管琴 李青平 徐亮 李金海 彭英超
(1.青海省氣象臺,青海 西寧 811000;2.青海省黃南州氣象局,青海 同仁 811300)
12小時內的大到暴雨是青海東部農業區的主要氣象災害之一,易引發山洪、泥石流和山體滑坡等,給相關地區工農業生產、交通運輸、國防以及人民生命財產安全帶來嚴重損失[1]。因其具有空間尺度小、發展速度快、持續時間短、突發性強、破壞力大等特點,一直被認為是天氣預報的難點問題。陶詩言[2]指出,中緯度地區發生短時強降水,需要位勢不穩定、充沛的水汽和較強的垂直風切變,充沛的水氣供應和適宜的不穩定層結是發生短時強降水的內因,而足夠的抬升條件則是短時強降水發生的外因,熱力作用決定了對流發展的強度,動力作用則決定了對流發展的類型。在對流發展的環境條件中,層結不穩定是首要條件。
早期,1953年 Showalter[3]提出了沙氏指數(SI),1956年Galway[4]提出了抬升指數(LI),但這兩個參數只能表示大氣單層的穩定性。因此,1976年Moncrieff等[5]提出了能夠表征大氣整體結構的對流有效位能(CAPE)。強對流除了上升運動,還有與之配合的下沉運動,為了描述對流發展的下沉運動特征,1994年Einanuel[6]提出了下沉對流有效位能(DCAPE)。在國內,層結穩定性的研究也在早期就受到重視,謝義炳[7]在分析中國夏半年降水天氣系統時推廣了假相當位溫在暴雨和強降水天氣分析中的應用。雷雨順[8-]、壽紹文[10]等國內著名學者都曾將能量方法用于中國暴雨和強對流天氣分析及預報中有較好的效果。近年來,表征強對流環境參數的一些動力參數陸續被提出。……