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北京雷雨天为何难预报?夏天的云为什么格外美?气象专家来解惑

2020-06-24 15:12 北京晚报 TF008

一到夏季,雷雨又成了北京的常客。经常有市民抱怨,“刚洗完车,出来就被一场雨浇了”。据北京市气象台首席预报员郭金兰介绍,端午假期,本市多雷雨天气。

气象预报员紧盯雷达,讨论和会商天气。

夏季的雷雨,来得快去得也快,似乎很难捕捉到它的步伐。那么雷雨天气的预报究竟难在何处?听听市气象台首席预报员怎么说。

■难度1

北京三面环山 地形复杂

市气象台首席预报员翟亮告诉记者,从天气预报角度来说,雷雨本身就是比较复杂的一种天气现象,“盛夏本来就热,湿度还大,这时候高空再有冷涡在东北地区形成,冷涡后部不断有冷空气南下,就很容易在午后触发对流”,翟亮说,如果东北冷涡稳定地维持在东北地区,北京在东北冷涡西南侧,由于冷涡是一种逆时针的气旋性环流,其西南侧为偏北气流,会引导北方冷空气不断南下,在午后暖湿气流合适时,就会发展成对流性天气,雷雨就发生了。

一般来说,东北冷涡影响下,北京的雷雨可持续数日。这种类型的雷雨可预报性降低,主要是由于北京的下垫面复杂,三面环山的地形对气流有很大影响,另外冷暖空气强度和汇合位置也是预报难点,加上雷雨发生要有不稳定的大气层结配合,后者由于观测数据的限制也为预报增加了难度。

■难度2

大气不断流动 触发机制多样

雷雨是对流性天气,是一种不稳定大气能量释放的过程。要预报雷雨,在确定大气的不稳定状态具备的前提下,分析和预报雷雨的触发机制就是关键一环。

触发的机制一般是多种多样的天气系统。有些天气系统是大尺度的,比如有上千公里的高空槽,也有只有几百公里甚至几公里的中小尺度的天气系统。而无论哪种尺度大小的天气系统,都需要预报员通过观测数据进行分析确定,这本身就依赖于全球的气象观测数据,这种全球定时的一天两次的观测,其时空精度还不够,增加了预报员分析诊断天气系统的难度。

另外,大气是不断流动和变化的,各类天气系统也都有自己的“生命史”,不断新生、发展、消亡。因此,天气系统的分析诊断和预报也为雷雨天气预报增加了很大难度。

除了天气系统触发对流,还有地形因素也可以触发,地形因素造成大气抬升,比如像迎风坡。“总之情况很繁多,也很复杂。”翟亮分析道。

■难度3

温度一高 积雨云随时“冒泡”

雷雨,是由积雨云发展起来的,这样的云有时候是单独一个一个的发生发展,有时候是有组织的一团一团的,或分散或集中。如果是很强的天气系统,激发产生了大范围的积雨云,那这场雷雨下得就会比较大,下得范围也会比较广。

翟亮说,夏季的雷雨有时候大气的状态演变趋势不明显,天气系统或者冷空气非常弱,甚至很难从现有的探测资料诊断出来,那么这种雷雨的可预报性非常差。它的局地性、突发性就显现出来了。

“就像烧热水一样,烧到了一定程度,烧水壶的底儿就开始冒泡了。”大气也是一样,当不稳定大气受热,对流极易发展。但是要预报积云发展的位置,就如同要找到烧水壶底儿的气泡在哪儿先起一样困难。

■难度4

局部地区强降雨难预测

雷雨天气本身的预报难度大,降雨分布难以准确把握和描述。翟亮举例,像2019年7月22日那天,下午到晚上都在下雷雨,这场降雨涉及范围广,全市大雨、部分地区暴雨、局地大暴雨。当天的大气就是非常不稳定,影响的天气系统很强,全市范围内都符合雷雨的发生条件,可预报性比较高。

