LEONE
发布于 2025-09-09 / 12 阅读
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探空对流分析图学习手册(小白到进阶 · 实操加强版)

用途:从0到1学会读懂探空对流分析图;配套两例完整实操,可直接照着做。


1. 为什么要看探空图?

  • 探空 = 大气垂直剖面(温度、湿度、风)。

  • 用途:判断稳定度(会不会打雷)、水汽(会不会下大雨)、风场组织(会不会有大风/龙卷/冰雹)。


2. 图的结构(Skew-T 常见布局)

  1. 温度/露点廓线(左大图):红=温度,蓝=露点,黑=抬升气块轨迹。

  2. 风廓线(右侧柱):不同高度的风向风速与风切变。

  3. 螺旋度/风暴运动(右上角风圈/箭矢)。

  4. 参数表(底部):CAPE、CIN、LCL、LFC、EL、PWAT、K-index、SWEAT、DCAPE、SHIP、SCP、STP 等。

  5. 危险天气箱线图(右下):STP/SHIP 等阈值对比。


3. 关键参数与阈值(速查)

  • CAPE(J/kg):0–500 弱;500–1500 中;>1500 强;>3000 极强。

  • CIN(J/kg):<50 易触发;50–200 需触发;>200 强抑制。

  • LI(℃):>0 稳定;0~-3 弱不稳;-3~-6 中等;<-6 强不稳。

  • PWAT(mm):<20 干;20–40 一般;>40 水汽充足(利强降水)。

  • 风切变 0–6 km(m/s):<10 单体;10–20 多单体/线状;>20 超级单体可能。

  • SRH(0–3 km)(m²/s²):<50 弱;50–150 中;>150 超级单体/龙卷条件。

  • DCAPE(J/kg):<400 低下击;400–800 中;>800 高下击。

  • K-index:>30 雷暴潜势较大。

  • SWEAT:>250 需重视强对流。

  • SHIP/LHP:>1 冰雹可能性上升。

  • SCP/STP:>1 超级单体/龙卷潜势显著。


4. 天气类型快速判断

  • 短时强降水型:CAPE≥中等 + PWAT>40 + 风切变偏弱。

  • 雷暴大风型:DCAPE≥600 + 中层偏干 + 有触发。

  • 冰雹型:CAPE大 + SHIP/LHP高 + 冻结层较低。

  • 龙卷型:CAPE大 + 强风切变 + SRH高 + STP>1。


5. 分析流程(决策树)

  1. 能量:CAPE? CIN? convT 是否可达?

  2. 水汽:PWAT? 低/中层 RH?

  3. 动力:0–6 km 风切变? SRH? 风暴运动?

  4. 危险指数:DCAPE(大风)、SHIP/LHP(冰雹)、STP/SCP(龙卷/超级单体)。

  5. 合成结论:给出最可能天气 + 风险排序 + 触发窗口


6. 实操案例 A(2025-09-09 14时)——“短时强降水型”

原始读数(来自图面)

  • Surface CAPE ≈ 1845 J/kg;FCST CAPE ≈ 1223 J/kg;LI ≈ -2~-3

  • CIN ≈ 0–17 J/kg(弱抑制)

  • LCL ≈ 0.4–0.7 km;LFC ≈ 1.1–1.2 km;EL ≈ 9.2–11.8 km

  • PWAT ≈ 60 mm;低层 RH ≈ 88%;中层 RH ≈ 92%

  • 0–6 km 风切变 ≈ 18 m/s;SRH(0–3 km) ≈ 10 m²/s²

  • K-index ≈ 39;SWEAT ≈ 271

  • DCAPE ≈ 342 J/kg

  • SHIP ≈ 0.1;LHP ≈ 5.0

逐步判断

  1. 能量强,抑制弱 → 容易触发。

  2. 水汽极充足 → 强降水潜势大

  3. 动力弱风切变 + SRH低 → 脉冲/多单体,组织性差。

  4. DCAPE不高 → 雷雨大风风险低。

  5. 冰雹/龙卷指标低 → 不考虑。

结论

  • 最可能天气雷阵雨,伴短时强降水;局地可达中到大雨,暴雨点状可发。

  • 风险排序:短时强降水 > 雷电 > 阵性阵风 > 冰雹/龙卷(无)。

  • 触发窗口:午后气温接近 convT≈31℃ 时或有低层辐合/地形触发。

  • 临近提示:注意慢移回波 → 局地累积雨量大。


7. 实操案例 B(2025-09-10 14时)——“弱对流/低概率阵风型”

原始读数(来自图面)

  • Surface CAPE ≈ 312 J/kg;FCST CAPE ≈ 1423 J/kg;LI ≈ -2~-4

  • CIN ≈ 57 J/kg(抑制↑)

  • LCL ≈ 0.18–0.36 km;LFC ≈ 2.6–3.0 km;EL ≈ 9.1–9.5 km

  • PWAT ≈ 50 mm;低层 RH ≈ 90%;中层 RH ≈ 73%

  • 0–6 km 风切变 ≈ 16 m/s;SRH(0–3 km) ≈ 9 m²/s²

  • K-index ≈ 35;SWEAT ≈ 236

  • DCAPE ≈ 474 J/kg

  • SHIP ≈ 0.1;LHP ≈ 0.1

逐步判断

  1. CAPE 较低 + CIN 大 → 不易触发。

  2. 水汽可,中层干 → 对流弱 + 易蒸发冷却。

  3. 风切变弱,SRH极低 → 组织性差。

  4. DCAPE 中等 → 阵雨中可带 15–22 m/s 阵风(6–7级)。

  5. 冰雹/龙卷指标低 → 不考虑。

结论

  • 最可能天气多云到局地雷阵雨,总体雨量不大。

  • 风险排序:雷电 ≈ 局地短时阵风 > 短时强降水(低) > 冰雹/龙卷(无)。

  • 触发窗口:午后若升温/辐合增强,或受冷池外沿触发。

  • 临近提示:若雷达见强心回波+弓形回波 → 局地 7级阵风。


8. “照着做”的实操清单(可打印)

  1. 看 CAPE(强/弱)+ CIN(强/弱) → 能不能触发?

