Page 85 - 《高原气象》2022年第6期
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高     原      气     象                                 41 卷
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             务预报中定义的不同强对流天气现象，是否存在具                             在高海拔地区不具有可用性，因此最终使用海拔低
             有显著区分意义的特征量，均是有待进一步明确的                             于 2500 m 的 1840 站 2002-2010 年 4-9 月的降水资
             问题。                                                料对短时强降水进行分析［图 1（a）］。雷暴大风实
                  本文针对业务预报中定义的短时强降水、雷暴                          况数据集来源于重要天气报，使用地闪资料进行了
             大风和冰雹，结合收集的实况和 NCEP FNL（Na‐                        质控，即考虑对流系统的空间尺度在几十至几百公
             tional Center for Environmental Prediction，Global  里，对报告出现大风的时刻，通过判断该时刻前后
             Final Analysis）资料，对三类强对流天气现象的环                     0. 5 h 内一定空间范围中出现地闪的情况作为判断
             境表征参量进行计算的基础上，对不同方面特征进                             依据，并通过判断雷暴大风位置与台风中心的位置
             行了对比分析，以期为认识和预报短时强降水、雷                             是否小于 800 km，对台风大风的影响进行了剔除
             暴大风和冰雹三类强对流天气提供直接的参考。                             （Yang et al，2017）。考虑与短时强降水和冰雹的可

              2   资料及其处理                                        比性，本研究中对海拔高于 2500 m 的高原站进行
                                                                了剔除，最终所用为 2010-2014 年 4-9 月 2529 站
                  本研究所用实况资料包括国家级地面气象站                           的雷暴大风实况资料［图 1（b）］。参考 NCEP FNL
             逐小时降水数据集、来源于重要天气报的雷暴大风                             资料的可用时段，并便于与短时强降水进行对比，
             资料集和整点时刻的冰雹资料集。环境参量则使                              也使用了海拔 2500 m 以下的 593 站 2002-2010 年
             用一天 4 次（02:00、08:00、14:00 和 20:00，北京时，             4-9 月的冰雹资料［图 1（c）］。尽管雷暴大风与短
             下同）的 NCEP FNL 1°×1°分析资料。文中地图是基                     时强降水和冰雹的时段不同（表 1），但考虑 NCEP
             于中华人民共和国自然资源部地图技术审查中心                              FNL资料质量的稳定性，实况资料集时段的不同对
             标准地图服务系统下载的审图号为 GS（2019）3082                       结果产生的影响几乎可以忽略，这在后续的分析中
             的中国地图制作，底图无修改。                                     也有清晰的体现，因此不做过多考虑。
                  不同资料集的可用时段差别较大，根据实况数                              实况资料集均为逐小时分辨率的离散站点资
             据集和 NCEP FNL资料的时段特征对实况和物理量                         料，NCEP FNL 资料为一天 4 次的 1°×1°格点资料，
             时段进行筛选。NCEP FNL 资料是高质量数据集，                         在处理过程中需进行时空匹配处理。本文采用
             Li et al（2020）针对 2000-2015 年 5-8 月青藏高原             Tian et al（2015）和曹艳察等（2018）所使用的时空
             涡的评估显示，NCEP-FNL 和 ERA-Interim 均准确                  匹配方法，即以 NCEP FNL 资料的 4 个时次为中心
             刻画了高原涡的径向传播距离，但 NCEP-FNL对移
                                                                点，针对每个站点，将实况资料集的 24次观测均分
             出 型 切 变 线 的 特 征 及 高 原 涡 的 位 置 刻 画 更 优 。
                                                                为 4 个时段，对于每个时段内的 6 次实况记录，冰
             Chen et al（2020）通过使用不同的分析资料驱动
                                                                雹和雷暴大风出现至少一次则认为该时段内有相
             WRF（Weather Research and Forecasting model），对
                                                                应的实况，降水则查找最大记录。对于物理量值，
             强烈天气下的海面风进行模拟，对比结果显示，
                                                                则通过双线性插值方法得到站点值。经过以上处
             NCEP-FNL 表现最优，并显著优于 ERA-Interim 驱
                                                                理，得到的短时强降水、冰雹和雷暴大风样本量分
             动的结果，间接验证了 NCEP-FNL 资料的可靠性。
                                                                别为40607个、2462个和5212个。
             可用的 NCEP FNL资料为 2002年至今，但实况资料
                                                                    可用的 NCEP FNL 输出物理量有上百个，本文
             集的时间长度则显著不同（表 1）。一些研究表明，
                                                                根据已有研究结果筛选所研究的物理量（表 2），这
             短时强降水主要出现在暖季的中东部低海拔地区
                                                                些量包括环境静力稳定度表征量如最佳对流有效
             （陈炯等，2013；田付友等，2014），且一些物理量
                                                                位能（BCAPE）、最有利抬升指数（BLI）、850 hPa 与
                              表1  资料集信息                         500 hPa 温差（DT85）及温度递减率（TLR85），850
                        Table 1  Information of datasets        hPa 散度（DIV850）可表征低层动力触发条件的强
               资料集名称        日期信息           时空分辨率特征              弱，垂直风切变是常关注的有组织对流的重要因
                NCEP FNL  2002-2014年   4-9月，1°×1°格点，02:00、      素，相对湿度表征的干湿层结是雷暴大风的重要关
                                         08:00、14:00和20:00      注方面（马淑萍等，2019），PWAT 既是短时强降水
                降水实况      2002-2010年  4-9月，1840站，逐小时资料          的重要因子（Tian et al，2015；田付友等，2015），也
               雷暴大风实况     2010-2014年  4-9月，2529站，逐小时资料          可 以 帮 助 区 分 不 同 类 型 强 对 流 天 气（Ma et al，
                冰雹实况      2002-2010年   4-9月，593站，逐小时资料          2021），0 ℃层高度（Z0）是冰雹的重要环境要素（雷
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