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1、利用探空资料对首都机场下击暴流利用探空资料对首都机场下击暴流最大阵风的初步研究最大阵风的初步研究报告人：何志强2012-9-18民民 航航 气气 象象 交交 流流 会会 议议 报报 告告大纲1.1.提出问题提出问题2.2.研究方法研究方法3.WI3.WI指数的运用指数的运用4.4.方法的改进与讨论方法的改进与讨论5.5.困难与解决策略困难与解决策略6.6.结论结论下击暴流下击暴流下击暴流下击暴流: : : :地面上水平风速大于地面上水平风速大于地面上水平风速大于地面上水平风速大于 17.9 17.9 17.9 17.9 米秒、中空米秒、中空米秒、中空米秒、中空气流向下、地面气流为辐散气流向下、
2、地面气流为辐散气流向下、地面气流为辐散气流向下、地面气流为辐散或直线型的灾害性风。或直线型的灾害性风。或直线型的灾害性风。或直线型的灾害性风。下击暴流尺度分类：下击暴流尺度分类：下击暴流和微下击暴流下击暴流和微下击暴流灾害性风的范围小于灾害性风的范围小于4km称为微称为微下击暴流，尽管水平尺度小，下击暴流，尽管水平尺度小，但灾害性风速可高达但灾害性风速可高达 75m/s 。下击暴流带来的问题？1.1.微下击暴流引发的地面强阵风尺度范围小，对民微下击暴流引发的地面强阵风尺度范围小，对民航飞行器起飞与降落影响巨大。航飞行器起飞与降落影响巨大。 - - 民航安全民航安全2.2.气象预报员对其定点、定
3、时和定量预报阵风都是气象预报员对其定点、定时和定量预报阵风都是一项重大的挑战。目前在实际工作中缺少预报下击一项重大的挑战。目前在实际工作中缺少预报下击暴流手段。暴流手段。 - -预报员棘手问题预报员棘手问题3.3.目前探测下击暴流的手段：多普勒气象雷达、风目前探测下击暴流的手段：多普勒气象雷达、风廓线雷达。廓线雷达。 - -设备手段实时性较好设备手段实时性较好, ,但时效性不够但时效性不够原理WINDEX（WI）:下击暴流经验性指数 McCan (1994) 探空资料WINDEX(WI) 指数基于以下三点：1. Proctor（1988）研究大气科学发表的一个孤立的微下击暴流的数值模拟Part
4、ll：敏感性试验，指出： 由于固体水融化过程吸收大量的潜能使气块变冷，产生负浮力，当冻结物降落穿过融化层时使气块下沉速度加速。 -McCann把下沉运动的起始高度取为融化层高度Hm，推断微下击暴流是由融化层附近开始产生。HmT环境 T= 2. Wolfson (1990)在美国气象学会的会议上发表的：认识和预测微下击暴流中研究显示： 下沉气流所受的力与环境温度递减率的平方成正比。如果5.50 Ckm，则出现微下击暴流的概率为零，因此=5.50 Ckm称为“微下击暴流的临界递减率”。3. WI对大气层结状态敏感。 McCann提出WI公式选用： 低层大气的混合比Ql 融化层处的混合比QmHmT环
5、境 T 1 1，判断有湿下击暴流的可能，判断有湿下击暴流的可能。对以上满足有降水伴有大风的19个个例进行判断：湿下击暴流：13次，发生时间6月15日-9月15日左右其余6次发生时间为4月1日-6月14和9月16日-10月15日左右日期日期HmQlQmWIUmaxGU200607124658224.16.324.80.6241820060730495026.80.148.5744.10.6272520060801422021.55.17.630.40.6922200706243838170.1856.3724.20.73102320070707451021.914.786.2823.50.561
6、52620070709452419.44.646.725.20.561425200707274776203.336.6427.10.68172008040116316.473.796.025.30.56162220080823425020.63.535.9821.50.61117200808294284182.8535.517.30.681820080916373015.63.92829.60.55132320090705466321.863.838.1340.73162220090712437116.062.187.1728.50.57171820090722471020.73.627.63
7、30.6211192009101225769.530.9635.8120.64192420100425265510.823.866.213.10.56117242010050928229.952.468.423.20.56532212010051827359.934.515.98.50.561291820100612430613.232.487.528.90.551018湿下击暴流；湿下击暴流；时间时间6.15到到9.16降水量中雨量降水量中雨量5、6月份干湿混合月份干湿混合下击暴流下击暴流目前困难1.我国地区，尤其我们关心的地区大气干湿指数的确定。（ R0：经验订正系数R0= Ql12； 其
8、为干湿微下击暴流临界值。该临界值是由Wakimoto(1985)和Atkins等人(1991)分别在干湿微下击暴流环境得到。）2.低层大气混合比对WI计算有直接关系，然而观测资料与探空资料有一定的距离，下垫面不同低层湿度有差别，根据探空资料计算的WI不能完全不能完全代表代表观测站最大风速。解决策略大量观测数据反算R0指数。由于观测数据与探空资料的距离问题，利用首都机场地面观测的湿度数据代替探空低层Ql数据。各地的长期观测资料中获取大量个例验证过程。预报方法的初步制定对天气形势进行分析，预报是否有雷雨发生通过探空资料获得天气指数，判断是否有下击暴流例如：抬升指数LI K指数 IC对流指数 MDP
9、I 或者 WI为虚数湿微下击暴流：WINDEX干湿下击暴流：GUSTEX结论1.1.利用利用WIWI经验方程可以定性定量的预报微湿下击暴流。经验方程可以定性定量的预报微湿下击暴流。2.2.通过通过WINDEXWINDEX指数经验方程预报湿微下击暴流，预报员可以指数经验方程预报湿微下击暴流，预报员可以提前提前2-122-12小时预知发生潜在下击暴流的可能性。提前预警。小时预知发生潜在下击暴流的可能性。提前预警。3.3.需对下击暴流进行系统性质的分类。需对下击暴流进行系统性质的分类。根据类别提出不同的根据类别提出不同的经验方程。经验方程。4.WI4.WI指数存在一定的局限性，需要大量个例验证研究。
10、指数存在一定的局限性，需要大量个例验证研究。请各位领导专家请各位领导专家批评指正批评指正谢谢谢谢大气不稳定指数判断：1.K指数=T850-T500+TD850(T-TD)700大于 282.Qe高低层差大于 183.抬升指数LI0,不会发生雷雨。4.IC对流指数=500假相当位温-850假相当位温，它表示是整层抬升状况, IC0稳定；IC0表示不稳定。或者计算WI为虚数的时候判定夏季微下击暴流4.Rq为经验订正系数，是对于较干环境中WI偏高的估计值的订正。Rq=Ql /12称为干湿微下击暴流的临界值。该临界值是由Wakimoto(1985)和Atkins等人(1991)分别在干湿微下击暴流环境得到。干微下击暴流的低层混合比：约为4-10g/kg 湿微下击暴流的低层混合比：约为14-18 g/kg。
