桂林機(jī)場春季午后雷雨K指數(shù)統(tǒng)計(jì)分析

胡勇　梁汝政

【摘 要】本文根據(jù)桂林市氣象局12UTC的T-lnP圖計(jì)算得出的K指數(shù)與桂林兩江機(jī)場2004-2013年2-4月觀測資料中06-18UTC時(shí)段內(nèi)所發(fā)生雷雨天氣的相關(guān)關(guān)系進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。結(jié)果表明：桂林機(jī)場春季午后雷雨發(fā)生時(shí)，K指數(shù)>20℃的占比極高，達(dá)到91.7%。桂林機(jī)場春季午后K指數(shù)>39℃時(shí)對(duì)應(yīng)的雷雨日數(shù)最多且雷雨發(fā)生概率為最高，達(dá)到50.0%;其次是K指數(shù)在37-39℃時(shí)雷雨發(fā)生概率為20.0%。

【關(guān)鍵詞】桂林機(jī)場;春季午后雷雨;K指數(shù)

中圖分類號(hào)： O212.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A文章編號(hào)： 2095-2457（2019）22-0227-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.22.105

0 引言

廣西位于云貴高原東南緣，地勢西高東低，四周多山地、丘陵環(huán)繞，每年2-5月廣西中北部具有較強(qiáng)的高空急流和3-5km適宜的0℃層高度，冷暖空氣在頻繁交匯[1]，雷暴等強(qiáng)對(duì)流天氣頻發(fā)。雷雨等強(qiáng)對(duì)流天氣對(duì)民航飛行安全造成嚴(yán)重的影響，輕則造成航班延誤、返航備降，重則造成嚴(yán)重飛行事故，機(jī)毀人亡，因此準(zhǔn)確預(yù)報(bào)雷雨天氣是預(yù)報(bào)員的重要職責(zé)。但雷雨等強(qiáng)對(duì)流天氣具有尺度小、發(fā)展速度快的特點(diǎn)，國內(nèi)外很多氣象工作者都在研究，其中綜合利用物理量指標(biāo)進(jìn)行潛勢預(yù)報(bào)就是其重要的方法之一。本文通過統(tǒng)計(jì)和分析桂林機(jī)場春季午后雷雨天氣和K指數(shù)的相關(guān)關(guān)系，得出一些K指數(shù)閾值的經(jīng)驗(yàn)指標(biāo)，以期能幫助預(yù)報(bào)員了解和預(yù)報(bào)雷雨天氣提供一些參考和幫助。

1 資料來源與研究方法

本文所用資料為桂林兩江機(jī)場2004-2013年2-4月觀測資料和桂林市氣象局12UTC的探空資料，觀測資料時(shí)間間隔1小時(shí)，探空資料時(shí)間間隔12小時(shí)。K指數(shù)值基于探空資料得出。

首先，將每小時(shí)觀測資料中觀測到的雷雨天氣與探空資料得出的K指數(shù)對(duì)應(yīng)起來是研究兩者關(guān)系的前提。但是要求雷暴天氣與探空施放時(shí)間、空間完全一致是不可能的。Darkow提出過較嚴(yán)格定義：探空施放地點(diǎn)距離對(duì)流天氣發(fā)生地點(diǎn)不超過 80km，對(duì)流天氣在探空氣球釋放前后的105分鐘內(nèi)出現(xiàn)。[2]如此嚴(yán)格的定義在實(shí)際業(yè)務(wù)中難以實(shí)行。本文結(jié)合桂林機(jī)場的實(shí)際情況將上述定義擴(kuò)展為：桂林機(jī)場觀測有雷雨天氣，雷暴天氣出現(xiàn)在探空氣球施放時(shí)間前后 6小時(shí)內(nèi)。

判斷探空站在氣球施放時(shí)刻是否出現(xiàn)雷暴天氣的具體方法為：在探空施放前后各6小時(shí)（06-18UTC）時(shí)段內(nèi)，桂林機(jī)場觀測資料中有記錄的，均視為該探空站在氣球施放時(shí)刻出現(xiàn)了雷暴天氣。這樣就將雷暴天氣與探空資料對(duì)應(yīng)起來，同時(shí)也將雷暴天氣和K指數(shù)對(duì)應(yīng)起來。

