【21-09-14冷空气吧-科普】T-lnP图（探空图）科普/识图 - 冷空气吧

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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。