人们正确指导，引导人们能够针对强对流天气情况提前做好预防。

关键词：强对流天气  天气预报  天气分析气象灾害

Some Basic Problems in Analysis and Forecast of Severe Convective Weather

YU DayongZHANG Gang CHEN Huamin

（Chongqing Kaizhou Meteorological Bureau， Chongqing，405400China）

Abstract：Severe convective weather has great harm and wide influence range. With all kinds of natural disastrous weather， it seriously interferes with normal life and agricultural production. In order to weaken the impact of severe convective weather as much as possible， we should do a good job in severe convective weather analysis and prediction. Based on this， firstly， the problems related to severe convective weather in current weather forecast are discussed from three aspects： precipitation， instability and weather classification. Combined with the actual situation， the analysis and forecast strategy of severe convective weather is discussed， trying to strengthen the research of severe convective weather， improve the forecast accuracy of severe convective weather and give people correct guidance， Guide people to prevent severe convective weather in advance.

Key Words：Severe convective weather;Weather forecast; Weather analysis; meteorological disaster

强对流天气一旦发生将出现剧烈的天气变化，破坏性较强，同时可引发各类自然灾害天气，如冰雹雷雨等，因此其始终为天气预报的重点内容。随着科技的进步，对于强对流天气的预测结果逐渐精准，在此形势下，应结合天气实际预测情况进行充分分析，继而精准得出强对流天气类型、程度、危害、走向等，力图给人们最為精确的强对流天气提醒。

1 强对流天气相关问题

1.1 降水相关问题

强对流天气发生后将在短时间内表现为雨量暴增，继而引发城市内涝、农业涝灾问题，给日常生活及农业生产带来不利影响。通过对强对流天气出现强降雨的原因进行分析，得出其主要是受冷空气入侵及湿度影响的结论。

1.1.1 冷空气相关问题

“冷空气侵入”的出现会引发天气变化，因此，在气象预报系统内，“冷空气侵入”始终为重点关注问题。为探究强对流天气与强降雨天气之间的联系，天气分析与预报相关人员总结了相对性理论，形成了思维定式，用于阐述“冷空气”与降雨之间的关系[1]。相较于“热空气”，人们普遍简单地将“冷空气”认为是低温空气，该认知并不合理，从科学角度来看，“冷空气”是指低于等压面水平温度的空气，由此可见，对“冷空气”定义的阐释应是相对性的，即根据温度梯度来决定的。结合上述分析可见，探究与阐述“冷空气”与降雨的关系时，不可过于强调绝对温度，降水现象发生并非意味着冷空气入侵，还可能是低层水汽受到水平辐合而强迫上升，使处于低层的水汽在强迫上升期间而到达相应的凝结高度，产生了凝结运动，继而引发了强对流天气。

1.1.2 湿度相关问题

单位空气体积内的水汽比例被称为湿度，借助物理学理论展开进一步阐述，空气内水汽遇冷凝结是引发降水的主要原因，若空气浮力低于水滴重量则会形成降雨天气[2]。空气内水汽含量、水汽凝结速度、持续时间是影响强对流天气降雨量的主要因素，夏季昼夜温差大相对较大，且温度较高，水分在此条件下逐渐蒸发，继而产生了水蒸气，并提高了温度，以此促进了强降水天气的形成。

1.2 不稳定性问题

结合气象学理论来看，大气环境及天气因素始终处于动态变化中，而“对流”则是产生在大气环境下的物理现象，当该物理现象发生时，伴随有冰雹、雷雨、大风等天气，但在天气分析预报中，“强对流天气”的阐述存在缺陷，仅将其简单概述为“能够引发自然灾害的天气”。分析与预报强对流天气时，应重点关注对流现象，从热力不稳定、动力不稳定角度，并强对流天气的不稳定性进行深入分析[3]。第一，热力不稳定。热力不稳定又被称为静力不稳定，该不稳定性现象主要受垂直分布、温度、湿度影响，气块垂直位移期间容易受到浮力干扰，在垂直与水平方向出现位移不匀的现象，继而容易引发热力不稳定。湿大气、干大气在不稳定关联度方面存在差异，而大部分热力不稳定所产生的影响具有随机性特征，且该不稳定态势始终存在，将持续化对强对流天气产生影响。第二，动力不稳定。该不稳定情况主要体现在惯性、对称性、重力内波、条件性四个方面，其中最常见形态为惯性不稳定，其受水平风切变、涡度等因素影响。在气象研究中，普遍将不稳定性研究重点放在对称性不稳定上，该不稳定现象变化复杂，是分析强对流天气的难点，在分析过程中，需从等熵面夹角、等角度面两个方面展开对称性不稳定分析，以此为基础方可顺利分析对称性不稳定现象。条件性不稳定需借助Richardson函数进行表达，通过函数转化得出最终结论[4]。A7614627-9AF0-4AF6-B860-901C9EA63E99

1.3 天气分型问题

天气分型是现阶段分析预报天气情况的主要因素，天气分型是指借助相似对比的形式展开天气的分析与预报工作。但从本质与过程角度来看，任何天气的形成过程均存在差异，并非全一致的。而强对流天气突发性较强，变化较大，因此强对流天气的天气分型不可单一化依靠经验进行判断分析，需注意衔接天气形成理论，综合考虑多种情况，尽可能提高强对流天气分析预报的准确性。在区域天气预报工作中，“前倾槽”现象出现时，则意味着有概率会出现强对流天气，该分析结论是根据中冷平层变化情况、垂直切换机制、热力不稳定性等多种因素得出的[5]。