此外,雷雨还会出现一些极端状况,就是在很小范围内出现强降雨,可预报性也是最差的。2019年8月9日就是一场典型的局地暴雨,全市平均降雨量才1.2毫米,而最大的降雨出现在密云,阳坡地当时下了128.2毫米的大暴雨。

总之,夏季雷雨天气多发,雷雨发生的条件复杂且难把握,尤其突发的局地性强雷雨,一旦发生在山区,特别容易诱发崩塌、泥石流、山洪等次生灾害,因此也再次提醒大家关注最新的天气预报、预警信息,平安度过北京汛期。

■前景

技术更新预警会更精准

雷雨的预报虽然难,但预报员们也一直在努力追踪雷雨的步伐。为了预报更准确、“捕捉”雷雨更速度,预报业务人员都是24小时坚守岗位,时刻关注天气变化。

记者了解到,近年来,预报技术也在不断更新和完善。逐步增加的多部X波段天气雷达,先进的睿图(RMAPS)快速更新多尺度分析和预报系统,还有短时临近监测预警一体化平台(VIPS)等,都成为了预报和预警雷雨非常重要的工具,能够帮助预报员监测得更细、预报得更准、预警得更快。

此外,目前北京自己研发的“智能化无缝隙格点分析预报系统”(iGrAPS)已经投入使用,随着其不断完善和发展,加上对大气科学领域研究的不断深入,相信未来对于夏季雷雨天气的预报预警将会更准确也更精细。 本报记者 骆倩雯

■延伸阅读

夏天的云,为什么那么美?

刚进入夏季,不少市民的朋友圈就争先恐后地晒出了北京的白云,纷纷感叹:“夏天的云,真太美了!”

气象专家张明英告诉记者,北京夏季最常见的一种云,就属对流云。顾名思义,对流云就是对流产生的云,最爱在夏季出现。

夏季的雷雨,多由对流运动产生,而对流云就在此时出现。如果低层中的空气温度明显高于高层的空气温度时,大气就处在一种不稳定状态,低层暖空气会做上升运动,从而形成对流。上升运动的暖空气温度不断降低,当达到凝结高度后,水汽就会凝结形成云,这种云就是对流云。

一般来说,对流云根据对流强度分三个阶段,初期形成的是“淡积云”,这样的云特点是云体较松散,云顶向上凸起,底部又相对平坦,看上去很蓬松,好似朵朵棉花糖在天空中飘浮。如果对流不那么强烈,这种云朵出现时就是晴天,在蔚蓝天空的映衬下,看上去更加洁白无瑕。

张明英说,较厚的浓积云和积雨云,云体如山似塔,层层叠在一起,此时就预示着雷雨、冰雹等强对流天气要来了。夏季正是冷暖活动活跃的时期,非常容易出现对流云,这也成为了北京夏季一道亮丽的风景线。

记者了解到,对流云很“好动”,日变化非常大,可能一天早晨的时候还不见踪影,到了中午就悄然出现,下午很有可能已经发展成对流旺盛的浓积云。对流云的形态,变化多端,一会儿似绵羊,一会儿似花菜,甚至一天之中就会出现好几种形态。

为何大家会觉得北京初夏的云特别美?张明英说,正是因为对流云的多变,给大家在视觉上带来美的享受,加上初夏的北京,还没有进入三伏天,空气湿度小,所以大气也很透亮,能见度比较好,蓝天更蓝,云朵自然也更美了。

而南方的淡积云,因为水汽含量较大,轮廓就不如北方的淡积云清晰,视觉效果自然也会差一些。

另外,有市民提出疑问,随着近几年北京大气治理的推进,空气质量大有好转,是不是云看上去也因此更美了?实际上,记者了解到,大家经常看到的云一般都在七八千米的高空,这跟大气污染治理的高度是不太吻合的。之所以觉得夏季的云特别好看,也是因为夏季的污染较少,天空比较透亮。

 

来源:北京晚报 记者 骆倩雯

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