對流參數(shù)計(jì)算公式及說明

1、要素定義計(jì)算公式備注（含義、意義）濕靜力溫度（TSIG）與靜力能（顯能、 位能、潛能之和） 相對應(yīng)的溫度T = T + &Z + -qpdpd假絕熱過程中，濕靜力溫度守 恒飽和濕靜力溫度（TSIGS）與飽和氣塊對應(yīng) 的濕靜力溫度T = T + 業(yè)Z + -qSCpdCpd S凝結(jié)函數(shù)（F）F = qz(LR CpRT) p c RT2 +q L單位質(zhì)量飽和空氣每上升1hPa 所凝結(jié)出的液態(tài)水。抬升凝結(jié)溫 度（TC）氣塊絕熱抬升至 飽和時(shí)的溫度t = t dx 0.976C 0.976 - 8.33 x 10-4 (紂3 + / 273 +1d 0抬升凝結(jié)高 度（PC）氣塊絕熱抬升至 飽和時(shí)的高

2、度p = p (273 + c ) 了 c “273 + t0計(jì)算時(shí)用到抬升凝結(jié)溫度自由對流高 度（PF）氣塊絕熱抬升時(shí) 受環(huán)境的浮力為 零，在此高度上 浮力為正。=一般在對數(shù)氣壓坐標(biāo)中溫度和 對數(shù)氣壓為線性，用此關(guān)系求 解。平衡高度（PE）氣塊絕熱抬升， 若存在環(huán)境正浮 力作用，此后， 環(huán)境正浮力在此 高度上變?yōu)榱?，并在此高度之上一般在對?shù)氣壓坐標(biāo)中溫度和 對數(shù)氣壓為線性，用此關(guān)系求 解。皆為負(fù)。對流凝結(jié)高 度地面氣塊受輻射 加熱作用而產(chǎn)生 對流，出現(xiàn)凝結(jié) 的高度。=等飽和比濕線和狀態(tài)線交點(diǎn)高 度。對流凝結(jié)溫 度地面氣塊受輻射 加熱作用升溫而 可產(chǎn)生對流。=等飽和比濕線和狀態(tài)線交點(diǎn)高 度處干

3、絕熱下沉至地面時(shí)的溫 度。對流有效位 能(CAPE)見公式與備注CAPE = g j zel (_)dz咨TVe氣塊過程中所有因溫度差異形 成的正浮力對氣塊所做的功， 利用?，攬D求解時(shí)一般在氣壓 坐標(biāo)下離散求解更易。對流抑制能量(CIN)見公式與備注CIN = g j eZpdzb地表氣塊上升至自由對流高度 之前所必須的外界能量。一般 也在氣壓坐標(biāo)下求解。K指數(shù)(K)=K =匕。-+ Td-偵di。綜合反映中低層垂直降溫、低 層露點(diǎn)及溫度露點(diǎn)差的物理 量；用于暴雨預(yù)報(bào)較好。沙氏指數(shù)(SI)850hPa氣塊絕 熱上升至 500hPa時(shí)與環(huán) 境的溫度差SI = T T500850條件不穩(wěn)定指數(shù)，反

4、映850hPa 氣塊移動到500hPa時(shí)的不穩(wěn)定 狀況。TJ5C為850hPa空氣塊絕 熱抬升至500hPa時(shí)的溫度。抬升指數(shù)(LI)地表氣塊絕熱上 升至500hPa時(shí) 與環(huán)境的溫度差LI = T T500suf條件不穩(wěn)定指數(shù)，反映地面氣 塊移動到500hPa時(shí)的不穩(wěn)定狀 況。T為地表空氣塊絕熱抬 suf升至500hPa時(shí)的溫度。修正的K指 數(shù)(MK)見公式與備注mK =(T + T )/2 +(T + T )/2 項(xiàng)00 另-考慮到地面狀況后對K指數(shù)進(jìn) 行的修正，一般修正后的K指 數(shù)比原K指數(shù)要大。深對流指數(shù)(DCI)見公式與備注DC =(T J -LI綜合反映低層(850hPa)溫濕 特性

5、及中地層條件穩(wěn)定度的參 數(shù)修正的深對流指數(shù)(MDCI)見公式與備注MDCI = (T + T )/2 + (T + T )/2 LI850d850sds綜合反映低層(地面-850hPa) 溫濕特性及中低層條件穩(wěn)定度 的參數(shù)對流穩(wěn)定度指數(shù)(IC)見公式與備注I =66ce500e850中低層層結(jié)(對流)不穩(wěn)定強(qiáng) 度指標(biāo)最佳對流穩(wěn)定度指數(shù)(BIC)見公式與備注引=(6se 訕6e max)中低層最大層結(jié)(對流)不穩(wěn) 定強(qiáng)度指標(biāo)條件性穩(wěn)定 度指數(shù)(IL)見公式與備注J 6:500 -60當(dāng)IL0，為條件性 穩(wěn)定。條件-對流穩(wěn)定度指數(shù)(ILC)見公式與備注I = (6 *6 ) + (66)LCse5

