DB21T 2487-2015 中尺度对流天气分析技术规范　

ICS07.060A47DB21DB21/T2487—2015中尺度对流天气分析技术规范Themesoscaleconvectiveweatheranalysistechnicalspecifications辽宁省质量技术监督局发布IDB21/T2487—2015前言 12术语和定义 13分析项目与规范 23.1中尺度强对流天气潜势条件分析 23.1.1天气图分析 23.1.1.1水汽条件 23.1.1.2不稳定条件 33.1.1.3抬升条件 43.1.1.4垂直风切变条件 53.1.1.5中尺度分析项目优先级 53.1.2诊断物理量分析 63.1.2.1水汽条件相关 63.1.2.2稳定度相关 73.1.2.3抬升相关 83.1.2.4垂直风切变相关 83.1.3中尺度强对流天气潜势条件分析产品制作 83.1.3.1分析产品的构成 83.1.3.2分析产品模板 83.1.3.3中尺度潜势条件分析强对流天气指标 93.2中尺度强对流天气加密分析 3.2.1强对流天气实况标注 3.2.1.1强降水天气标注 3.2.1.2雷暴大风、冰雹天气标注 3.2.2中尺度对流系统特征分析 3.2.2.1MCS结构特征和类型分析 3.2.2.2MCS移动、传播实况分析 3.2.3中尺度环境场条件分析 3.2.3.1中尺度环境场实况分析 3.2.3.2中尺度环境场诊断物理量分析 3.2.4强对流天气短临预报落区分析 3.2.4.1技术要求 3.2.4.2分析符号 3.2.5中尺度强对流天气加密分析产品制作 3.2.5.1分析产品的构成 3.2.5.2分析产品模板 DB21/T2487—20153.2.6中尺度强对流天气模型 3.2.6.1冰雹 3.2.6.2雷雨大风 3.2.6.3雷暴天气 3.2.6.4区域暴雨天气 附录A（资料性附录）中尺度天气分析符号 DB21/T2487—2015本标准依据GB/T1.1-2009给出的规则起草。本标准由辽宁省气象局提出并归口。本标准起草单位：辽宁省气象灾害监测预警中心。本标准主要起草人：蒋大凯、李姝婷、王瀛、韩江文。1DB21/T2487—2015本规范适用于全省各级气象部门地面、高空常规和加密观测资料以及卫星、雷达、闪电定位仪等遥感探测资料和数值预报相关参量的分析。2术语和定义下列术语和定义适用于本标准。2.1中尺度分析themesoscaleanalysis尺度范围为几公里到几十公里的中尺度天气系统（如锋和云团）的分析。2.2中尺度对流天气mesoscaleconvectiveweather中尺度对流天气包括雷暴、短时强降水、冰雹、雷暴大风、龙卷以及下击暴流等，它是在一定的大尺度环流背景中，由各种物理条件相互作用形成的中尺度天气系统造成的。2.3垂直风切变verticalwindshear垂直于地表方向上风速或风向随高度的剧烈变化。2.4急流轴jetaxis在一给定高度上风速最强的轴。2.5水平方向上的湿度不连续线。穿过干线，水平露点温度变化剧烈。干线两侧的露点温度可相差14oC/500km以上。干线是具有自身垂直环流的中尺度系统，垂直伸展高度达地面1-3km。干线可导致强烈的对流风暴，是对流的触发机制之一。2.62DB21/T2487—2015标识流线identifystreamline对分析辐合辐散区、风速切变区或天气系统等具有指示意义的流线。3分析项目与规范3.1中尺度强对流天气潜势条件分析3.1.1天气图分析3.1.1.1水汽条件分析层次包括地面、925hPa、850hPa、700hPa、500hPa。3.1.1.1.1低层显著湿区技术要求：当表1条件满足任意一项时，在对流层低层分析显著湿区。多项同时满足时，挑选其中最能反映低层高湿水汽条件特征的一项进行分析。表1低层显著湿区分析条件分析对象/层次地面925hPa850hPa低层露点温度≥16℃低层温度露点差（T-Td）≤5℃≤5℃≤5℃低层相对湿度（RH）分析符号及标注：;颜色：绿色。