Sakuzyo♡ 来2个C5如何
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【21-09-14冷空气吧-科普】T-lnP图(探空图)科普/识图 T-lnP图(温度-对数压力图),也称探空图,可以直观反映气象站上空各种气象要素的垂直分布情况,在天气分析中有着广泛应用。本文主要面向非气科专业的,对气象感兴趣的朋友,基本不涉及背后的原理(大气热力学),主要内容是识图;本文分两部分,分别为强对流天气分析和降水相态分析。 日常业务中,T-lnP图经常被用来分析强对流,是反映大气稳定度的工具。在分析之前,先来认识一下图中奇奇怪怪的线吧。 首先是坐标,纵坐标是气压的对数,正好用来模拟高度;横坐标是温度,注意这里的温度坐标是斜着向上的(灰虚线)。红线:温度曲线,代表温度随着高度的上升而变化。 绿线:露点曲线,代表露点随着高度的上升而变化。 紫色虚线:状态曲线,代表气团绝热上升时的温度变化。假设地面有一团空气在上升过程中与外界没有进行任何能量交换(绝热),那气块温度随高度变化的曲线就是状态曲线。 了解了这些最基础的之后再来代入强对流天气发生需要的一些条件。 首先是水汽。露点指空气冷却到饱和时的温度,露点与温度越接近,代表空气相对湿度越大,水汽越充足。当底层湿度大,中高层湿度小时,有利于强对流天气发生,此时探空图的温度曲线+露点曲线长得像一个喇叭口。低层湿高空干,有利于对流 然后是层结不稳定条件。这里不引入干绝热和湿绝热了,看图可以总结为温度的垂直递减率越大(温度线越往左边倾斜),大气就越不稳定。CAPE(对流有效位能)的定义是当状态曲线在温度曲线的右边时,它们包围的面积,表示可供对流发展的不稳定能量大小。CAPE规定了对流强度的天花板,但注意若没有合适的条件触发,CAPE再高也不会出现强对流天气。红色的区域即CAPE 还有抬升条件,包括一些低空辐合(气旋、冷锋、低压槽、切变线等)以及地形抬升,这些系统都可能触发强对流天气。但有些抬升条件无法直接从T-lnP图中获得,需借助其他层面的天气图协同分析。所以预报强对流也不能局限于T-lnP图,要结合大尺度环流一起判断。 还有一些比较杂的内容。比如低空风顺转时,会使层结不稳定度增加;风速随高度增大时,会导致更强的上升运动,这些均有利于强对流天气的发生;冰雹天气要求气温降至0℃的高度最好在700hpa附近……前辈们还通过物理量的计算定义了K指数、SI、SWEAT等指标,在业务中均取得了不错的效果。 举个例子,2020年6月24日的郑州探空。2020.6.24郑州 低层湿中高层干,温度直减率较大,CAPE很大一坨,低空风顺转。当天郑州出现了强对流天气。 再来个例子,2021年4月30日,江苏东部。2021.4.30江苏 低层湿中高层干,温度直减率很大,CAPE很高,低空风顺转且风速随着高度的增加而增大。当天长三角遭遇了阵风锋的袭击,仅南通就有11死102伤。 说完了让人头疼的强对流,接下来放松一下吧。 除了强对流外,探空图在冬季还有一个用途:判断降水相态。这个就很简单了,看准温度和高度坐标就行。 1、雨:从地面往上数七八百米(平原地区一般是950hpa到地面),如果这一段的气温均在零上,对应的相态一般为雨,雪花下落时会在足够厚的零上区域融化成雨滴。下雨时的探空 2、雪、雨夹雪:离地300m左右以上高度的气温均在零下,对应相态为纯雪;离地400-500m以上均在零下,相态为雨夹雪。雪花经过零上区域时没来得及(完全)融化,便出现降雪(雨夹雪)天气。注意,纯雪时可以存在逆温,暴雪时也常常出现逆温(代表暖湿气流的参与),唯一的要求是不能逆温逆到零上。纯雪时的探空 3、冰粒:当暖湿气流强盛时,700hpa附近的温度有时会在0℃以上,但是850hpa-1000hpa左右气温在零下,这样雪花下落过程中会出现融化再冻结的情况,最后成为冰粒落到地面。冰粒时的探空 4、冻雨:当冷暖气流均非常强时,1500-4000m左右(650-850hpa)气温有时可达零上5℃左右,雪花在此层融化;但1000m(900hpa)以下的气温又在零下,水滴还来不及冻结成冰粒就落到地面。此时水滴温度在0℃以下(过冷却水),地面温度也在0℃以下,两者一接触,便在地面(下垫面)形成薄薄的冰层。冻雨时的探空 以上就是经常用到T-lnP图的几个场景,本文均为个人经验总结,难免存在错漏或不全面之处,还请批评指正。
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