中文摘要：

强对流因具有突发性、尺度小和持续时间短等特点，一直以来是预报中的难点。其中一个重要的原因是对它初生前的环境场特征的认识还不够充分。目前，对强对流初生前环境场的分析主要依赖于数值资料和探空资料，效果不够准确和精细。强对流云的发生离不开一定的热力条件、水汽条件和动力条件，这些在卫星资料上都有所反映，而静止气象卫星又具有观测范围广和高时空分辨率的优势。本项目拟选取近5年内一些强对流天气个例，首先定性分析强对流云初生以前的环境场在卫星图像上的特征，并提出几个基于卫星图像的概念模型。然后用辐射传输模式模拟不同下垫面温度和水汽含量等要素对卫星接收到辐射的影响，接着定量化分析以上概念模型的环境场在静止气象卫星单通道、双通道差及相邻时次的亮温变化等辐射特征，找出强对流云初生前环境场特征的客观判据。这一研究将有助于弄清强对流云初生的过程，并为卫星资料在短时临近预报预警中的应用提供基础。

结论摘要：

强对流往往会带来雷暴和短时强降雨，甚至冰雹和龙卷等灾害性天气。由于强对流往往具有突发性、尺度小和持续时间短等特点，一直以来是预报中的重点和难点，对强对流初生前的环境场的研究有助于提高强对流的预报准确率及预报预警实效。由此，本项目着眼于强对流初生前的环境场特征研究，由于静止气象卫星资料具有高时间和空间分辨率的特点，本项目主要利用静止气象卫星资料并结合地面、探空以及NCEP再分析场等资料对强对流初生前的环境场的特征进行了研究，项目的完成情况较为顺利。 通过对2005-2011年期间主要的强对流天气过程进行普查分析，按其在卫星图像上的特征和天气背景的特点，归纳为以下4种主要类型冷气团内部型、西风槽或冷涡云系尾部型、梅雨锋或切变线云系上嵌入型和高原东移高空槽云系型4种类型。冷气团内部型强对流发生在锋面或切变线云带后部的晴空区内，沿高空西北气流下滑的积云簇或向东南方向移动的短波槽是其发生的关键因子。西风槽或冷涡云系尾部型强对流发生于云带的尾部，云带后部干气流的反气旋式侵入是其主要特征。梅雨锋或切变线云系上嵌入型强对流出现在梅雨锋或切变线上，云带的北边界因常与高空急流相平行而比较清楚，强对流云团出现时云带北部的急流与高空的反气旋脊线距离较近。高原东移高空槽云系型强对流的关键影响系统是从青藏高原东部移出的短波槽云系，从水汽图像上可以看到它的后部常有暗区或暗带相伴。 通过大气辐射传输模式MODTRAN模拟分析了FY-2E水汽、红外和红外分裂窗这3个通道对温度、湿度的敏感性。结果表明在中纬度夏季，水汽通道亮温的增加主要是由于对流层的中高层干空气平流造成的，温度平流是次要的，天气尺度的垂直运动和地表温度的变化影响较小。红外和红外分裂窗通道亮温的增加主要是由地表温度的增加引起的，但它们之间的差值增大则可能是由地表温度的增加或对流层低层水汽含量的增加引起的。水汽通道亮温随时间的增大表明对流层中高层有干空气活动，特别是当每小时的变化幅度达到1.5K以上时，有利于强对流天气的发生。红外与红外分裂窗通道亮温差的变化可以反映对流层低层水汽和下垫面稳定的变化情况，特别是差值增大到4K以上时是强对流天气发生的有利条件。