中国中低海拔地区三类强对流天气环境条件的基本气候特征

短时强降水、雷暴大风、冰雹等不同类型强对流天气的预报预警准确性亟待提高,对不同类型强对流天气环境特征异同的准确了解是提供准确预报预警的基础.本研究针对我国海拔低于2500 m地区超过20 mm·h-1的短时强降水、最大阵风风力大于17.2 m·s-1的对流性大风和直径大于5 mm的冰雹三类强对流天气,基于2002-2010年4-9月小时降水和冰雹实况、2010-2014年4-9月的雷暴大风实况及2002-2014年 4-9月的 l°×l° NCEP FNL(National Center for Environmental Prediction,Global Final Anal-ysis)资料,以NCEP FNL一天4次的时刻(02:00、08:00、14:00、20:00,北京时)为中心,通过时空匹配处理,对三类强对流天气的绝对水汽含量、相对水汽含量、静力稳定度参数、低层抬升触发与垂直风切变条件、特性层高度及部分物理量的联合分布等环境气候特征进行了研究.结果表明,华南是短时强降水的高发区域,华北中北部和华南南部是雷暴大风的两个高发区域,华北中北部是冰雹的高发区域.短时强降水主要集中在夏季,雷暴大风在夏初和夏末各有一个峰值,冰雹主要在春末夏初.短时强降水整层温度露点差小所体现的相对湿度大的特征明显,雷暴大风和冰雹低层温度露点差大的特征明显.三类强对流天气的大气水汽含量(total precipitable water,PWAT)、相对湿度、垂直温度递减率和零度层高度(height of 0℃ temperature above the sea surface,Z0)差异显著.三类强对流天气的PWAT中值分别为56.0 mm、33.4 mm和22.2 mm.短时强降水的主要PWAT区间为50.4～63.4 mm,雷暴大风为19.5～49.8 mm,冰雹为13.9～28.1 mm.当PWAT超过42.3 mm时几乎不会出现冰雹.短时强降水与雷暴大风和冰雹的环境相对湿度均有一定的区分度.热力表征量中850hPa和500hPa温差(TD85)及温度递减率(TLR85)对三类强对流天气的区分能力更为显著,短时强降水多出现在TLR85小于5.5℃的湿绝热环境中,冰雹多出现在TLR85大于7.0aC的偏强温度递减率环境中.仅有少于5％的短时强降水和冰雹具有类似的Z0环境,而雷暴大风的Z0与短时强降水和冰雹均有重叠.0～6 km垂直风切变(SHR6)对三类强对流天气的区分度优于0～1 km(SHR1)和0～3 km垂直风切变(SHR3).短时强降水常出现在高PWAT、高相对湿度和高Z0的环境中,冰雹常出现在低PWAT、低相对湿度和低Z0的强温度递减率环境中.物理量的联合分布显示,雷暴大风存在两个显著不同的高概率密度区,分别与短时强降水和冰雹的高概率密度区重叠,主要与环境PWAT有关,原因有待于进一步确认.