锯齿指向湿区内部。在分析线上标注物理量及大小。3.1.1.1.2中层干区技术要求：当对流层低层存在显著湿区时，在当前区域及其上游地区中层分析干区，具体分析条件如表2所示。表2中层干区分析条件分析对象/层次700hPa500hPa低层温度露点差（T-Td）低层相对湿度（RH）≤40%3DB21/T2487—2015分析符号及标注：；颜色：橘黄色。锯齿指向干舌内部。在分析线上标注物理量及大小。3.1.1.2不稳定条件分析层次包括850hPa、700hPa、500hPa。3.1.1.2.1低层暖脊技术要求：从暖中心出发，沿等温度线曲率最大处分析温度脊。分析符号及标注： 850hPa暖脊：oooo；颜色：红色。——700hPa暖脊：oooo；颜色：棕色。根据需要，用红色“N”标注暖中心，并标注大小。3.1.1.2.2中层冷槽技术要求：从冷中心出发，沿等温度线曲率最大处分析温度槽。分析符号及标注： 500hPa分析符号：；颜色：蓝色。——700hPa分析符号：；颜色：棕色。根据需要，用蓝色“L”标注冷中心，并标注大小。3.1.1.2.3中低层垂直温差技术要求：在满足低层存在显著湿区的地区，当表3条件满足任意一项时，分析等温差线。表3中低层垂直温差分析条件850hPa与500hPa温度差（DT85）700hPa与500hPa的温度差分析阈值分析符号及标注：；颜色：橘黄色。在分析线上标注物理量及大小：如“T8525”表示850hPa与500hPa的温度差大于等于25℃；“T7516”表示700hPa与500hPa的温度差大于等于16℃。3.1.1.2.4显著降温区技术要求：当500hPa变温超过-3℃时，在负变温低值区分析显著降温区。夏半年分析24小时变温，冬半年分析12小时变温。分析符号及标注：————；颜色：蓝色。在显著降温线上标注大小。如“-6”表示500hPa的降温大于等于6℃。4DB21/T2487—20153.1.1.3抬升条件分析层次包括地面、925hPa、850hPa、700hPa、500hPa。3.1.1.3.1边界层锋区技术要求：综合分析边界层内的各温湿要素的不连续线，温度锋区参照传统天气图分析方法分析冷锋、暖锋、静止锋、锢囚锋；露点锋区分析干线。冷锋：暖锋：—""—地面干线：；颜色：黑色。锯齿指向湿区一侧。925hPa干线：；颜色：灰色。锯齿指向湿区一侧。850hPa干线：；颜色：红色。锯齿指向湿区一侧。700hPa干线：；颜色：棕色。锯齿指向湿区一侧。锋的分类和符号参照大尺度天气图分析，中尺度边界线符号用地面锋的符号代替。3.1.1.3.2中低层槽、切变线和辐合线技术要求：等压线或等高线的气旋性曲率最大处的连线分析槽线，风向或风速的不连续线分析切变线，气流汇合形成的切变线分析辐合线。850hPa切变线/槽线颜色：红色。700hPa切变线/槽线：；颜色：棕色。500hPa切变线/槽线颜色：蓝色。925hPa辐合线：；颜色：灰色。地面辐合线：；颜色：黑色。3.1.1.4垂直风切变条件分析层次包括925hPa、850hPa、700hPa、500hPa、300hPa、200hPa。3.1.1.4.1大风速带5DB21/T2487—2015沿气流方向在风速显著大于周边的几何中心分析大风速带。根据各等压面大风速带距地面的高度，判断水平风的0-1公里、0-3公里和0-6公里垂直切变。925hPa颜色：灰色。850hPa颜色：红色。700hPa颜色：棕色。500hPa颜色：蓝色。300/200hPa:；颜色：紫色。3.1.1.4.2急流核技术要求：当风速达到急流标准时（具体标准如表4）可分析急流核。表4各层急流风速阈值925/850hPa700hPa500hPa300/200hPa各层急流风速阈值12m/s20m/s30m/s;颜色：与各层大风速带同。3.1.1.4.3标识流线技术要求：有分析需要时，用于分析不属于大风速带的气流，标识流线走向与风向一致。地面颜色：黑色。925hPa：；颜色：灰色。