东北低涡与强对流天气预报解析
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• 在这些连续性降雹过程中，日降雹站数最多达21站， 出现在2005年5月31日。
• 冷涡连续降雹时间绝大多数在午后到傍晚，15－17 时最多。
• 燕山山脉地区降雹概率较大，但一般不易出现30mm 以上大雹，大雹主要出现在华北中南部， 2004年6 月20日出现在河北邯郸市的冰雹最大直径为40mm.
冷涡天气华北连续降雹分布特征
规定：最少一站降雹为一冰雹日，连续3天出现降雹为一次连续 性降雹过程(2000－2008京、津、冀178站）
日期
2005.5. 31~6.2 2008.6. 23~28 2006.6. 23~27 2004.6. 18~24 2001.6. 12~22
连续降雹 日数(天)
3
6
5
7
11
降雹总 站数
36 28 18 43 61
日降雹最 冰雹最大 降雹天气 多站数 直径(mm) 类型
21
18
深厚冷涡 型
12
35
浅薄冷涡 型
8
20
浅薄冷涡 型
10
40
阶梯槽与 冷涡型
13
15
横槽与冷 涡型
• 6月中下旬连续降雹过程最多， 最长曾连续11天降 雹，出现在2001年6月12-22日，共有61站降雹。
线,地形抬升,重力波,温度梯度,辐合线等等) 3. 水汽条件
不同对流天气的阀值可能不同
• 冰雹与短时暴雨 (1) 冰雹需要考虑0℃,-20 ℃层的高度( 0℃层高度
一般在600毫巴左右,否则,下落过程会融化) ---东北冷 涡容易造成0℃,-20 ℃高度下降
短时暴雨是否发生与0℃层高度无关 (2) 冰雹对流需要足够的高度 ---回波高度一般可达12~14km (-20 ℃层的高度以上)
500毫巴高度/850毫巴温度
2005年5月31－6月2日 (21站，13站，2站)
5月31日，近10年最强、范围最大降雹， 径向型冷涡，深厚、位置偏南，雹区位于低涡 东南部 。
5.31
6.1
5月31日14时红外云图
Pressure (hPa) Height (km)
5月31日08时115E温度平流垂直剖面
• 700hPa以上冷涡明显，850hPa 往往为暖性低涡或暖 性低槽，地面无低压配合。
• 500冷槽叠加于850暖脊之上，造成大范围位势不稳 定强烈发展。
---东北低涡，按照热力性质可以分为东北浅层暖涡和东北冷涡， 前者往往与低空暖平流强烈发展有关，容易出现在春季或初 夏；后者往往与高空冷平流强烈发展有关，东北冷涡是一个 深厚的系统,一年四季均可以发生，直接影响区域包含我国整 个中东部地区（东北、华北、华中、华东和华南地区）
• 东北冷涡造成的剧烈天气包括春季大风与沙尘（暴）、夏季 强对流（冰雹、雷暴大风、短时强降水或暴雨，甚至诱发龙 卷）、秋冬季的暴雪、寒潮等等
冷涡造成华北连续降雹的天气概念模型
• 深厚冷涡型 • 浅薄冷涡型 • 阶梯槽与冷涡型 • 横槽与冷涡型
1 深厚冷涡
• 动力条件起主导作用:从500到850都有涡，700以 上有冷中心，地面有低压配合，略前倾---抬升机 制。
• 500冷涡南部，40N以北有急流---垂直切变条件。 • 500冷槽叠加在850暖脊上---热力不稳定强烈。 • 降雹落区：低涡东南部。 • 云型---强对流发生在螺旋云带中
100 150
1482
4 8 122016 24
12
8
28 3236
4
200 12
8 250
300
4
-8-4
-12
400
500
700
0 850
925 1000
0
30 31.8
48 34.5 37.2 39.9 42.7
16
14
4 12
4 10 0
8
6 0
4
02 0
0 45.4 48.2 50°N
2 浅薄冷涡
东北冷涡与副高相互作用产生暴雨的系统配置
东北冷涡与南支槽(涡)相互作用产生暴雨的系统配置
(3) 东北冷涡与强对流天气
(4)长江中下游地区冷涡槽后类天气尺度强对流概 念模型 (引自郑媛媛等)
东北冷涡与强对流天气预报
• 为什么东北冷涡容易引发强对流天气 • 东北冷涡 ----与北方强对流(华北/东北) ----与华南强对流