  2. convT vs 实况温度 → 当天能否点燃?

  3. PWAT + RH → 下大雨还是干冷型?

  4. 风切变 + SRH → 风暴组织?

  5. DCAPE → 是否要警惕大风?

  6. SHIP/LHP + 冻结层 → 冰雹风险?

  7. 输出一句话:最可能天气 + 风险排序 + 触发窗口。


9. 常见误区与纠偏

  • 只看 CAPE 不看 CIN → 有能量未必能爆发。

  • 只看指数不看廓线 → 可能被“掩盖”。

  • 忽略地形/海风/辐合线 → 常常是触发按钮。

  • 忽略风暴移动速度 → 慢移 + 高 PWAT → 积涝。


10. 结语

  • 9月9日:高湿 + 中等能量 + 弱风切变 → 短时强降水型

  • 9月10日:能量下降 + CIN 增大 + 中层偏干 → 弱对流/局地阵风型

  • 方法:能量 → 水汽 → 动力(风切变) → 指数 → 触发 → 再写出结论+排序

常见探空对流指数中英文对照表

英文缩写

中文名称

含义解释

阈值/临界值

典型天气信号

CAPE (Convective Available Potential Energy)

对流有效位能

空气块抬升可获得的浮力能量,数值越大,对流越强

<500 J/kg 弱;500–1500 中等;1500–3000 强;>3000 极强

值大 → 对流旺盛、上升速度快,可能出现强雷暴/冰雹

CIN (Convective Inhibition)

对流抑制能量

抑制对流发展的“盖子”,数值越大,越难触发

<50 J/kg 易触发;50–200 中等抑制;>200 强抑制

值大 → 即便 CAPE 高,也可能“压不住”对流;若突然突破,易爆发性强对流

LI (Lifted Index)

抬升指数

比较抬升空气与环境温度的差值,负值说明空气更暖、更易上升

>0 稳定;0~-3 弱不稳;-3~-6 中等不稳;<-6 强不稳

越负 → 雷暴潜势越大,<-6 需警惕强雷暴

PWAT (Precipitable Water)

可降水量

大气柱中全部水汽凝结可形成的降水量

<20 mm 干燥;20–40 一般;>40 潮湿充足

值大 → 容易出现强降水或短时大雨

RH (Relative Humidity)

相对湿度

空气湿润程度

低层>80% + 中层>70% → 深厚对流;中层过干易下击暴流

湿度高 → 降水型;湿度低 → 大风型

K-index

K 指数

考虑温度、露点差的综合雷暴潜势指标

<20 雷暴概率低;20–30 可能有雷暴;>30 雷暴概率大

值大 → 对流环境更适合雷暴

SWEAT (Severe Weather Threat Index)

强天气威胁指数

综合风速、风向切变、湿度与热力条件

<200 弱;200–250 中;>250 需警惕;>400 高度危险

值大 → 风暴潜势增加,>400 时龙卷/超级单体风险高

DCAPE (Downdraft CAPE)

下沉气流有效位能

下沉气流因蒸发冷却获得的能量,反映下击暴流潜势

<400 J/kg 弱;400–800 中;>800 强

值大 → 雷暴大风风险高,可估算潜在阵风风速

LCL (Lifted Condensation Level)

抬升凝结高度

空气抬升开始凝结成云的高度

<1 km 云底低;>2 km 云底高

云底低 → 雷暴更易产生短时强降水

LFC (Level of Free Convection)

自由对流高度

空气块开始自由上升的高度

低(<2 km)易触发;高则触发困难

高 LFC → 需要更强的触发机制

EL (Equilibrium Level)

平衡高度

上升气流停止的高度

高(>9 km) → 风暴顶高、可能打雷

高值 → 深对流发展条件好

SRH (Storm Relative Helicity)

风暴相对螺旋度

风随高度改变的旋转能量

<50 低;50–150 中等;>150 高

>150 时超级单体/龙卷风险显著

SCP (Supercell Composite Parameter)

超级单体合成指数

CAPE、SRH、风切变的综合

>1 风暴可能为超级单体;>4 强烈超级单体风险

越大 → 超级单体概率越高

STP (Significant Tornado Parameter)

显著龙卷指数

评估龙卷发生潜势

>1 存在龙卷可能;>2 中高风险

值高 → 需警惕龙卷发生

SHIP (Significant Hail Parameter)

显著冰雹指数

评估大冰雹(>2 cm)潜势

<1 风险低;>1 有潜势;>2 明显高风险

值大 → 冰雹概率显著增加

LHP (Large Hail Parameter)

大冰雹指数

单独考虑冰雹潜势的参数

<1 风险低;>2 风险中等;>4 风险大

值大 → 大冰雹更可能发生



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