強對流天氣分析與預報中的若干基本問題探究

余大勇 張剛 陳華敏

摘要：強對流天氣危害程度大，影響范圍廣，伴隨著各類自然災害性天氣，嚴重干擾了正常生活及農業生產作業，為盡可能削弱強對流天氣的影響，應做好強對流天氣分析與預報工作?；诖?，本文首先從降水、不穩定性、天氣分型3個方面討論當前天氣預報中的強對流天氣相關問題，結合實際情況討論強對流天氣的分析預報策略，力圖強化強對流天氣研究，提高強對流天氣的預報準確性，給人們正確指導，引導人們能夠針對強對流天氣情況提前做好預防。

關鍵詞：強對流天氣? 天氣預報? 天氣分析氣象災害

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

強對流天氣一旦發生將出現劇烈的天氣變化，破壞性較強，同時可引發各類自然災害天氣，如冰雹雷雨等，因此其始終為天氣預報的重點內容。隨著科技的進步，對于強對流天氣的預測結果逐漸精準，在此形勢下，應結合天氣實際預測情況進行充分分析，繼而精準得出強對流天氣類型、程度、危害、走向等，力圖給人們最為精確的強對流天氣提醒。

1 強對流天氣相關問題

1.1 降水相關問題

強對流天氣發生后將在短時間內表現為雨量暴增，繼而引發城市內澇、農業澇災問題，給日常生活及農業生產帶來不利影響。通過對強對流天氣出現強降雨的原因進行分析，得出其主要是受冷空氣入侵及濕度影響的結論。

1.1.1 冷空氣相關問題

“冷空氣侵入”的出現會引發天氣變化，因此，在氣象預報系統內，“冷空氣侵入”始終為重點關注問題。為探究強對流天氣與強降雨天氣之間的聯系，天氣分析與預報相關人員總結了相對性理論，形成了思維定式，用于闡述“冷空氣”與降雨之間的關系[1]。相較于“熱空氣”，人們普遍簡單地將“冷空氣”認為是低溫空氣，該認知并不合理，從科學角度來看，“冷空氣”是指低于等壓面水平溫度的空氣，由此可見，對“冷空氣”定義的闡釋應是相對性的，即根據溫度梯度來決定的。結合上述分析可見，探究與闡述“冷空氣”與降雨的關系時，不可過于強調絕對溫度，降水現象發生并非意味著冷空氣入侵，還可能是低層水汽受到水平輻合而強迫上升，使處于低層的水汽在強迫上升期間而到達相應的凝結高度，產生了凝結運動，繼而引發了強對流天氣。

1.1.2 濕度相關問題

單位空氣體積內的水汽比例被稱為濕度，借助物理學理論展開進一步闡述，空氣內水汽遇冷凝結是引發降水的主要原因，若空氣浮力低于水滴重量則會形成降雨天氣[2]?？諝鈨人?、水汽凝結速度、持續時間是影響強對流天氣降雨量的主要因素，夏季晝夜溫差大相對較大，且溫度較高，水分在此條件下逐漸蒸發，繼而產生了水蒸氣，并提高了溫度，以此促進了強降水天氣的形成。

1.2 不穩定性問題

結合氣象學理論來看，大氣環境及天氣因素始終處于動態變化中，而“對流”則是產生在大氣環境下的物理現象，當該物理現象發生時，伴隨有冰雹、雷雨、大風等天氣，但在天氣分析預報中，“強對流天氣”的闡述存在缺陷，僅將其簡單概述為“能夠引發自然災害的天氣”。分析與預報強對流天氣時，應重點關注對流現象，從熱力不穩定、動力不穩定角度，并強對流天氣的不穩定性進行深入分析[3]。第一，熱力不穩定。熱力不穩定又被稱為靜力不穩定，該不穩定性現象主要受垂直分布、溫度、濕度影響，氣塊垂直位移期間容易受到浮力干擾，在垂直與水平方向出現位移不勻的現象，繼而容易引發熱力不穩定。濕大氣、干大氣在不穩定關聯度方面存在差異，而大部分熱力不穩定所產生的影響具有隨機性特征，且該不穩定態勢始終存在，將持續化對強對流天氣產生影響。第二，動力不穩定。該不穩定情況主要體現在慣性、對稱性、重力內波、條件性四個方面，其中最常見形態為慣性不穩定，其受水平風切變、渦度等因素影響。在氣象研究中，普遍將不穩定性研究重點放在對稱性不穩定上，該不穩定現象變化復雜，是分析強對流天氣的難點，在分析過程中，需從等熵面夾角、等角度面兩個方面展開對稱性不穩定分析，以此為基礎方可順利分析對稱性不穩定現象。條件性不穩定需借助Richardson函數進行表達，通過函數轉化得出最終結論[4]。A7614627-9AF0-4AF6-B860-901C9EA63E99

1.3 天氣分型問題

天氣分型是現階段分析預報天氣情況的主要因素，天氣分型是指借助相似對比的形式展開天氣的分析與預報工作。但從本質與過程角度來看，任何天氣的形成過程均存在差異，并非全一致的。而強對流天氣突發性較強，變化較大，因此強對流天氣的天氣分型不可單一化依靠經驗進行判斷分析，需注意銜接天氣形成理論，綜合考慮多種情況，盡可能提高強對流天氣分析預報的準確性。在區域天氣預報工作中，“前傾槽”現象出現時，則意味著有概率會出現強對流天氣，該分析結論是根據中冷平層變化情況、垂直切換機制、熱力不穩定性等多種因素得出的[5]。

