北京2011年“623”强对流暴雨数字化结构分析

摘要

强对流天气是北京地区夏季(6-8 月)主要灾害性天气之一。许多年来，气象工作者为提高北京暴雨和强对流天气的预报水平做了大量的工作。因传统预测方法利用的资料都经过修正，所以忽略了很多有效的信息（非规则信息）。在懂得大气运动的本质原因是热量的分布不均和变化后，本文从演化观念出发，利用大气探空资料，采用能体现非规则信息的数字化结构分析方法(V–3θ图)对2011 年6 月23 日席卷北京的强对流暴雨过程进行了分析。分析结果如下： 22 日20 时的V–3θ结构图出现对流层整体不稳定的顺滚流结构，但水汽分布不具备降水条件。到23 日08 时已呈现强对流降水前的暴雨结构特征：左倾明显的超低温结构；整层顺滚流；气层结构不稳定且能量充沛；低空湿度加大，水汽分布已具备对流降水的条件，且水汽通道已打开；600hpa、400hPa 分别有水汽集中现象（说明伴随雷电）。高空700-400hPa 为偏北气流，700hPa 以下层为偏南气流，以及400hpa 以上层次的干燥共同构成：维持“上干下湿”的不稳定强降水雷暴结构模式。为此，可以断定未来北京地区将会出现伴随雷暴的强降水天气过程。23 日20 时，对流依旧旺盛，低层风速加大，水汽来源充足，预示未来12 小时依旧降水。24 日08 时超低温减弱，滚流结构改变，850hpa 以上虽水汽充足但低空水汽减少，且850 —700hPa 高度出现层云结构，预示降水即将停止。同时根据降水前的结构特征对此次降水量的级别进行了分析。对照22、23 日和24 日的结构图，不难看到整个过程在对流发生的前后有明显的结构差别，也就是气象问题是演化的非惯性系问题，其天气现象随大气的结构不同而不同，不是物质不变的外推法所能全部解决的。另外，因各探空站间的距离较远，此分析方法还不能满足暴雨细化预测的要求，下一步工作我们拟用相空间结构分析方法，充分利用地面自动气象观测站的观测信息，在V–3θ结构图对过程分析的基础上再对落点等问题的预测作进一步细化，完善此方法的预测分析能力。尽管本文所用方法还不能说是处理非规则信息的最好方法，但至少说明了引入了非规则信息能为灾害天气的预报提供门径。