水汽云图干湿特征在局地暴雨预报中的应用.docx

水汽云图干湿特征在局地暴雨预报中的应用摘要风云2E静止卫星资料的高时空分辨率和覆盖面积可以比较直观地监测分析范围较大的暴雨和雷暴等对流性灾害性天气由于水汽云图的通道特性低层云在水汽图像上表现不出来因此水汽图像能有效地揭示出对流层中上部的大尺度流型。水汽图像上最重要的特征是干区、湿区及它们之间的边界。干侵入是对流层顶附近下沉至低层的干冷空气干侵入有利用暴雨的发展。当发现干侵入时可以作为暴雨仍将发展的依据之一。关键词风云2E卫星水汽图像；干湿边界特征；干侵入；高空环流形势；暴雨；假相当位温中图分类号P457.6文献标识码A文章编号1007-5739（2015）08-0244-031风云2E静止卫星水汽图像应用1.1风云2E静止卫星简介FY-2E于2008年12月23日在西昌卫星发射中心由三号甲运载火箭成功发射升空目前定位于东经105°赤道上空是我国自行研制的第1代地球静止轨道气象卫星与极地轨道气象卫星相辅相成构成我国气象卫星应用体系。FY-2E是第3颗风云系列静止业务卫星作用是获取白天可见光云图、昼夜红外云图和水气分布图进行天气图传真广播收集气象、水文和海洋等数据收集平台的气象监测数据供国内外气象资料利用站接收利用监测太阳活动和卫星所处轨道的空间环境为卫星工程和空间环境科学研究提供监测数据。1.2风云2E静止卫星水汽图像特性由于风云2E静止卫星资料的高时空分辨率和覆盖面积可以监测分析范围较大的暴雨和雷暴等对流性灾害性天气。利用卫星图像可以比较直观地分析出大气的动力和热力条件进而分析暴雨等对流性天气现象产生的原因。大气是一个三度空间结构对流性天气产生于对流层中低层和中高层的系统共同作用。云是大气运动的被动示踪物由于水汽云图的通道特性低层云在水汽图像上表现不出来因此水汽图像能有效地揭示出对流层中上部的大尺度流型。水汽图像上最重要的特征是干区、湿区及它们之间的边界。干区是图像上暗色的区域湿区是浅灰祸白亮的区域干湿区与天气尺度的下沉和上升运动区域相对应。“边界”反映了中高层风的大致运动走向可以用来确定正在缓慢移动的天气系统中高层气流的方向。水汽图像上的干湿边界特征对天气系统的发展有指示意义[1]。1.3水汽图像判断干侵入干侵入是对流层顶附近下沉至低层的干冷空气能够调整湿度场结构产生热力效应。干侵入有利于暴雨的发展[2]。当发现干侵入时可以将其作为暴雨仍将发展的依据之一。干侵入的特征是低高位势涡度和低湿度。高位涡低湿度空气在水汽图像上表现为近黑色灰度的区域非常明显因此卫星水汽图像是监测干侵入的有效工具。通过把风云2E水汽图像和常规观测的物理量场叠加对暴雨等天气过程进行干湿特征分析可以有效提高短时和邻近预报的准确率。2天气过程分析利用风云2E静止卫星水汽图像对2014年8月6日一次切变线触发的区域性暴雨过程进行分析。通过对不同高度大气层的干湿特征进行简单分析说明水汽云图特征在局地性暴雨预报的中的启示作用。2.1天气实况通过山东降水分布图（图1）可见8月6日0：00―12：00鲁中地区自西向东出现了一次雷雨天气过程降水分布不均匀南部相对较大半岛南部和鲁中南部共4个大监站出现暴雨根据观测资料宁阳站上最大小时雨强达到40.5mm/h。2.2高空天气形势分析8月6日8：00500hPa图（图2）中高纬度为两槽一脊的环流形势中纬度西风带有低槽位于河套以西。山东省受588线外围的西南气流控制584线穿过鲁中北部西南暖湿气流提供大量水汽。前期3―4日鲁中地区最高气温在35℃以上4日晚间出现对流性小雨天气释放了少量能量之后5日气温达到29℃左右基本维持了高温湿热天气实现能量堆积。2.3中尺度分析利用配料法对2014年8月6日8：00高空500、700、850hPa的实况观测资料进行中尺度分析从中尺度分析图（图3）可以看出系统和温度湿度配置此次强对流天气的主要影响系统比较明显是高空的西南气流和低层切变线。6日8：00高空有显著的西南暖湿气流穿过鲁中和半岛南部地区输送大量的水汽和能量。850hPa上在鲁南和鲁中南部地区有切变线存在高层700hPa的西南风作为引导气流引导切变线东移。在切变线经过的地区强对流天气触发。利用比湿分析水汽的空间分布在850hPa上可见鲁中地区的比湿分布差异较大北部在5～8g/kg南部在8～12g/kg北部水汽少南部水汽充足这也是暴雨落区只出现在鲁中南部和半岛南部的原因之一。用850hPa和500hPa温差分析大气稳定度山东省500hPa与850hPa的温差均大于22℃不稳定能量