于 洋
(民航華北地區空中交通管理局河北分局,河北 石家莊 050000)
結合強對流天氣的氣象特征可知,這是一種變化莫測、難以預測預報的氣象類型,它在短時間內不會有很明顯的變化烈度,也不會產生危害性,甚至可能就此消弭于無形;但是也有可能在經過一段時間的發展之后,它就會發展成龍卷風那樣的12級強度的大風災害,或者冰雹、暴雨這樣的極端惡劣的降水天氣,給人民的財產和安全帶來損失,給我國國家建設和社會和諧穩定帶來不良影響。所以,依靠先進的技術設備和預測方法,做好強對流天氣的氣象預報工作,是我國氣象工作的當務之急。
想要做好強對流的氣象預報工作,就應該要先了解強對流天氣的定義,對其具體內涵及氣象特征有一個具體的了解,才便于氣象工作者針對其特點來進行數據采集、分析,以及做好相對應的氣象觀測和后續的預報預防工作。
強對流天氣是指伴隨著雷暴現象而產生的對流行大風(平均風速≥17.2 m/s) 、冰雹或者短時性的強降水天氣,其一般都會發生在中小尺度的天氣系統,空間尺度較小,一般發生在水平范圍不超過200~300 km,有一些規模較小的強對流天氣發生范圍甚至于只有幾十米至幾公里。這種短時性的天氣,具有明顯的突發性,其持續時間不等,通常情況下會持續一小時以上至十幾個小時,較短的甚至只有勉強可以觀測到的幾分鐘。強對流天氣的主要氣象特征有產生的時間規律變化不等、變化規律不定,
強對流天氣的典型氣象特征就是其產生時間不等、變化規律不定,由于其是伴隨著雷暴這樣的劇烈天氣現象而產生的對流大風天氣,它具有很明顯的突發性,經常是突然出現并且迅速形成一定天氣變化烈度,然后會有長短不一的持續時間,最后消失。目前,氣象學界對其的成因初步推測為,其是由于發生在上層大氣層空間內空氣間劇烈的垂直運動而產生的,而空氣間的劇烈垂直運動則是由于來自地面或近地面的長波輻射加熱大氣,使得空氣間產生了密集的接觸進而導致的,其中,全球變暖也是主要的長波輻射來源。基于這樣的成因,就使得強對流天氣會有產生時間不等、變化規律不定的氣象特征,而無法進行準確的預測也給氣象工作者對于強對流氣象的氣象預報工作制造了很大的難度。
強對流天氣的次生災害和表現形式之一就是龍卷風,它是一種由雷暴云層底部延伸出來直至地面的漏斗狀卷云,是一種運動速度極快的強烈的旋風,其風力等級可達到12級的強度,最大風力速度可至100 m/s,遠遠高于普通強對流天氣平均風速的17.2 m/s,其一般伴隨著雷雨或者冰雹而來。由于其產生的征兆很不明顯,且運動速度極快,所以對于其行進路線的氣象預測工作就很困難,這也是強對流天氣氣象預報工作困難的原因之一。
強對流天氣由于其常常伴隨著雷暴、大風等出現,還會產生諸如颮線帶來的狂風暴雨、龍卷風帶來的12級強風、冰雹、雷雨等天氣現象或氣象災害,所以破壞力強也是它的氣象特征之一。強對流天氣災害大體上可以歸納為風害、澇害、雹害。風害主要體現在龍卷風過境之處,會對周遭一定范圍內的樹木、建筑結構較為不穩定的房屋建筑、基礎設施、汽車、行人等造成傷害,會使得當地的農業生產遭受嚴重破壞,給我國人民財產帶來重大損失。
強對流天氣的天氣變化快、變化劇烈也是其典型特征之一,在強對流天氣中,它可以由最初的小范圍內的空氣變化衍生成波及范圍幾十公里的強龍卷風天氣,甚至是波及范圍達到上百公里的超強雷暴天氣,然后又會縮小至小范圍的短時降雨,直至消失。從出現一直到消失,有時僅僅持續幾個小時,波及范圍和形態變化卻會發生劇烈的改變,這也使得這種中小程度的天氣系統在預報上存在一定的難度。
雖然我國的氣象觀測和氣象預報事業起步比較晚,使得我國無論是在天氣資料的觀測、記錄建檔工作上,還是在提前預報、預讀、預防等工作上,水平上都要比西方的發達國家略低一些,但是我國在這項工作上的重視程度卻是相當之高,投入力度也是相當之大。目前,我國已經擁有世界一流的氣象監測和預報預警系統,擁有從“上”到“下”的氣象科學觀測體系,在“上”我國擁有先進的極地軌道氣象衛星“風云-1”號與對地靜止軌道氣象衛星“風云-2”號組成的中國氣象衛星觀測系統,能夠對全球范圍內的氣象要素和天氣現象業務提供觀測服務,使得我國擁有了極為完備的天基氣象觀測設備和技術手段;在“下”我國也在各地建立了完善的各級氣象觀測機構和部門用于監測各地的氣象變化和日常觀測記錄工作。這樣自上而下的全方位氣象觀測體系,能夠對出現在我國領空的氣象現象做出精確地、高分辨度地遙感觀測。
