大氣探測資料在中尺度暴雨中的分析和應用

余劍坷

[摘 要]：近年來，隨著我國科學技術的發展和進步，暴雨的頻繁降落，中尺度氣象研究成為了中國氣象研究的一個重要的課題，隨著科技的不斷發展和高科技產品的出現，使得人們在獲取大氣資料的過程中使用的手段和方法越來越多，人們獲得的有關大氣探測的資料也越來越精確，這為中尺度天氣的研究提供更多更準確的資料。本文就從大氣探測資料在中尺度暴雨天氣下的分析和應用進行系統的概述。

[關鍵詞]：中尺度暴雨 大氣探測 探測資料 分析和應用

中國是一個暴雨天氣相對較多的國家，由于暴雨天氣所造成的洪水災難也是時有發生的，并且受災的范圍和程度都比較的嚴重，這使得對中尺度暴雨進行研究成為了必修的課題。隨著計算機的普及利用和人們制造力的提高，空間探測技術和遙感探測技術的發展和使用，標志著在空間的探測取得了令人矚目的成績。在這些高科技技術的幫助下，人們對氣象情況進行了更加深入的研究，對中尺度天氣的研究也越來越呈現系統化的趨勢。本文將針對大氣探測技術發展背景下的大氣探測資料在中尺度天氣中的應用問題進行一定的分析和探討。

一、大氣探測技術的發展趨勢概括

大氣探測技術是大氣科學研究的一個重要的內容，是氣象業務的最基本的組成部分，同時也是大氣服務發展的一個基本的環節。大氣探測技術的水平一定程度上促進著大氣探測的準確度。隨著科學的發展，大氣探測科學也取得了一定的發展，其中重要的原因就是觀測系統的建立和大氣探測技術的提高應用

在上世紀，大氣探測科學取得了很快的發展，其中的重要原因就是重視觀測系統的建設和新的大氣探測技術的應用。縱觀當前國際上的幾大大氣探測的研究計劃可以看出都是將探測的工具和觀測系統的建立放在發展的首要地位的。并且在探測技術的層面積極的進行新技術的發展和嘗試，比如近年來比較新興的空間遙感探測技術以及GPS技術等等。

在這種國際化的大氣探測的發展下，我們可以將大氣探測技術發展的趨勢進行系統的概括：

1、大氣探測技術呈現綜合探測方向發展，在現代的大氣探測中就出現了地基和空基的綜合，在觀測手法上出現了常規和非常規的綜合，多種觀測方法和先進觀測手段的綜合，使得觀測效果更加的精確。

2、大氣探測技術呈現系統化的發展趨勢，隨著綜合觀測方法的使用和高科技的觀測工具的發展，觀測工具和方法也在不斷的更新，大氣探測中無論實在信息的采集還是處理上都出現了網絡化系統化的發展趨勢。

3、大氣探測呈現自動化發展的趨勢。現在在氣象探測中很多的自動化設備在不斷的引進和使用，如遙感衛星技術的使用等，很多的遙感設備在大氣探測中的使用，一定程度上是的觀測更加的便利和精確。

4、大氣探測的結果更加的精確。隨著觀測工具和觀測手法的進步和發展，大氣探測自動化的發展，使的大氣探測的結果更加的精確。

二、中尺度天氣以及大氣探測資料在中尺度暴雨中的應用

1、中尺度天氣系統的特征概述

中尺度譜段是大氣中各尺度系統時、空規模的數量等級中的一段，研究水平空間尺度100km～103km量級、時間尺度103s～105s量級的大氣現象。考慮到不同規模的中尺度系統有相異的特征，在中尺度譜段中再分為三類，即中α尺度（102 km～103km，1天～5天）、中β尺度（101km～102km，3小時～1天）和中γ尺度（100km～101km，1小時），它們分別和颶風、颮線、雷暴單體等中尺度天氣系統相對應。

中尺度的天氣系統在很多的特征上與大尺度天氣的氣象系統存在著很多的不同，總體來說，主要可以概括為以下幾個基本的特征：

1）、水平尺度小、生命期短

中尺度天氣系統的水平空間尺度為100～103km量級，強烈對流性中尺度天氣系統的水平尺度更小，只有101～102km量級，垂直尺度為10km左右；其生命期大多為幾小時至1天以內，而大尺度系統的水平尺度一般在103km量級以上，生命期常達1天至幾天。

2）、氣象要素梯度大，天氣強烈

氣象要素梯度大，是中尺度天氣系統區別于大尺度系統的顯著特征之一。例如，在颮線中尺度系統區，氣壓梯度達1～3hPa/km，溫度梯度達5℃/10km；颶線過境，氣壓涌升1hPa/1～2min，溫度驟降1℃/1min，而在大尺度天氣系統中，氣象要素梯度小得多，要素隨時間變化也小得多。

同這種大的氣象要素梯度相聯系，中尺度系統所伴隨的天氣通常較強烈，常帶來大風、暴雨、冰雹，甚至出現龍卷風等猛烈致災天氣，且具有突發性和急劇變化的特征。而大尺度所伴隨的天氣則弱得多，且較持續，變化也較緩慢。

3）、非地轉平衡和非靜力平衡

大尺度運動是準地轉的，在大尺度系統中，空氣運動近于維持地轉風平衡或梯度風平衡。而在中尺度系統中，加速度同地轉偏向力和氣壓梯度力具有相同的數量級，對空氣運動有同等的重要性，因而運動是非地轉的，在中尺度系統中可看到風向和等壓線相垂直的特征。

在垂直方向，大尺度運動是準靜力平衡的，較大的中尺度系統也具有準靜力平衡特性，但在強風暴類的對流性中尺度系統中，空氣運動是非靜力的，浮力可以使氣塊產生較強的垂直加速度，導致猛烈天氣生成。

2、中尺度天氣以及大氣探測資料在中尺度暴雨中的應用

當前我國對中尺度氣象學的研究中大氣的探測資料取得了很大的成就，但是在中尺度暴雨中的應用又是其中一個比較復雜的問題，這就需要我們充分的認識到中尺度天氣以及大氣探測資料在中尺度暴雨中的應用，從而來推動我國中尺度暴雨的研究。

1）大氣探測方法的改進和發展為中尺度天氣的研究提供更加精確的數據支持。隨著科技的發展和人們制造技術的提高，在大氣探測中采用新的方法和工具進行探測，比如微波折射率儀探測、利用天氣雷達探測儀探測、利用無線電掩星探測等高科技的探測工具，為中尺度天氣提供更加先進的探測資料，推動中尺度天氣的研究。

2）中尺度暴雨的探測在中尺度的研究中占據了重要的位置。由于受我國自然天氣的影響，暴雨天氣比較的頻繁，在我國夏天氣象災害主要是暴雨，在暴雨的氣象資料的分析和研究上，我國可以借助先進的氣象觀測手段獲取更加準確的資料，這些資料對于中尺度暴雨的研究會有很大的推動作用；

3）氣象資料的研究方法對中尺度氣象的研究會起到了極大的推動作用。在對氣象資料進行研究的過程中，雖然新的工具能夠幫助獲得更多的資料，但是研究的方法是進行研究的基礎，所以氣象資料的研究方法對中尺度氣象的研究會起到了極大的推動作用

參考文獻：

[1]施永年.中尺度氣象數值模式[J].計算物理，1992

[2]丁一匯.暴雨和中尺度氣象學問題[J].氣象學報，1994