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基层气象台站霜冻短期预报方法研究(全文第四部分)
2019-09-29 21:30:52 来源:原创 作者:罗香凌、李晓红、李德明 【 】 浏览:1362次 评论:0

  6 问题讨论
  6.1 气温变化曲线与露点变化曲线的关系
  图1是锦河站秋季气温、露点逐时变化曲线图(多日平均状况),春季与其相似。
  图中,实线为气温变化曲线,虚线为露点温度变化曲线。纵坐标Y的单位为℃。横坐标为北京时。
  从气温曲线的变化来看,气温从14点到16点,由于太阳高度角开始变低,气温开始下降,但下降幅度较小,约每小时下降0.3℃;从16点到20点,太阳落山后,由于太阳辐射没有了,地面长波辐射降温开始起主导作用,气温迅速下降,大约每小时下降2.1℃;从20点到次日凌晨6点,由于逐渐有露水形成,放出凝结潜热,气温下降变慢,大约每小时气温只能下降0.3℃左右。
  由图1可以看出,露点曲线对温度曲线有向上托扶作用:当温度曲线与露点曲线距离较远时,气温下降速度特快;当气温曲线接近露点曲线时,气温下降速度变缓,好像露点曲线阻耐了气温曲线的下降。所以当露点温度低于0℃时,形成露水的时间较晚,凝结潜热迟迟不能释放出来,气温曲线失去了露点曲线的托扶,气温下降速度一直很快,较容易下降到0℃以下,形成霜冻。
  由图1还可以看出,当两条曲线相差1度多时,就不再靠近或重合。这是因为气温是百叶箱中,离地面1.5米高处的温度,而结露常在地面或草面,那里的温度常比百叶箱温度低1度多的缘故。但在绘制每一天的气温和露点逐时变化曲线图时,结露时也有两条曲线重合的情况。

  

  图1:锦河站秋季气温和露点逐时变化曲线图(春季与之类同)

  6.2冷暖平流对最低气温预报的影响
  前面,我们所建立的最低气温预报方程中,预报因子(包括:相对湿度、露点、风速、云量…等),都是在同一气团中时起作用的。当预报后出现了冷(暖)平流,即原来的气团移走,另一个气团过来。那就要考虑平流订正的问题。
  Tm = T14 – △T + PL(平流订正) ……(4)
  (4式)是有平流订正时的计算式。关键是如何判断PL(平流订正)值的大小。
  6.2.1 冷(暖)锋面在14点到17点之间过境
  基层气象台站短期天气预报常常在17点前发布,如果冷(暖)锋面在14点和17点之间过境,我们可以从降温曲线的特殊变化来判断。
  图2是2016年4月21日14点到次日08点,锦河站的气温和露点变化曲线图。正常情况应当是图1那样,14点到15点,气温无多大变化(一般只降0.2℃),可是当日14点到15点气温曲线变化异常,下降了8.8 ℃,这表明这一个小时之内有明显冷平流(较强冷锋过境),前后两个气团温度相差8.6℃左右(8.8-0.2)。(4)式中的平流订正PL应当为-8.6℃。

 
  图2:一次有冷平流时的降温曲线

  图3是2016年5月13日14点到次日08点,锦河站的气温和露点变化曲线图。正常情况也应当像图1那样,从14点到17点3个小时,气温应下降3.2℃左右,可是当日14点到17点却升高0.5 ℃,这表明这3个小时内有暖平流(暖锋过境),前后两个气团温度相差3.7度左右(3.2+0.5)。(4)式中的平流订正PL应当为+3.7℃。

 
  图3:一次有暖平流时的降温曲线

  2016年4月21日的最低气温预报计算过程如下:
  △T = b0 + b1•X1 + b2•X2 +b3•X3
  △T = 23.46 + 0.184•6.9 + 0.312•5.0 - 0.273•49.0 ≈ 12.9
  Tm = T14 – △T + PL = 15.7 – 12.9 – 8.6 = -5.8(℃)
  预报次日凌晨最低气温-5.8℃,有霜冻;实测-6.4℃,有严重霜冻,预报误差0.6℃。
  其中,b0、b1、b2、b3取自表3(锦河站),X1、X2、X3、T14、PL取自表4。

  2016年5月13日的预报计算过程如下:
  △T = b0 + b1•X1 + b2•X2 +b3•X3
  △T = 23.46 + 0.184•7.2 + 0.312•(-5.7)- 0.273•22.0 ≈ 17.0
  Tm = T14 – △T + PL = 16.0 – 17.0 +3.7= 2.7(℃)
  预报次日凌晨最低气温2.7℃,无霜冻;实测3.3℃,无霜冻,预报误差-0.6℃。

  表4:平流订正后的锦河春季最低温度预报举例
  —————————————————————————————————————
  年月日    T14   X1(F14) X2(Td14) X3(RH14) PL    预报Tm    实测Tm
  —————————————————————————————————————
  20160421 15.7  6.9     5.0      49.0     -8.6  -5.8     -6.4
  20160513 16.0  7.2    -5.7      22.0     +3.8   2.8      3.3
  —————————————————————————————————————

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Tags:基层气象台站霜冻短期预报方法研究 全文 第四部分 责任编辑:lidm
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