對于強對流天氣,基于我國擁有的高精確度氣象觀測衛星系統,和各地區完備的氣象觀測機構,理論上來說基本能夠做到提前檢測到其產生,但是就目前的實際工作現狀而言,由于強對流天氣所具備的異常的復雜性,所以能夠做到監測出其產生,但卻并不能夠準確預測出其后續幾小時甚至未來二十四小時內的行進路線、發展趨勢以及可能存在的破壞性,可能造成的自然災害程度等問題,這說明我國當下的氣象預報方法還存在一定的缺陷,這就警示我國的氣象工作者應該進一步加強對這一工作的研究和實踐,力爭能夠對強對流天氣做出準確的預測。
基于強對流天氣擁有不同強度的變化形式,它的發展強度很小時對我們而言不過只是一次雷暴伴生出的空氣變化活動,是一個很正常的、時間很短的、作用范圍很小的氣象現象,而當它的發展強度波及幾十公里甚至上百公里時,就有可能演變成一場持續幾十小時或者幾天之久的攜帶著冰雹、高強度降水、雷暴、龍卷風以及冷空氣而來的綜合性的大范圍自然惡劣性天氣,而后者對于我國局部地區而言,則是一場能夠嚴重威脅到社會安定、農業生產、人畜安全,危害到人民財產生命安全的較大的自然災害,所以,對于這樣的自然災害,更早地做好氣象質量預測、預報工作,能夠給各地政府爭取到足夠多的時間,做好公民的避災避難安排管理工作,以及給周邊城市提供緩沖的時間,做好信息通報以及各級預警工作。因此,做好強對流天氣的氣象預報工作對于我國國家安定和人民財產安全而言,具有重要意義,能夠使各級政府機關做好自然災害應急預警工作,能夠使我國公民擁有充足的時間來應對可能存在的大范圍自然災害,能夠盡量把各種損失降到最小。
為了做好強對流天氣的氣象預報工作,要根據不同的強對流天氣變化特點,來做好相對應的技術觀測工作,對于普通的、小范圍、短時長的強對流現象,只需做好跟蹤觀測記錄即可,而對于雷暴、冰雹、龍卷風、大到暴雨等易發生在春夏季節等降水集中的季節的高烈性自然天氣和自然災害天氣,則應在其發展趨勢和發展速度超出境界閾值之前做好特殊氣象預警預報工作,并持續追蹤觀測其進一步發展變化,一般隨時做好下一個階段的預警預報。
以做好強對流天氣中的雷暴天氣的氣象預報工作的途徑及要點為例。
雷暴天氣由于會伴隨著雷電和暴雨,其中暴雨具有發展范圍大、涉及地域廣以及變化不穩定的特點,而因為其普遍出現在春夏秋交際時節,降水量迅猛,嚴重時會使河水水量迅速上漲至警戒水位甚至涌過河岸線,給兩岸的農業生產和房屋建筑等造成損害;而雷電天氣則會產生不定時不定點的落雷現象,有一定概率產生自然災害,但也不可掉以輕心。所以這也就要求我國的氣象預報工作者,要借助先進的計算技術和技術設備,做好雷雨天氣預報工作。
具體途徑和要點包括:首先通過當前監測到的氣象數據,包括大氣壓強、溫度變化、大氣環流、降水量等數據,通過使用這些數據與過去同時期記錄到的數據進行對比,來初步判斷目前的雷雨天氣是否會繼續惡化和發展,依據這個判斷來進行下一步的工作;依據上述判斷,運用雷雨綜合預報方法,結合數值模式、統計學算法加實踐經驗,構建出雷雨發展趨勢統計圖表,并加上降水量、落雷量等圖例變化,以便觀測者能夠清晰地判斷出雷雨的下一步變化趨勢,而這個時候,就已經可以做好是否發出氣象預報預警的決定了。
基于此,做好強對流天氣的氣象預報工作,不僅要借助于氣象衛星等先進的氣象觀測技術設備,具有實踐性意義的過去的強對流天氣的記錄數據也可以提供借鑒作用,而且還要進行一系列的觀測和數據分析、測算,總結判斷其發展趨勢,才能確定其是否會發展成具有重大破壞性的自然災害,然后才能夠做好強對流天氣預報工作。