是否发生暴雨与对流高度无关，相反，对流 质心越低，降水效率越高
---冰雹需要足够大的垂直运动(可达101m/s)
(3) 冰雹发生的环境一般比短时暴雨更不稳定， 但是对水汽条件比短时暴雨要求较低
东北冷涡与北方强对流
1 冷涡造成华北连续降雹分布特征 2 冷涡造成华北连续降雹的天气概念模型 3 冷涡造成华北连续降雹成因分析 • 冷涡连续降雹的云图特征 • 冷涡连续降雹雷达回波主要特征 • 结论
东北冷涡的主要热、动力学特征
500hPa
850hPa
在500hPa图上，冷涡位于我国东北地区，并有冷中心配合，位 置偏在冷涡的西侧。冷涡底部可以分析出大尺度槽线或准东西 向的横槽，后部一般存在一个或多个横切变，多个横切变成阶 梯式排列。这种阶梯式的切变在夏季可能造成我国中东部连续 多日出现短时强对流天气，即所谓“一个东北冷涡，三晌雷阵 雨”。冷涡对应的地面系统是在冷高压前部具有明显冷锋特征。
东北低涡与强对流预报
wenku.baidu.com要
• 东北低涡对中国天气的影响 • 东北低涡与强对流预报
东北低涡对中国天气的影响
• 两类斜压性低涡系统是中国中东部剧烈灾害性天气的直接影 响系统，也是日常天气预报过程中需要重点关注的系统
---西南涡，往往是暖性或半暖性的，前部往往伴随着西南低空 急流的发展，它的移动或停滞，极易爆发大范围暴雨，其影 响区域包括西南、华北、华中、华东，甚至影响到华南地区
东北冷涡与我国中东部的四季天气 (1) 东北冷涡与春季沙尘天气
东北低涡造成沙尘天气的空间结构 （红色实线：地面气压 )
(2) 东北冷涡与夏季北方对流性暴雨
对流暴 雨区
红色虚线:850hPa温度场，黑色虚线：地面等压线， 黑实线：500hPa高度， 风竿为850hPa风向，蓝色断线：地面冷锋、副冷锋
为什么东北低涡容易引发强对流天气?
• 强对流发生发展的基本条件:
1. 层结不稳定条件(可以用一系列的参数来表示,如K指数,
CAPE, SI, △θse, N2,高低空温差,等等)
---与高低空冷暖(平流)和水汽(平流)的垂直分布有关 1. 动力不稳定条件----如低空切变 2. 不稳定能量释放机制(抬升)----垂直运动(锋面,高空槽,切变
• 冷涡连续降雹时间绝大多数在午后到傍晚，15－17 时最多。
• 燕山山脉地区降雹概率较大，但一般不易出现30mm 以上大雹，大雹主要出现在华北中南部， 2004年6 月20日出现在河北邯郸市的冰雹最大直径为40mm.
冷涡天气华北连续降雹分布特征
规定：最少一站降雹为一冰雹日，连续3天出现降雹为一次连续 性降雹过程(2000－2008京、津、冀178站）
日期
2005.5. 31~6.2 2008.6. 23~28 2006.6. 23~27 2004.6. 18~24 2001.6. 12~22
连续降雹 日数(天)
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降雹总 站数
36 28 18 43 61
日降雹最 冰雹最大 降雹天气 多站数 直径(mm) 类型
21
18
深厚冷涡 型
12
35
浅薄冷涡 型
8
20
浅薄冷涡 型
10
40
阶梯槽与 冷涡型
13
15
横槽与冷 涡型
• 6月中下旬连续降雹过程最多， 最长曾连续11天降 雹，出现在2001年6月12-22日，共有61站降雹。
线,地形抬升,重力波,温度梯度,辐合线等等) 3. 水汽条件
不同对流天气的阀值可能不同
• 冰雹与短时暴雨 (1) 冰雹需要考虑0℃,-20 ℃层的高度( 0℃层高度
一般在600毫巴左右,否则,下落过程会融化) ---东北冷 涡容易造成0℃,-20 ℃高度下降
短时暴雨是否发生与0℃层高度无关 (2) 冰雹对流需要足够的高度 ---回波高度一般可达12~14km (-20 ℃层的高度以上)
500毫巴高度/850毫巴温度
2005年5月31－6月2日 (21站，13站，2站)
5月31日，近10年最强、范围最大降雹， 径向型冷涡，深厚、位置偏南，雹区位于低涡 东南部 。
5.31
6.1
5月31日14时红外云图
