雷暴天气发生前一天各种要素场特征

四、雷暴天气发生前一天各种要素场特征

1.高空温度场

在雷暴天气过程前的一天，在500hPa上，88.4％的情况（24个个例）在（81°～103°E，29°～36°N）范围内与低值系统相配合有冷槽或冷中心存在，数值一般在－5～－7℃，最强可达－6～－8℃，最弱的情况在－2～－3℃。且一般温度场落后于高度场而使系统得以发展东移。坝区一般为数值为－1～－3℃的暖区控制，最弱的时候为－4～－5℃，最强一般在0～－1℃。

700hPa上，88.4％的情况（20个个例）在（81°～103°E，29°～36°N）范围内与低值系统相配合有冷槽或冷中心存在，数值一般在7～8℃，最强可达5～6℃，最弱的情况在11～12℃。巴塘温度一般在12～15℃之间。坝区一般（76.9％）为数值为11～13℃暖区或暖中心控制，最强可达15～16℃，最弱时为11～12℃，另有23.1％的情况是已经有冷槽到达坝区，数值仍在11～13℃之间。

850hPa上，坝区一般（76.9％）为数值19～22℃冷槽或相对冷区控制，另有23.1％的情况是坝区为暖中心控制，数值达23℃。

可见，高空冷平流的切入使大气层结变得不稳定，从而产生对流性天气。

2.高空变压场和变温场

雷暴前一天，500hPa大部分情况（84.6％）在高原东部有－2～－4dagPm的负变高，最大的负变高可达－3～－5dagPm，有极少数的个例在河套到川东北有－2～－4dagPm的负变高。当台风倒槽即将影响坝区时，在倒槽前部一般有－1～－3dagPm的负变高。并在高原东部或河西走廊到河套地区（90°～105°E，39°～44°N）配合有－3～－6℃的负变温区，最强的负变温可达－4～－8℃，在坝区一般为弱的变高区（－1～＋1dagPm），＋1～＋4℃的正变温中心。说明在雷暴天气以前，局地天气回暖，能量积累高，为雷暴天气的产生提供更充分的能量条件。

3.地面变温场和变压场

地面变温场的关键区在高原东部、河西走廊到河套地区以及四川，负变温中心一般值为－8～－10℃，最强的可达－16～－18℃，最弱时－2～－3℃。并配合＋4～＋6hPa正变压区，中心最强可达＋8～＋9hPa，或者西藏有－2～－3hPa的负变压。前者是在冷空气很强时出现，后者表明高原有低槽东移。

坝区一般为＋1～＋2℃正变温区，最强时可达＋4～＋5℃。配合负变压－2～－4hPa，最强可达－4～－5hPa。

4.其他物理量场

（1）水汽条件

雷暴是积雨云的产物。积雨云和一般云一样，都是由水汽上升凝结而成的。所不同的是，积雨云发展迅速，云体高大。因此它们要求有更丰富的水汽和迅速增强起来的强烈上升运动。

①湿度场

在26个个例中，近80％的个例在雷暴出现的前一日08时为湿度场呈下湿上干的分布，当700hPa和850hPa两层的相对湿度同时上升到80％的当日和次日出现强雷暴，只有1次个例湿度场特征不明显，另有1次只有850hPa湿度上升到85％以上。

②比　湿

低层850hPa一般在15～17g/kg，最小8g/kg，最大20g/kg。700hPa一般在10～12g/kg，最小3g/kg，最大13g/kg。500hPa一般在3～4g/kg，最小1g/kg，最大6g/kg。

可见在雷暴天气出现以前，低层湿润，为雷暴天气提供了较好的水汽条件，并且高层湿度小，从而建立不稳定的层结。

（2）不稳定条件（表5.5）

①K指数（k_i）

一般在37～42℃，最小34℃，最大45℃。

②山崎指数（k_y）

一般在0.8～1.5，最小0.8，最大7。

③沙氏指数（s_i）

一般在－1～－3℃，最小－6℃，最大1.2℃（正的沙氏指数有2次）。

④假相当位温（θ_se）

用两层等压面的θ_se的差值表示的是两层等压面之间的气层的不稳定度，负值越大，表示气层越不稳定。

500hPa一般在67～71℃，最小53℃，最大81℃；700hPa一般在72～81℃，最小49℃，最大85℃；850hPa一般在78～85℃，最小57℃，最大99℃。

表5.5　　　　　　　　溪洛渡雷暴天气发生前一天物理量场指标

上下层θ_se之差：θ_se（500～700）一般在－9～－2℃，最小－15℃，最大4℃；θ_se（700～850）一般在－5～－11℃，最小－18℃，最大2℃；θ_se（500～850）一般在－8～－16℃，最小－29℃，最大－1℃；可见，在雷暴发生前均为不稳定层结。值得一提的是，在θ_se（500～700）或θ_se（700～850）为正的个例，在雷暴发生的前一日20时或当天08时就转为负值（即转为不稳定层结）。

由此可见，在溪洛渡水电站坝区雷暴天气出现的前一天，与高低空温度和湿度有关的要素场和物理量场都有明显特征，反映出雷暴天气所需的水汽条件和不稳定层结的建立。这些特征和指标对雷暴天气的短期预报具有一定的指示意义。

综上，我们归纳出溪洛渡水电站坝区雷暴预报的思路如下：

根据实况常规探测资料和数值预报产品，若高空形势场和温度场、高空和地面变压场和变温场、海平面气压场、表示湿度和不稳定度的物理量场出现本文中所描述的特征，并且从卫星云图可以看到影响系统对应的大尺度云系，根据其未来的移向和移速分析对坝区将造成影响，则可预报未来24小时溪洛渡水电站坝区有雷暴。