850hPa：；颜色：红色。700hPa：；颜色：棕色。500hPa：；颜色：蓝色。300/200hPa：；颜色：紫色。3.1.1.5中尺度分析项目优先级3.1.1.5.1高空综合图高空综合图要体现出低空切变、湿区、低空急流等关键要素。对于同性质但不同层次的要素选择权重较大的绘在综合图上，权重较小的要素可以省略，其权重优先顺序见表5：表5中尺度高空分析要素权重优先顺序表综合图优先顺序低空切变850hPa、925hPa、700hPa低空急流850hPa急流、925hPa急流、850hPa显著流线6DB21/T2487—2015低空湿区850hPa、925hPa中空急流500hPa中空干区500hPa、700hPa干线850hPa、925hPa、700hPa低空暖脊850hPa、925hPa冷槽、高度槽500hPa高空急流、分流区200hPa3.1.1.5.2地面综合图地面综合图分析的要素较少，地面要素分析内容见表6。其中变压等值线间隔为1hPa；当露点温度大于16℃时分析等露点温度线，等露点温度线间隔2℃;等温线等值线间隔2℃。表6中尺度地面分析要素权重优先顺序表要素等值线间隔切变、干线流线变压1等露点线16,18,20等温线23.1.2诊断物理量分析3.1.2.1水汽条件相关技术要求：分析诊断物理量大值区等值线，并标注物理量名称及分析阈值。主观综合图分析符号： 3.1.2.1.1基本湿度参量3.1.2.1.2假相当位温(θse）分析低层θse≥320K以上高值区，分析线标注名称“θse≥320K”。3.1.2.1.3水汽通量散度（QF_div）分析低层水汽通量散度辐合区，分析线标注名称“MOCON”。3.1.2.2稳定度相关技术要求：分析诊断物理量大值区等值线，并标注物理量名称及分析阈值主观综合图分析符号：7DB21/T2487—2015;颜色：红色。3.1.2.2.1K指数（KI）分析KI≥30℃以上高值区，分析线标注名称：“KI≥30℃”,常见对流天气具体分析阈值如表5。表7对流天气K指数分析阈值冰雹短时暴雨雷电雷雨大风K17～3030～4612～3910～303.1.2.2.2对流有效位能（CAPE）分析CAPE≥500J/kg以上高值区，分析线标注名称：“CAPE≥500J/kg”，常见对流天气具体分析阈值如表6。表8对流天气CAPE分析阈值冰雹短时暴雨雷电雷雨大风CAPE500～3500500～1800200～18001000～15003.1.2.2.3对流抑制能量（CIN）分析CIN，分析线标注名称：“CIN”，常见对流天气具体分析阈值如表7。表9对流天气CIN分析阈值冰雹短时暴雨雷电雷雨大风CIN0～2>20～20～23.1.2.2.4抬升指数类（SI）分析SI≤0以下低值区，分析线标注名称：沙氏指数“SI≤0℃”,常见对流天气具体分析阈值如表表10对流天气SI分析阈值冰雹短时暴雨雷电雷雨大风SI-2～7-9～1-3～6-2～43.1.2.2.5垂直温差或直减率3.1.2.3抬升相关技术要求：分析诊断物理量大值区等值线，并标注物理量名称及分析阈值8DB21/T2487—2015主观综合图分析符号：；颜色：棕色。3.1.2.3.1地面气压（P）分析地面低压，分析线标注名称：“LOW”。3.1.2.3.2散度（DIV）分析散度场低层辐合区，分析线标注名称：“LCON”；分析散度场高层幅散区，分析线标注名称：“HDIV”。3.1.2.3.3垂直速度(ω)分析中低层上升运动区，分析线标注名称：“UPW”。3.1.2.4垂直风切变相关技术要求：分析诊断物理量大值区等值线，并标注物理量名称及分析阈值。“SHE”为垂直风切变的简写。主观综合图分析符号：;颜色：棕色。3.1.2.4.10～1公里垂直风切变分析垂直风切变场高值区，0～1公里的垂直风切变，分析线标注名称：“SHE0-1”。3.1.2.4.20～3公里垂直风切变分析垂直风切变场高值区，0～3公里的垂直风切变，分析线标注名称：“SHE0-3”。