基于温度平流和锋生函数的强对流天气形势分类方法技术

本发明专利技术涉及基于温度平流和锋生函数的强对流天气形势分类方法，属于气象技术领域。包括以下步骤：运用数值模式逐小时再分析资料，对某一区域强对流过程进行850hPa、700hPa的锋生函数值计算，若该区域上空850hPa、700hPa两层中有一层的锋生函数值>3，则将该次强对流过程归类为斜压锋生类；运用相同的资料，将斜压锋生类强对流以外的强对流过程，进行500hPa温度平流的计算，温度平流的数值<

【技术实现步骤摘要】
基于温度平流和锋生函数的强对流天气形势分类方法


[0001]本专利技术涉及气象
，具体而言，涉及一种基于温度平流和锋生函数的强对流天气形势分类方法。

技术介绍

[0002]强对流是一种带有雷电现象的局地性强对流天气，通常伴有强对流大风、短时强降水、冰雹甚至龙卷等天气。其水平发展的范围为几千米至几十千米，垂直发展的高度可达8～15千米，持续时间为几分钟到几小时不等。强对流被国际航空界和气象相关部门视作严重威胁航空飞行的天敌，伴随强对流产生的闪电雷击、暴雨、大风以及低能见度等，不仅容易使航班延误造成经济损失，严重时更会导致正在飞行的飞机失控，造成空难。
[0003]强对流的形成通常需要三个必要条件：深厚且明显不稳定的气层、充沛的水汽、以及适合的触发条件。但不同地区强对流天气的形成条件有所差异，比如：南方地区的强对流不仅受局地环流控制，也受东亚对流层大范围的大气环流异常的影响；西北地区影响强对流的主要因子是地形地势，且高原上的强对流云较其它地区容易产生冰雹；在东北地区，东北冷涡是强对流过程的十分重要的影响系统，除地域差异外，同一地区、不同环流背景下产生的强对流天气特征也不尽相同。
[0004]不同类型的强对流天气的特征是不同的，所带来的影响也是不同的，目前，没有对强对流天气进行分类总结的有效方法，因此，现需要一种对强对流天气进行分类总结的方法，并能够对未来出现的强对流类型进行一个潜示预报。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种基于温度平流和锋生函数的强对流天气形势分类方法，能够从强对流天气发生的机制对强对流天气进行有效的分类，能够对未来出现的强对流类型进行一个潜示预报。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术采用的解决方案是：
[0007]一种基于温度平流和锋生函数的强对流天气形势分类方法，包括以下步骤：
[0008]运用数值模式的逐小时再分析资料，对某一区域强对流过程进行850hPa、700hPa的锋生函数值计算，若该区域上空850hPa、700hPa两层中有一层的锋生函数值>3
×
10
‑9·
k
·
m
‑1·
s
‑1，则将该强对流过程归类为斜压锋生类；
[0009]运用数值模式的逐小时再分析资料，将斜压锋生类强对流以外的强对流过程，进行500hPa温度平流的计算，温度平流的数值<
‑
0.3
×
10
‑5·
℃
·
s
‑1的强对流过程归为冷平流强迫类，温度平流的数值>0.3
×
10
‑5·
℃
·
s
‑1的强对流过程归为暖平流强迫类，
‑
0.3≤温度平流的数值≤0.3的强对流过程归为弱平流类。
[0010]在本专利技术较佳的实施例中，上述对某一区域强对流过程进行850hPa、700hPa的锋生函数值计算时选取的时刻以最靠近强对流发生的整点时刻为准。
[0011]进一步地，上述进行500hPa温度平流的计算时选取的时刻以最靠近强对流发生的
整点时刻为准。
[0012]进一步地，上述锋生函数的计算公式为：
[0013][0014]其中，θ
*
代表广义位温，u代表纬向风，v代表径向风，ω代表P坐标下的垂直速度。。
[0015]进一步地，上述广义位温θ
*
表达式为：
[0016][0017]进一步地，上述温度平流的计算公式为：
[0018][0019]本专利技术提供的基于温度平流和锋生函数的强对流天气形势分类方法的有益效果是：依据强对流所处环境场的热动力条件以及斜压锋生作用的差异，利用温度平流和锋生函数对强对流过程进行分类，也即是运用天气学的分析方法，从强对流天气发生的机制对某一区域的强对流天气进行有效的分类，能够对未来出现的强对流类型进行一个潜示预报。
具体实施方式
[0020]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
[0021]下面对本专利技术实施例的基于温度平流和锋生函数的强对流天气形势分类方法进行具体说明。
[0022]本专利技术实施例提供的基于温度平流和锋生函数的强对流天气形势分类方法包括以下步骤：
[0023]运用数值模式的逐小时再分析资料，对某一区域强对流过程进行850hPa、700hPa的锋生函数值计算，若该区域上空850hPa、700hPa两层中有一层的锋生函数值>3
×
10
‑9·
k
·
m
‑1·
s
‑1，则将该次强对流过程归类为斜压锋生类。
[0024]其中，锋生是指密度不连续性形成的一种过程，或是指已有的一条锋面，其温度(或位温)水平梯度加大的过程，锋消是指作用相反的过程。锋生函数(Function of Frontogenesis)是表征水平运动、垂直运动、非绝热变化和摩擦诸因素对锋生作用的物理量，多用于表征某地区大气斜压性的强弱。
[0025]其中，锋生函数的计算公式为：
[0026][0027]其中，θ
*
代表广义位温，u代表纬向风，v代表径向风，ω代表P坐标下的垂直速度。
[0028]广义位温θ
*
表达式为：
[0029][0030]将广义位温θ
*
带入锋生函数中得：
[0031][0032]其中，斜压锋生类天气的特征是大气斜压性较强，强对流大风、短时强降水、冰雹都易发生。
[0033]进一步的，对某一区域强对流过程进行850hPa、700hPa的锋生函数值计算时选取的时刻以最靠近强对流发生的整点时刻为准。
[0034]运用数值模式的逐小时再分析资料，将斜压锋生类强对流以外的强对流过程，进行500hPa温度平流的计算，温度平流的数值<
‑
0.3
×
10
‑5·
℃
·
s
‑1的强对流过程归为冷平流强迫类，温度平流的数值>0.3
×
10
‑5·
℃
·
s
‑1的强对流过程归为暖平流强迫类，
‑
0.3≤温度平流的数值≤0.3的强对流过程归为弱平流类。
[0035]温度平流(Temperature Advection)是指冷暖空气水平运动引起的部分地区温度降低或升高的现象，空气由高温区流向低温区称“暖平流”，空气由低温区流向高温区称“冷平流”。
[0036]其中，温度平本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于温度平流和锋生函数的强对流天气形势分类方法，其特征在于，包括以下步骤：运用数值模式的逐小时再分析资料，对某一区域强对流过程进行850hPa、700hPa的锋生函数值计算，若该区域上空850hPa、700hPa两层中有一层的锋生函数值>3
×
10
‑9·
k
·
m
‑1·
s
‑1，则将该强对流过程归类为斜压锋生类；运用数值模式的逐小时再分析资料，将斜压锋生类强对流以外的强对流过程，进行500hPa温度平流的计算，温度平流的数值<
‑
0.3
×
10
‑5·
℃
·
s
‑1的强对流过程归为冷平流强迫类，温度平流的数值>0.3
×
10
‑5·
℃
·
s
‑1的强对流过程归为暖平流强迫类，
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：许东蓓，李典南，麦哲宁，严小杰，
申请(专利权)人：成都信息工程大学，
类型：发明
国别省市：