2 強對流天氣分析與預報策略

為全面分析與預報強對流天氣，下文將從冰雹、雷雨、大風3個方面展開天氣分析與預報討論。

2.1 冰雹天氣分析與預報

強對流天氣出現后容易引發冰雹問題，空氣內水蒸氣受到低溫影響而出現了凝結現象，使水蒸氣以冰球或冰晶的形式下降，繼而產生了冰雹天氣。冰雹對農業生產作業具有嚴重不利影響，而強對流天氣主要發生于夏季，夏季為農作物生產發育最為關鍵的階段，若遭受冰雹且未提前應對，極易出現農作物減產、停產現象，因此，分析強對流天氣時，必須著重預測冰雹災害性天氣的發生情況。冰雹對農業生產及日常出行的影響較大，為避免因強對流冰雹災害性天氣影響農業生產作業，需采用多元化方式提高強對流天氣分析預報效果[6]。第一，在新時代背景下，需積極引入信息化技術，以GPS技術、網絡系統、傳感器、遙感技術為支撐，提高強對流天氣分析預報自動化程度，補充完善天氣預報系統的預測功能，借助先進技術提高災害性天氣的分析預測質量。第二，靈活運用逐步回歸分析方法，通過方程預測的方式測算冰雹天氣發生概率，以此提高冰雹天氣預測科學性。第三，應用多元化預報指標、天氣圖表，在計算機網絡技術幫助下處理天氣因素數值及圖像，充分分析實測數值與圖像所蘊含的天氣信息。

2.2 雷雨天氣分析與預報

強對流天氣出現時普遍伴隨著雷雨天氣，雷雨天氣所影響的區域較廣，且多與冰雹、強風等其他惡劣天氣相伴出現，因此，必須引起重視。分析預報雷雨天氣時，氣象人員應憑借自身專業能力科學預測強對流天氣，定期觀測，綜合對比圖表信息及實測數據，以此精準把控天氣變化實際情況。氣象預測人員專業水平可直接影響天氣分析與預報情況，為提高氣象預測人員對自身工作的重視，可健全優化權責考核機制，激發氣象人員主觀能動性，使其積極采用先進專業的知識水平分析預報強對流天氣。雷雨天氣影響范圍廣，少則幾千米，多則十幾千米，若未能及時準確地預測雷雨天氣，將有可能產生嚴重災害。經分析預測發現雷雨天氣后，應進一步判斷雷雨天氣的持續時間、雷電危害程度、雷電發展方向，并制訂雷雨天氣預防方案，在雷雨天氣播報時傳遞給人民群眾。若雷雨天氣僅沿某方向發展，則記錄單一方向的雷電走向即可，若雷電天氣出現方向與結束方向存在差異，且存在108°以上夾角，則應詳細分析預報雷電發展蔓延趨勢，明確其發展路徑，以此提高雷雨天氣分析預報準確性，幫助人民群眾提前預防[7]。

2.3強風天氣分析與預報

強對流天氣的主要表現之一為強風，且強風發生時多伴隨著雷雨天氣，強風風力可達7級以上。強對流天氣具有蔓延快、破壞性強、速度快，且強風天氣多見于夏季，將嚴重影響農業生產工作。強風天氣的分析與預測可從以下幾方面進行。（1）把控溫度變化。為保障氣象分析預報準確性，應做好中近地面的溫度變化情況觀察，了解強風蔓延趨勢，氣溫變化作為強對流天氣中最為關鍵的因素之一，可通過分析氣溫的變化情況預測天氣情況。例如，強對流天氣一旦發生，將會在短時間內出現氣溫驟降與驟升情況，隨之出現劇烈強風，此時氣象人員可實時監控氣溫情況，繼而分析出強風天氣的變化情況。相較于其他強對流災害性天氣，強風現象較易觀測，結合區域范圍內溫度變化情況，即可相對準確地得出強風天氣變化情況。例如，將800hPa作為氣壓范圍標準進行天氣預測時，注意觀察P氣壓以上區域的冷平流情況，并分析地面區域的暖平流情況，以此從不同角度預測是否會發生強風天氣。（2）加強對下墊面強迫作用的分析。在下墊面強迫作用下，午后氣旋從海面到陸地，在此轉移過程中將會出現強對流，夜晚則與之相反，氣旋從陸地到海面，同樣可發生強對流現象，因此，在分析預報強對流天氣時，需重視下墊面強迫作用的分析工作。（3）把控高空急流特征。高空急流為引發強對流強風天氣的原因之一，氣象人員應扎實掌握高空急流動量特征，結合高空急流的動量情況，判斷該動量是否可轉移至下墊面，以該信息為支撐提高強對流天氣預報的準確性。

3 結語

綜上所述，強對流天氣對正常生活及農業生產影響較大，必須重視強對流天氣的分析預報情況，針對強對流天氣的降水問題、不穩定性問題、天氣分型問題進行應對。在強對流天氣分析預報過程中，應根據常見的冰雹、雷雨、大風天氣特征進行準確分析與預測，采用定量定性方式判斷天氣情況，并引入先進預測技術與方法，以此方可最大化地保障強對流天氣分析預報準確性。

參考文獻

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[2]? 劉翔，梁琬璐，姚文靜等.強對流天氣監測預報預警技術分析[J].吉林農業，2019（5）：97.

[3]? 丁小立.強對流天氣分析與預報中的若干基本問題[J].農業與技術，2018，38（6）：241.

[4]? 任奇才.基于氣象保障信息網絡分析研究強對流天氣[D].長沙：國防科技大學，2018.

[5]? 佚名.《強對流天氣研究和預報技術》[J].氣象，2019，45（8）：1188.

[6]? 汪婉娥，陳文煌，林建煌.強對流天氣下做好氣象預報工作的思考與研究[J].黑龍江糧食，2021（5）：117-118.

[7]? 范曉林.強對流天氣的氣象預報分析[J].農業災害研究，2020，10（8）：38-39.A7614627-9AF0-4AF6-B860-901C9EA63E99