3.1.2.4.30～6公里垂直风切变分析垂直风切变场高值区，0～6公里的垂直风切变，分析线标注名称：“SHE0-6”。3.1.3中尺度强对流天气潜势条件分析产品制作3.1.3.1分析产品的构成分析产品一般由四部分内容构成：1、主观分析的综合天气图；2、主观分析的数值预报分析图；3、探空综合分析；4、基于1～3部分内容的综合分析文字。3.1.3.2分析产品模板分析产品模板如图1所示。图1中尺度潜势条件分析产品示意图9DB21/T2487—20153.1.3.3中尺度潜势条件分析强对流天气指标a)T850-T500(对流不稳定指数)大于25℃,其下游地区有发生冰雹的可能，小于25℃则无冰雹发生的可能。(前提条件）。b)副高偏南（588线在35°N以南若偏北则有利于低层暖湿气流北上，一般无冰雹，有利于暴雨发生）。DB21/T2487—2015c)SI（沙式指数）一般为小于0℃,-2～-6℃。K指数一般为大于28℃,30～40℃。CAPE指数大于1500J/kg。Θse850大于Θse500。d)850hPa、700hPa、500hPa三层（T-Td）大于10℃,整层干燥。e)高低层冷暖平流配置：大气中上冷下暖是产生不稳定天气的主要条件，一般降雹要求中层（500hPa）的干冷槽置于低层（850hPa）暖脊之前。f)天气学指标：地面自动站资料辽宁有风切变。850hPa辽宁有切变，切变南侧偏南风大于12m/s。500hPa与850hPa风速差大于20m/s，且风向随高度顺转。3.2中尺度强对流天气加密分析3.2.1强对流天气实况标注3.2.1.1强降水天气标注3.2.1.1.1技术要求分析所关注区域内及临近上游地区在过去1-3小时内出现的短时强降水（20mm/h以上）实况。可选择在综合分析图上直接叠加短时强降水实况数据（Micaps站点数据或者可使用分析符号对强降水区域进行标识，同时标注最大1小时降水量。3.2.1.1.2分析符号与标识：采用数据叠加时，大于50mm/h降水数字使用红色，30-50mm/h降水数字使用紫色，20-30mm/h降水数字使用蓝色。采用分析符号标识时，使用绿色阴影区，阴影区与标注值共同表征强降水区范围及强度，如表示所示区域范围内最大的1小时降水达50mm。3.2.1.2雷暴大风、冰雹天气标注3.2.1.2.1技术要求分析所关注区域内及临近上游地区过去1-3小时出现对流性大风（风速17.2m/s以上），冰雹实况。可选择在综合分析图上直接叠加实况数据（Micaps站点数据或在分析图中分类进行标注，并附最大风速和最大冰雹直径。3.2.1.2.2分析符号雷暴大风标注符号：，颜色：黄色。冰雹标注符号：，颜色：蓝色。3.2.2中尺度对流系统特征分析DB21/T2487—20153.2.2.1MCS结构特征和类型分析3.2.2.1.1技术要求使用最新时次雷达反射率回波、速度场回波产品，分析回波顶高、垂直液态水含量、回波质心高度及其变化等特征信息，并对钩状回波、穹窿、中气旋、三体散射等特殊结构进行识别。根据对流系统的回波特征辅助判断MCS的系统类型（包括孤立单体对流、多单体对流、飑线和超级3.2.2.1.2分析特征表11对流天气雷达产品分析条件及识别特征分析内容有利条件或识别特征短时强降水冰雹或大冰雹雷暴大风龙卷雷达反射率因子及产品水平面或扫描仰角强回波中心强度大于35dBz大于45dBz大于45dBz大于40dBz回波顶高大于-20℃层高度垂直累积液态含水量（VIL）大于25kg/m2大于30kg/m2特定回波时空特征移动缓慢、列车效应口、反射率因子强梯度区、三体散射弓形回波、阵风锋、快速移动单体垂直剖面强回波质心高度低于5公里高于-20℃层高度低于6公里高悬的强回波区有界弱回波区强回波质心下降径向速度水平面或扫描仰角中气旋特征有利有利有利有利辐合辐散低层辐合低层辐合低层辐散、中层辐合大风速区近地面垂直剖面辐合辐散低层辐合低层辐合低层辐散、中层辐合3.2.2.1.3雷达回波指标——回波强度＞40dbz中心，有＞