2 强对流天气分析与预报策略

为全面分析与预报强对流天气，下文将从冰雹、雷雨、大风3个方面展开天气分析与预报讨论。

2.1 冰雹天气分析与预报

强对流天气出现后容易引发冰雹问题，空气内水蒸气受到低温影响而出现了凝结现象，使水蒸气以冰球或冰晶的形式下降，继而产生了冰雹天气。冰雹对农业生产作业具有严重不利影响，而强对流天气主要发生于夏季，夏季为农作物生产发育最为关键的阶段，若遭受冰雹且未提前应对，极易出现农作物减产、停产现象，因此，分析强对流天气时，必须着重预测冰雹灾害性天气的发生情况。冰雹对农业生产及日常出行的影响较大，为避免因强对流冰雹灾害性天气影响农业生产作业，需采用多元化方式提高强对流天气分析预报效果[6]。第一，在新时代背景下，需积极引入信息化技术，以GPS技术、网络系统、传感器、遥感技术为支撑，提高强对流天气分析预报自动化程度，补充完善天气预报系统的预测功能，借助先进技术提高灾害性天气的分析预测质量。第二，灵活运用逐步回归分析方法，通过方程预测的方式测算冰雹天气发生概率，以此提高冰雹天气预测科学性。第三，应用多元化预报指标、天气图表，在计算机网络技术帮助下处理天气因素数值及图像，充分分析实测数值与图像所蕴含的天气信息。

2.2 雷雨天气分析与预报

强对流天气出现时普遍伴随着雷雨天气，雷雨天气所影响的区域较广，且多与冰雹、强风等其他恶劣天气相伴出现，因此，必须引起重视。分析预报雷雨天气时，气象人员应凭借自身专业能力科学预测强对流天气，定期观测，综合对比图表信息及实测数据，以此精准把控天气变化实际情况。气象预测人员专业水平可直接影响天气分析与预报情况，为提高气象预测人员对自身工作的重视，可健全优化权责考核机制，激发气象人员主观能动性，使其积极采用先进专业的知识水平分析预报强对流天气。雷雨天气影响范围广，少则几千米，多则十几千米，若未能及时准确地预测雷雨天气，将有可能产生严重灾害。经分析预测发现雷雨天气后，应进一步判断雷雨天气的持续时间、雷电危害程度、雷电发展方向，并制订雷雨天气预防方案，在雷雨天气播报时传递给人民群众。若雷雨天气仅沿某方向发展，则记录单一方向的雷电走向即可，若雷电天气出现方向与结束方向存在差异，且存在108°以上夹角，则应详细分析预报雷电发展蔓延趋势，明确其发展路径，以此提高雷雨天气分析预报准确性，帮助人民群众提前预防[7]。

2.3强风天气分析与预报

强对流天气的主要表现之一为强风，且强风发生时多伴随着雷雨天气，强风风力可达7级以上。强对流天气具有蔓延快、破坏性强、速度快，且强风天气多见于夏季，将严重影响农业生產工作。强风天气的分析与预测可从以下几方面进行。（1）把控温度变化。为保障气象分析预报准确性，应做好中近地面的温度变化情况观察，了解强风蔓延趋势，气温变化作为强对流天气中最为关键的因素之一，可通过分析气温的变化情况预测天气情况。例如，强对流天气一旦发生，将会在短时间内出现气温骤降与骤升情况，随之出现剧烈强风，此时气象人员可实时监控气温情况，继而分析出强风天气的变化情况。相较于其他强对流灾害性天气，强风现象较易观测，结合区域范围内温度变化情况，即可相对准确地得出强风天气变化情况。例如，将800hPa作为气压范围标准进行天气预测时，注意观察P气压以上区域的冷平流情况，并分析地面区域的暖平流情况，以此从不同角度预测是否会发生强风天气。（2）加强对下垫面强迫作用的分析。在下垫面强迫作用下，午后气旋从海面到陆地，在此转移过程中将会出现强对流，夜晚则与之相反，气旋从陆地到海面，同样可发生强对流现象，因此，在分析预报强对流天气时，需重视下垫面强迫作用的分析工作。（3）把控高空急流特征。高空急流为引发强对流强风天气的原因之一，气象人员应扎实掌握高空急流动量特征，结合高空急流的动量情况，判断该动量是否可转移至下垫面，以该信息为支撑提高强对流天气预报的准确性。

3 结语

综上所述，强对流天气对正常生活及农业生产影响较大，必须重视强对流天气的分析预报情况，针对强对流天气的降水问题、不稳定性问题、天气分型问题进行应对。在强对流天气分析预报过程中，应根据常见的冰雹、雷雨、大风天气特征进行准确分析与预测，采用定量定性方式判断天气情况，并引入先进预测技术与方法，以此方可最大化地保障强对流天气分析预报准确性。

参考文献

[1]  范晓林.强对流天气的气象预报分析[J].农业灾害研究，2020，10（8）：38-39.

[2]  刘翔，梁琬璐，姚文静等.强对流天气监测预报预警技术分析[J].吉林农业，2019（5）：97.

[3]  丁小立.强对流天气分析与预报中的若干基本问题[J].农业与技术，2018，38（6）：241.

[4]  任奇才.基于气象保障信息网络分析研究强对流天气[D].长沙：国防科技大学，2018.

[5]  佚名.《强对流天气研究和预报技术》[J].气象，2019，45（8）：1188.

[6]  汪婉娥，陈文煌，林建煌.强对流天气下做好气象预报工作的思考与研究[J].黑龙江粮食，2021（5）：117-118.

[7]  范晓林.强对流天气的气象预报分析[J].农业灾害研究，2020，10（8）：38-39.A7614627-9AF0-4AF6-B860-901C9EA63E99