（1）任务来源

该项目主要来源有①中国气象局预报员专项项目《河套北部地区强对流天气预报的关键技术与雷达回波外推方法研究》（CMAYBY2016-073），②陕西省气象局预报员专项项目《榆林市2013年强对流天气分析与雷达回波判别指标》（2013Y-12），③陕西省气象局预报员专项项目《榆林市冰雹天气的中尺度特征及其预报技术》（2014Y-2）。

（2）强对流天气时空分布特征

陕北黄土高原强对流天气最早出现在4月上旬，最晚结束于10月中旬，主要集中在6-8月，短时强降水7月下旬最多，冰雹和雷雨大风6月下旬最多。空间分布特征：短时强降水有两个高值中心，一个位于无定河流域的吴堡、榆阳、横山、子洲、子长等县区，另一个位于洛河流域的甘泉、富县、洛川等县区。冰雹高值中心位于府谷、安塞、黄龙。雷雨大风府谷最多，延安南部县区最少。年代际变化表明，强对流天气2010年以来趋多趋强。（2013、2016、2017年） 与气候变暖有很大关系。

单日单站强对流天气最多，占总数的60%以上。强降水最长持续时间达3小时，最多站数达到9站（2017年7月26日），冰雹同日最多出现6站（2005年5月30日和2016年6月13日）。

（3）强对流天气的天气学分型

根据陕北黄土高原强对流天气对应的天气现象，分为冰雹型、短时暴雨型和混合型三种类型。

冰雹型：大部分冰雹天气是前倾槽型，符合上冷下暖结构，还会有高空急流的抽吸作用，有利于垂直运动发展。500hpa冷平流较强，河套北部上空<-12℃，700hPa有暖干盖，水汽较少，仅850 hpa有较强的暖湿气流输送和切变辐合，地面显著升温，干线过境触发强对流天气。

短时暴雨：有两种形势，水汽条件好或者是有较强的上升运动。500hPa华北高脊与副高同位相叠加，西风带长波槽位于105°E，河套北部地区处于槽前西南暖湿气流中，700hPa河西有小槽东移，槽前有西南风急流，850hPa有人字型切变，湿层从850hpa升展到500hPa。夜间副高受日变化减弱，北路冷空气加强，使得锋面过境时稳定的降水云层中不稳定能量爆发，出现了强烈的降水天气。

混合型：该型是最为严重的强对流天气，往往同时伴有冰雹大风，暴雨强度大，高空冷涡（东北冷涡、蒙古冷涡、华北冷涡）后部（底部）强冷平流与低层暖平流叠加是河套北部出现局地强对流天气的典型配置。冷空气在500 hPa形成<-12℃的冷中心，副高588 dagpm线位于长江流域，青藏高压中心偏东，强度较弱，仅在500 hPa以下有闭合环流。700 hPa河西有西风和西南风之间的切变线，850 hPa河西也有弱切变，落后于700 hPa切变线，切变线两侧露点温度差值>10℃。雷达回波能发现中气旋和超级单体。

（4）环境参量和预报性能指标

1、500 hPa冷平流,发生冰雹天气时，一般陕北上空500 hPa有-8℃的冷中心或冷平流。

2、850 hPa暖平流,陕北上空温度>20℃，且上游有>25℃ 的暖中心。

3、湿层,强对流天气一般不需要太厚的湿层，大多数情况是仅850hpa有湿层和辐合，当降水较大时湿层位于700～550 hPa，相对湿度>70%。

4、垂直风切变,500 hPa以上均为西北气流或偏北气流，08时风速>15 m/s，850 hPa为南风或东南风，风速6～10 m/s，14时500 hPa风速还会增大到20 m/s

5、湿对流有效位能（CAPE）出现跃增，CAPE>1000J/kg，将有强对流天气，CAPE>2000J/kg，将有极端强对流天气。

6、0℃层和-20℃层高度,大部分强对流天气0℃层高度在550～650 hPa，-20℃层高度在380～450 hPa。0℃层高度对应湿层，有利于雹胚长大。

7、能量锋, 14时地面温度接近30℃，三小时变压达到-3hpa，午后升温可能形成中尺度低压、中尺度辐合、干线等都是强对流天气的触发机制。

8、强对流判定的雷达指标，反射率强度>55 dBz、径向速度辐合尺度小于10 km、入流最大风速>10 m/s。当入流风速>20 m/s，会出现强降水。垂直液态水含量跃增到40 kg/m2，说明积雨云发展较快，有出现冰雹的可能，当VIL>50 kg/m2，对应地面有冰雹。

（5）成果的创造性、先进性

①分析总结陕北黄土高原强对流天气的时空分布特征，地理环境和气候变暖对强对流天气有较大影响，无定河流域和洛河流域是短时强降水的高发区，榆林北部是冰雹大风的高发区，2010年以来，陕北黄土高原强对流天气趋多趋强。

②对陕北黄土高原强对流天气进行天气学分型，分为冰雹型、短时暴雨型和混合强对流三种类型，根据环境参量确定8类预报指标阈值。总结强对流天气的雷达回波经验外推公式三项6组。

③公开发表研究论文15篇，编辑《陕北黄土高原强对流天气论文集》一册。

（6）作用意义和推广价值

2017年7月26日，子洲、绥德县出现特大暴雨，根据研究成果，提高了天气预报的准确率和时效性，地方政府提前安排人员撤离，将损失降到最低。国家防总评价该次暴雨洪涝灾害的防御工作是最成功的一次。

该成果可在陕北及周边地区推广。尤其是沙漠边缘向黄土高原的过渡区，有较为广泛的推广意义。雷达回波移速外推公式只是经验推测，可用于短临预报预警业务，精细计算需要更多数据支撑。