45dbz强中心；——回波呈块状、椭圆状，结构密实，或有指状回波、钩状回波、V型缺口等形态学特征；——回波面积＞50km×50km；——回波顶高＞7km；——速度产品上中气旋、逆风去、辐合线、急流等特征明显；在以上雷达指标符合基础上，若垂直液态水含量VIL＞30kg/m2应考虑冰雹天气，否则以短时强降3.2.2.1.4分析符号文字描述3.2.2.2MCS移动、传播实况分析DB21/T2487—20153.2.2.2.1技术要求使用卫星、雷达、闪电密度实况资料分析过去1小时内主要对流系统移动趋势，用箭矢线从过去1小时的中尺度对流系统质心连接至当前中尺度对流系统质心，标识中尺度对流系统的移动、传播路径实况。有多个对流单体存在时（包括飑线中的深对流单体可对复数个对流单体分别标识其移动、传播路径，但原则上1张综合分析图中不宜描绘超过3个对流系统的移动趋势。3.2.2.2.2分析符号：3.2.3中尺度环境场条件分析3.2.3.1中尺度环境场实况分析3.2.3.1.1水汽和不稳定条件3.2.3.1.1.1技术要求分析最新时次地面加密站、自动站温度、露点温度要素信息，绘制MCS所在区域地面温湿条件的高值区域。分析时以当前区域内最高温度、露点温度值为起点，每隔2℃快速分析等值线，可根据情况分析2至3条等值线。资料条件以及分析时间允许的情况下，可使用的非常规高空环境场观测资料（如最新时次探空、微波辐射计等资料），判断环境场中高层环境温湿条件。3.2.3.1.1.2分析符号等温度线颜色：红色等露点温度线颜色：绿色。3.2.3.1.2抬升条件3.2.3.1.2.1技术要求分析最新时次地面加密站、自动站风场，在综合分析图中绘制当前区域内主要的地面辐合线和近地面显著气流标识流线。资料条件以及分析时间允许的情况下，可使用的非常规高空环境场观测资料（如最新时次探空、卫星导风、雷达VAD风场、风廓线仪等资料反映的平流变化），判断环境场中高层辐合、辐散以及风场条3.2.3.1.2.2分析符号：切变线和辐合线以及标识流线的分析符号，可参考4.1.1节内容。出流边界（阵风锋）：—x—；颜色：黑色；注：与地面辐合线分析符号通用3.2.3.1.3垂直风切变条件3.2.3.1.3.1技术要求DB21/T2487—2015资料条件以及分析时间允许的情况下，使用的非常规高空环境场观测资料（如最新时次探空、卫星导风、雷达VAD风场、风廓线仪等资料反映的平流变化），在综合分析图中绘制当前区域内主要的高空大风速带位置。3.2.3.1.3.2分析符号分析符号可参考4.1.1节内容。3.2.3.2中尺度环境场诊断物理量分析分析内容、分析方法及产品形式可参照规范“4.1.2诊断物理量分析”内容。3.2.4强对流天气短临预报落区分析3.2.4.1技术要求在中尺度过程分析综合图中绘制未来1-3小时内可能受对流系统影响，并出现短时强降水、冰雹、雷雨大风等强对流天气的区域。3.2.4.2分析符号分析符号：3.2.5中尺度强对流天气加密分析产品制作3.2.5.1分析产品的构成分析产品一般由两部分内容构成：1、分析综合图；2、文字描述；3、实况雨量图。3.2.5.2分析产品模板分析产品模板如图2所示。图2中尺度加密分析产品示意图DB21/T2487—20153.2.6中尺度强对流天气模型3.2.6.1冰雹a)冰雹天气属于强对流天气，需要有强的潜在不稳定条件，明显的触发系统，低层需要充沛的水汽条件。——干线附近湿区一侧——切变与温度锋区或干线相交点附近——850hPa与500hPa风向顺时针旋转60度以上——850hPa温度脊与500hPa温度槽相交点附近——T(700-500)大于18℃区域b)雷达分析——尺度：20km左右，呈块状——强度：45dbz以上——速度：中气旋——VIL：35kg/m2以上图3冰雹中尺度模型的平面图和剖面图500hPa700hPaaDB21/T2487—20153.2.6.2雷雨大风a)雷雨大风天气属于中等偏强的对流天气，降水强度强，但降水量一般不大，