6、00se 0se500se850條件性穩(wěn)定度是考慮一小塊空 氣上升得到的，而對流性穩(wěn)定 度是考慮整層空氣抬升得到 的，常把IL與IC相加稱為條件 -對流穩(wěn)定度指數(shù)，也有稱為位 勢穩(wěn)定度指數(shù)的全總指數(shù)(TT)見公式與備注TT = T850 + Td 850 - 2T500TT越大，越容易發(fā)生對流天氣強(qiáng)天氣威脅指數(shù)(SWEAT)經(jīng)驗(yàn)公式，綜合 反映了中低層熱 力穩(wěn)定度特性及SWEAT = 12 D + 20(TT 49 )+ 2 f + f +125(S + 0.2 )D = 850hPa露點(diǎn)溫度(C)，若D 是負(fù)數(shù)，此項(xiàng)為0;，TT為全總 指數(shù)，若TT小于49,則20(TT適宜風(fēng)暴發(fā)生動 力環(huán)境

7、對風(fēng)暴發(fā) 生所產(chǎn)生的共同 作用。49)項(xiàng)等于 0 ； f = 850hPa 風(fēng)速(海里/小時(shí))；f =500hPa 風(fēng)速(海里/小時(shí))；S = sm 。0 -以削)，以500與a850分別代表500hPa風(fēng)向與850hPa風(fēng)向；最后一項(xiàng)125(S +0.2)在下列4個(gè)條件中任一條 件不具備時(shí)為零：850hPa風(fēng)向 在 130。250。之間；500hPa 風(fēng)向在210 310之間； 500hPa風(fēng)向減850hPa風(fēng)向?yàn)?正；850hPa及500hPa風(fēng)速至少 等于15海里/小時(shí)。大風(fēng)指數(shù)(WINDEX)經(jīng)驗(yàn)公式，反映 了中低層溫、濕 特性對地面大風(fēng) 可能產(chǎn)生的共同 作用。WINDEX = 5H

8、Rq(r2 -30 + g -2Q )o.5其中H M : 0C層距地高度 (AGL),以km為單位；R q = Q L/12,但不能大于1 (g/kg)； r：地面與0C層之間的直減率 (C/km)； Q L :近地面 1km 層厚度內(nèi)的平均混合比(g/kg)；Q m : 0C層處混合比（g/kg）。風(fēng)暴相對螺旋度（SRH）螺旋度的簡化形 式。在強(qiáng)風(fēng)暴發(fā) 生前，渦度的垂 直分量一般比風(fēng) 的垂直切變小一 個(gè)量級以上；在 強(qiáng)天氣發(fā)生之 前，垂直速度本 身及其在水平方 向上的變化不 大。hdudvsr dzsr dzH =F V - C)Q dzH =(u - c )(v - c ) - (u -

9、 c )(v - c ) s-rz+1 x i yi x i+1 yi=0風(fēng)暴移動速度以平均風(fēng)速75% 的速度，移向平均風(fēng)右側(cè)的30o 方向（以下標(biāo)記為30 R75）。平 均風(fēng)向、風(fēng)速選用地面、850、 700、500、300 和 200 hPa 的風(fēng) 計(jì)算。能量螺旋度（EHI）綜合反映了對流 有效位能和風(fēng)暴 相對螺旋度的共 同作用。EHI = CAPE x H /160000Hs-r為低空0至2km的螺旋度。EHI2時(shí)，發(fā)生強(qiáng)對流的 可能性極大粗理查遜數(shù)（BRN）反映垂直風(fēng)切變 與靜力不穩(wěn)定兩 者之間的某種平 衡關(guān)系。ddm cape CAPE = 1(U 2 + V J IO22即低層0-

10、6km之間的密度加權(quán) 平均風(fēng)與0-500m近地面層平 均風(fēng)的差。強(qiáng)對流天氣可以發(fā) 生在弱的垂直風(fēng)切變結(jié)合強(qiáng)靜 力不穩(wěn)定或相反的環(huán)境中。近 年來，BRN被認(rèn)為是表征雷暴 環(huán)境的一個(gè)很有用的參數(shù)，利 用它還可以區(qū)分對流風(fēng)暴類 型。有些分析認(rèn)為中等強(qiáng)度的 超級單體往往發(fā)生在5WBRNW 50的情況下，而多單體風(fēng)暴一般發(fā)生在BRN35的情況下。風(fēng)暴強(qiáng)度指數(shù)(SSI)見公式和備注SSI = 1002b (0.276lnSh)+(2.011x104 Eh)Shr為氣層內(nèi)密度加權(quán)平均垂 直風(fēng)切變。TV87構(gòu)造出一個(gè)由 Ehi與Shr組合的函數(shù)，力求將 強(qiáng)雷暴與非強(qiáng)雷暴區(qū)分開；SSI = 100的線代表強(qiáng)雷暴與非強(qiáng) 雷暴的分界線。瑞士雷暴指數(shù)1(SWISS1)見公式和備注SWISS = SI+ 0.4Shr+ 0.1 偵-T )008503-6d 600Shr3-6 為 3000-6000m 氣層內(nèi)密 度加權(quán)平均垂直風(fēng)切變。當(dāng)SWISS 00 5.1時(shí)預(yù)報(bào)有雷暴。瑞士雷暴指數(shù)2(SWISS2)見公式和備注SWI