2 統(tǒng)計(jì)結(jié)果分析

2.1 K指數(shù)

K指數(shù)是反映垂直溫度遞減率和低層水汽含量的熱力綜合參數(shù)，定義為：

KI=（T850-T500）+Td850-（T700-Td700）

其中T和Td分別表示溫度和露點(diǎn)溫度，下標(biāo)表示等壓面（hPa）。KI定義中的物理意義簡單明確：等式右邊三項(xiàng)分別表示溫度垂直遞減率、低層的水汽條件和中層的飽和程度。KI反映的是850-500hPa之間的層結(jié)狀態(tài)，除了比較特殊的高架雷暴或海拔較高的地區(qū)以外，在大多數(shù)情況下KI是適用的。

2.2 雷雨發(fā)生時(shí)K指數(shù)統(tǒng)計(jì)分析

由表1可以得出：桂林機(jī)場2004-2013年2-4月06-18UTC時(shí)段內(nèi)發(fā)生雷雨總?cè)諗?shù)為48日，其對(duì)應(yīng)的K指數(shù)最小為6.4℃，最大為40.6℃，K指數(shù)在35-40℃時(shí)為最多，達(dá)到14日，占比29.2%。K指數(shù)>20℃占比達(dá)到了91.7%。

K指數(shù)≤20℃與>40℃時(shí)占比分別為8.3%和6.3%，占比都不到10%。在統(tǒng)計(jì)過程中K指數(shù)≤20℃的日數(shù)為491日，占總?cè)諗?shù)（978日）的50.2%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過K指數(shù)>40℃的7日，但在雷雨發(fā)生時(shí)K指數(shù)≤20℃的占比只有8.3%。因此我們得出，桂林機(jī)場春季午后雷雨發(fā)生時(shí)，K指數(shù)>20℃的占比極高，達(dá)到91.7%。

2.3 K指數(shù)在不同閾值條件下的雷雨發(fā)生概率統(tǒng)計(jì)分析

表2統(tǒng)計(jì)得出K指數(shù)滿足指定閾值條件的總次數(shù)m，以及在滿足該閾值條件的前提下出現(xiàn)雷暴天氣的次數(shù)n，得出對(duì)應(yīng)雷暴概率為n/m（如圖1）。由表2可以得出：K指數(shù)>39℃時(shí)對(duì)應(yīng)的雷雨日數(shù)為最多，達(dá)8日;K指數(shù)>39℃的總?cè)諗?shù)為最少，僅16日。K指數(shù)在33-35℃時(shí)對(duì)應(yīng)的雷雨日數(shù)為次多，達(dá)7日;但K指數(shù)在33-35℃時(shí)的總?cè)諗?shù)達(dá)到65日。

之前討論了雷雨天氣發(fā)生時(shí)K指數(shù)在不同閾值條件下的占比，得出雷雨天氣產(chǎn)生時(shí)對(duì)應(yīng)K指數(shù)>20℃時(shí)占比極高，那么反過來，在K指數(shù)>20℃時(shí)不同閾值條件下雷雨天氣發(fā)生概率情況如圖1。可以得出：K指數(shù)>39℃時(shí)雷雨發(fā)生概率為最高，達(dá)到50.0%;其次是K指數(shù)在37-39℃時(shí)雷雨發(fā)生概率為20.0%。K指數(shù)在其他閾值條件下雷雨發(fā)生概率都低于15%，不易發(fā)生雷雨。

3 結(jié)論

（1）桂林機(jī)場春季午后雷雨發(fā)生時(shí)，K指數(shù)>20℃的占比極高，達(dá)到91.7%。

（2）桂林機(jī)場春季午后K指數(shù)>39℃時(shí)對(duì)應(yīng)的雷雨日數(shù)最多。

（3）桂林機(jī)場春季午后K指數(shù)>39℃時(shí)雷雨發(fā)生概率為最高，達(dá)到50.0%;其次是K指數(shù)在37-39℃時(shí)雷雨發(fā)生概率為20.0%。

【參考文獻(xiàn)】

[1]王艷蘭，王軍君，伍靜，王娟，劉國忠，李向紅.廣西3次強(qiáng)對(duì)流天氣對(duì)比分析[J].干旱氣象，2015，33（4）：635-643.

[2]梁維亮，屈梅芳，賴珍權(quán)，翟麗萍.廣西雷暴天氣預(yù)報(bào)指標(biāo)研究[J].氣象研究與應(yīng)用，2014，35（3）：15-19.