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1、强对流潜势预报系统各个参数说明（1）沙氏指数SI反映大气稳定状况的一个指数。它定义为850hPa等压面上的湿空气团沿干 绝热线上升，到达凝结高度后再沿湿绝热线上升至500hPa时所具有的气团温度 T与500hPa等压面上的环境温度T的差值。当SI0时，大气层结不稳定， s850500且负值越大，不稳定程度越大，反之，则表示气层是稳定的。SI= T - T500s850根据国外资料，SI与对流性天气有以下关系：SI-3 C发生雷暴的可能性很小或没有；0 C SI3 C有发生阵雨的可能性；-3 C SI0 C有发生雷暴的可能性；-6 C SI-3 C有发生强雷暴的可能性；SI-6 C有发生严重对流
2、天气（如龙卷风）的危险；（2）抬升指数LI气块从低层900m高度沿干绝热线上升，到达凝结高度后再沿湿绝热线上升 至500hPa时所具有的温度T与500hPa等压面上的环境温度T的差值。当LI0 s500时，大气层结不稳定，且负值越大，不稳定程度越大，反之，则表示气层是稳定 的。LI=T -T500 s（3）有利抬升指数BLI把700hPa以下的大气按50hPa间隔分层，并将各层中间高度处上的各点分 别按干绝热线上升到各自的凝结高度，然后分别按湿绝热线抬升到500hPa，得 到各点不同的抬升指数，其中的负值最大者即为最有利抬升指数。BLI35成片雷雨。（5）修正的K指数MKMk=0.5*（T+T
3、 ）+0.5*（T+T ）-T -（T-T ）0850d0 d850500d 700指考虑了地面温度状况的改进的K指数。这里T表示地面温度，mK值越大0表示气团低层越暖湿，稳定度越小，因而越有利于对流产生。（6）总指数TT定义为：TT= T +T -2T850d850500下标850和500分别表示850hPa和500hPa。TT越大，越容易发生对流天气。（7）强天气威胁指数SWEATSWEAT=12T +20（TT-49）+2f +f +125（S+0.2）d850850500T表示850hPa露点温度（ C），若T 为负数，此项为0；d850d850TT= T +T -2T,即总指数，若T
4、T小于49,则20 （TT-49）项为0；850d850500f为850hPa风速（海里/小时），以m/s为单位的风速应乘以2； f为500hPa850850风速（海里/小时），以m/s为单位的风速应乘以2； S二sin（a -a ），a 与500 850 500a 分别代表500hPa风向与850hPa风向；最后一项125（S+0.2）在下列4个条件850中任何一个条件不具备时为零：850hPa风向在130250之间；500hPa风向 在210310之间；500hPa风向减850hPa风向为正；850hPa及500hPa风速 至少等于15海里/小时（7.5m/s）。常用于龙卷预报， 根据美国
5、龙卷和强雷暴实例分析， SWEAT 指标值与天 气关系是：发生龙卷时的SWEAT临界值为400，发生强雷暴时SWEAT的临界值为 300。强雷暴主要是指伴有风速至少在25 ms以上的大风，或直径1.9cm以上 降雹的雷暴天气。（8）深对流指数DCI诊断用深对流指数： 深对流指伸展高度具有等于或大于均质大气高度 H0 （与400hPa等压面高度更接近）的对流系统。利用云顶相当黑体亮温计算的深对流指数可以作为表示云顶等于或高于400hPa深对流云的指数。预报用深对流指数 DCIDCI=T +T -LI850 d850LI 抬升指数.几乎所有的强局地风暴事件都与深对流有关。深对流指数将850hPa层
6、的温度与地面至500hPa的浮力特性结合，估计发生深对流潜势。该指数很高的地方，若同时具备抬升气块的触发机制，则很可能出现强对流天气事件。/ T T、VPVET 丿VE（9）对流有效位能 CAPEdz 或CAPE = g * 争ZLFCCAPE = PfCR（T - T ）dInpd VP VEPEL其中Z为自由对流高度，是（T -T ）由负值转正值的高度；Z为平衡高LFCVP VEEL度，是（T -T ）由正值转负值的高度。VP VE其物理意义表示：当气块的重力与浮力不相等且浮力大于重力时，一部分 位能可以释放，由于这部分能量对大气对流有着积极的作用，并可转化成大气动 能，称其为对流有效位能
