于佳琪

摘 要：随着社会经济持续发展，气象科技不断更新，气象服务需求逐渐增加。在内外因素共同影响下，大气预报技术的内涵越来越丰富。通过大气预报可了解当地气象状况，而先进的大气预报技术可提供准确的气候信息。准确信息的供给适应当前社会发展的需要，同时也能够推动社会的进步。因此，分析雷暴与强对流临近天气预报技术是非常必要的。临近预报指0-6h（0-2h为重点）的高时空分辨率的天气预报，预报对象是该时段内出现明显变化的天气现象，主要包括雷暴、强对流、降水、冬季暴风雪、冻雨、沙尘暴、低能见度（雾）、天空云量等，其中，以雷暴和强对流天气的临近预报最具挑战性。

关键词：雷暴；强对流；天气预报技术

雷暴是指伴有雷鸣和闪电的强对流性天气系统，它一方面是春末和夏季许多地区主要的降水源，另一方面在全球范围内每年都要造成重大的人员和财产损失，因此是天气学、气象学和大气科学中的重要研究对象。强对流天气的产生是一个非常复杂的物理过程，如出现强对流，周边大气压、风、温度以及湿度等各要素就会呈现出垂直梯度、水平梯度等剧烈的变化。在强对流天气引起周边各因素发生变化的过程中，会与环境产生相互性的作用，由此促进雷暴的发生，同时还会与原来雷暴产生相互影响，最终促进强留系统的维持、移动与消散影响。为避免此现象造成的危占，就需要不断改进雷暴与强对流临近天气预报技术，采取有效的预防性措施，减少危占的产生。

一、 雷暴的加强及消散

雷暴的加强一般有五个决定性因素：一是两个雷暴或多个雷暴合并到一起，形成强雷暴；二是雷暴遭遇到辐合线也会被加强；三是雷暴的出流边界紧紧贴着雷暴，将导致多数雷暴的强度保持不变，少数雷暴强度将提高；四是雷暴的出流边界遭遇积云或另一条辐合线时也会加强；五是联系雷暴的低层辐合强度较大也会促使雷暴变强。

雷暴的消散通常有三个决定性因素：一是雷暴跟出流边界之间的距离越来越大，它的暖湿气流供应就被逐渐切断而趋于消散；二是雷暴移动到一个较稳定的区域里，消除对流的有效位能，自然雷暴也随之消散。然而判断稳定区域时不仅要探空曲线，还可以检查是否存在积云以确定该区域是否稳定。如果气象观察员通过气象卫星提供的高分辨率可见光云图观察到区域里没有积云，是绝对晴空状态，那么该区域很可能是稳定的、缺少汽水的。当然，对区域稳定性的判断还有一种方法，即前一小时雷达估计到的累计雨量较大，则区域里的平流过程较弱，在未来几小时这个区域将保持稳定的状态；三是雷暴的尺度减小、强度变弱，且雷暴周围不存在辐合线时也有利于雷暴的消散。

二、 雷暴与强对流临近天气预报

在现阶段的科学发展水平，天气预报是测量雷暴与强对流的主要方法，同时还可借助自动算法。天气预报的结果是预报员主观分析的成果，由此可以充分说明，天气预报员的预报技术发挥着极为重要的作用。研究分析并观察我国大气特点，发现强对流表现的最为显著，而强对流在雷暴产生重具有促进性的效果。借助强对流的气候，天气预报员就能够加深对雷暴强化与消散的理解。将此作为判断根据，区分雷暴、龙卷风等类型强对流气候，对环境发展具有重要作用[4，5，6]。掌握雷暴分类与强对流天气客观技术，需要气象预报员具备各方面的能力。在满足相关条件的基础上，依据自身实践性检验与物理量统计分析，以此作为播报天气的一个因素。关于气象预报的使用技术，早在2011年的就已进行试验研究，以此来指导汛期，并在实际中发挥出相应的效果。针对不同的地方、不同季节，依据天气预报分类技术就能够区别其中存在的差异。而为更好地应用于实际，还需进一步加强研究深入，并不断完善和改进。

三、雷暴和强对流天气临近预报的客观算法

主要包括各种外推技术和强对流天气的自动识别算法。外推技术分为两大类：（1）以识别和跟踪强雷暴单体为主要目标的三维跟踪算法如SCIT和TITAN；（2）以识别和跟踪较大范围降水区域为目标的二维区域跟踪算法如TREC。

四、 关于中国雷暴和强对流临近预报存在问题的讨论

目前就中国而言，需要加强对边界层辐合线和地形对雷暴生成、发展和消散作用的大量个例的研究，总结经验。同时尝试使用高分辨率静止气象卫星云图资料协助判断雷暴的生成和发展。目前中国风云-2D和2E静止气象卫星每30min提供一张云图，不像美国GOES和欧洲MSG每15min一张云图，另外，风云-2系列高分辨率云图的资料处理时间也过长，这可能会在一定程度上影响云图资料在雷暴生成方面的使用效果。在强对流天气主观预报技术方面，有几点需要1.在强冰雹预警方面，不少基层台站反应目前使用的冰雹探测算法（Witt，et al.1998）在盛夏季节冰雹概率会出现大量的空报。在算法中，Witt等（1998）是通过在强冰雹指数和0℃层高度之间建立回归方程得到强冰雹概率和预期冰雹直徑的，而该回归方程是根据美国的少量冰雹个例集建立的，有必要仔细收集大量中国冰雹个例，在其基础上修正或重新建立原来的回归方程。2.在强龙卷预警方面，需要加强潜势估计。只有事先估计到龙卷出现的可能，预报员才会仔细在径向速度图上搜索强的中气旋特征，及时发出龙卷警报。在江淮梅雨期间的强对流雨带上和热带气旋登陆的外围雨带上，容易出现龙卷，需要引起预报员的高度重视。龙卷的预警提前时间通常只有10-20min，警报的及时生成和发布极端重要。北京市气象局开发的VIPS系统（王令等，2008）和深圳气象局开发的分区预警自动发布系统在这方面做了一定的努力。3.需要重点加强导致暴洪灾害的对流性暴雨的临近预报预警水平。主要分两个方面：其一是改进对那些高降水效率的较强回波（45-50dBz ）环境条件的识别，这类降水雨强很大，通常在80-120mm/h，不用持续很长时间就可以导致局地暴雨和大暴雨；其二对于那些极端的对流降水事件，或多或少的都涉及到“列车效应”，即反复不断地有对流回波经过同一地点，需要通过大量个例仔细分析导致“列车效应”的天气背景、地形和中尺度环流结构[。

五、 结语

以上综述了目前的临近预报业务所使用的主要技术手段，着重讨论了雷暴和强对流天气临近预报问题。雷暴和强对流天气临近预报的主要技术方法目前仍是以预报员主观分析预报为主，客观自动算法产品为辅。客观直接预报产品还远远起不到数值天气预报产品在中短期预报中的基础性甚至是关键性的作用。

参考文献：

[1]孙继松，戴建华，何立富，等.强对流天气预报的基本原理和技术方法[D].北京：气象出版社，2014.

[2]范雯杰，俞小鼎.中国龙卷的时空分布特征[J].气象，2015.41（7）；793-805.

[3]Meng Z，Yan D，Zhang Y. General features of squall lines in east China.MonWea Rev，2013，141：1629-1647.