Pressure (hPa) Height (km)
5月31日08时115E温度平流垂直剖面
• 700hPa以上冷涡明显，850hPa 往往为暖性低涡或暖 性低槽，地面无低压配合。
• 500冷槽叠加于850暖脊之上，造成大范围位势不稳 定强烈发展。
---东北低涡，按照热力性质可以分为东北浅层暖涡和东北冷涡， 前者往往与低空暖平流强烈发展有关，容易出现在春季或初 夏；后者往往与高空冷平流强烈发展有关，东北冷涡是一个 深厚的系统,一年四季均可以发生，直接影响区域包含我国整 个中东部地区（东北、华北、华中、华东和华南地区）
• 东北冷涡造成的剧烈天气包括春季大风与沙尘（暴）、夏季 强对流（冰雹、雷暴大风、短时强降水或暴雨，甚至诱发龙 卷）、秋冬季的暴雪、寒潮等等
冷涡造成华北连续降雹的天气概念模型
• 深厚冷涡型 • 浅薄冷涡型 • 阶梯槽与冷涡型 • 横槽与冷涡型
1 深厚冷涡
• 动力条件起主导作用:从500到850都有涡，700以 上有冷中心，地面有低压配合，略前倾---抬升机 制。
• 500冷涡南部，40N以北有急流---垂直切变条件。 • 500冷槽叠加在850暖脊上---热力不稳定强烈。 • 降雹落区：低涡东南部。 • 云型---强对流发生在螺旋云带中
100 150
1482
4 8 122016 24
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02 0
0 45.4 48.2 50°N
2 浅薄冷涡
东北冷涡与副高相互作用产生暴雨的系统配置
东北冷涡与南支槽(涡)相互作用产生暴雨的系统配置
(3) 东北冷涡与强对流天气
(4)长江中下游地区冷涡槽后类天气尺度强对流概 念模型 (引自郑媛媛等)
东北冷涡与强对流天气预报
• 为什么东北冷涡容易引发强对流天气 • 东北冷涡 ----与北方强对流(华北/东北) ----与华南强对流
是否发生暴雨与对流高度无关，相反，对流 质心越低，降水效率越高
---冰雹需要足够大的垂直运动(可达101m/s)
(3) 冰雹发生的环境一般比短时暴雨更不稳定， 但是对水汽条件比短时暴雨要求较低
东北冷涡与北方强对流
1 冷涡造成华北连续降雹分布特征 2 冷涡造成华北连续降雹的天气概念模型 3 冷涡造成华北连续降雹成因分析 • 冷涡连续降雹的云图特征 • 冷涡连续降雹雷达回波主要特征 • 结论
东北冷涡的主要热、动力学特征
500hPa
850hPa
在500hPa图上，冷涡位于我国东北地区，并有冷中心配合，位 置偏在冷涡的西侧。冷涡底部可以分析出大尺度槽线或准东西 向的横槽，后部一般存在一个或多个横切变，多个横切变成阶 梯式排列。这种阶梯式的切变在夏季可能造成我国中东部连续 多日出现短时强对流天气，即所谓“一个东北冷涡，三晌雷阵 雨”。冷涡对应的地面系统是在冷高压前部具有明显冷锋特征。
东北低涡与强对流预报
wenku.baidu.com要
• 东北低涡对中国天气的影响 • 东北低涡与强对流预报
东北低涡对中国天气的影响
• 两类斜压性低涡系统是中国中东部剧烈灾害性天气的直接影 响系统，也是日常天气预报过程中需要重点关注的系统
---西南涡，往往是暖性或半暖性的，前部往往伴随着西南低空 急流的发展，它的移动或停滞，极易爆发大范围暴雨，其影 响区域包括西南、华北、华中、华东，甚至影响到华南地区
东北冷涡与我国中东部的四季天气 (1) 东北冷涡与春季沙尘天气
东北低涡造成沙尘天气的空间结构 （红色实线：地面气压 )
(2) 东北冷涡与夏季北方对流性暴雨
对流暴 雨区
红色虚线:850hPa温度场，黑色虚线：地面等压线， 黑实线：500hPa高度， 风竿为850hPa风向，蓝色断线：地面冷锋、副冷锋
为什么东北低涡容易引发强对流天气?
• 强对流发生发展的基本条件:
1. 层结不稳定条件(可以用一系列的参数来表示,如K指数,
CAPE, SI, △θse, N2,高低空温差,等等)
---与高低空冷暖(平流)和水汽(平流)的垂直分布有关 1. 动力不稳定条件----如低空切变 2. 不稳定能量释放机制(抬升)----垂直运动(锋面,高空槽,切变