7、。表示在自由对流高度之上，气块可从正浮力作功而获 得的能量。通常计算的 CAPE 对应于埃玛图上正面积所对应的能量。（10）最佳对流有效位能 BCAPE在最底层 200hPa 层次内，找出假相当位温最高值处，将该处气块抬升而算 出的 CAPE。11）下乘对流有效位能 DCAPEDCAPE* （T T ）dInpdpe pppiT 二 T * （1 + 0.61 * r）p其中T表示密度温度，下标e和p周围环境和气块，P表示气块起始下沉 pi处的气压，P表示气块到达中性浮力层或者地面时的气压，r表示水汽混合比。n物理意义：在风暴体内，当未饱和空气中有液态水蒸发或者冻结层以下有固态水融化时会产生下
8、沉对流有效位能。（12）风暴强度指数 SSISSI=100*2+(0.276*In(Shr)+(2.011*10-4*CAPE)Shr = 0.5 * V (0) + V (0.5km)| / 3.6km3.6km J e(z)dzl 0丿由03600m的平均风切变和浮力能量组合而成，反映垂直风切变和对流有效位能大小的综合效应。在澳大利亚，将SSI=120确定为强雷暴。(13)粗里查逊数 BRNCAPE CAPEBRN =0.5 * (U * U + V * V)0.5 * (Shr * Shr)在实际计算中，常把U, V取为06KM的密度加权风与0500M近地面层平均风之间的风氏差(或风速差
9、)值的两个分量。即：Shr = / 6km6 kmJ e(z)dzl 0 丿 强对流天气可以发生在弱的垂直风切变结合强位势不稳定或相反的环境中。该指数由对流有效位能和对流层中低层垂直风切变组合而成，可反映强对流 发生时垂直风切变与位势不稳定之间的平衡关系。有分析认为中等强度的超级单 体往往发生在5WBRNW50的情况下，多单体风暴一般发生在BRN35时。(14) 相对螺旋度 RSHH (c) = Z - (u - c ) -V + (v - c ) -U dzs-rx dzy dz _0在对流层低层几公里范围内，相对于风暴的风向随高度顺转是风暴旋转发 展的一个关键因子。引入相对螺旋度用于定量估
10、计沿风暴入流方向上的水平涡度 大小及入流强弱对风暴旋转的结合效应。试验结果表明，对于弱龙卷，中等强度 龙卷和强龙卷，螺旋度大小分别为 150299，300499 和大于 450。当 h150 时发生强对流的可能性极大。(15)能量螺旋度指数 EHIEHI=(H *CAPE)/160000s-rH (c ) = fs-rdv-(u - c )竺 + (v - c )色 dz y dzdz其中，CAPE表示对流有效位能，H表示低空02km的风暴相对螺旋度。s-r强对流天气既可以发生在低螺旋度(H 2500 Jkg-i )的环境中，也可以发生在相反的环境中(H 300 m2* s-2结 s-r合CA
11、PE1000Jkg-i)。将对流有效位能和螺旋度结合形成能量螺旋度指数，反映 了在强对流天气出现时，对流有效位能与螺旋度之间的相互平衡特征。研究表明： 当EHI2时，预示着发生强对流的可能性极大。EHI数值越大，强对流天气的潜 在强度越大。(16)对流抑制指数CINCIN = g * f。pdz = -f R - T)dlnpTdvp veZibpLFC其中T是该层的平均温度，T ,T分别表示环境与气块的温度，T表示虚温,b e p vT，T分别表示环境与气块的虚温，Z (或者P)表示气块起始抬升高度(或 ve vp i i气压)。对流抑制指数是指均匀边界层气块在上升过程中从稳定层到自由对流高 度所做的功，功的大小与从气块起始位置到自由对流高度间的状态曲线与层结曲 线所围成的面积(负面积)成正比。对于强对流发生的情况往往是CIN有一较为 合适的值：太大，抑制对流程度大，对流不容易发生；太小，能量不容易在低层 积聚，对流调整易发生，从而使对流不能发展到较强的程度。(17) 0C层高度ZHT0C温度所在高度和冰雹的出现密切相关，有研究指出，90%的降雹出现在 0C层高度距地面高度为15243658m时；当0C层高度距地高度为21343353m 时，最可能出现大雹块。
