[科普中国]-湿度场

同温度场类似，物质系统内各个点上湿度的集合称为湿度场。它是时间和空间坐标的函数，反映了湿度在空间和时间上的分布。

概念物质系统内各个点上湿度的集合称为湿度场。它是时间和空间坐标的函数，反映了湿度在空间和时间上的分布，与天气过程演变规律之间存在着息息的相关性。水汽三维分布信息是数值天气预报模式的初始条件之一，大气中的水汽具有较强的时空变化特性，因此湿度场的描述对降水精细化预报具有重要的作用。

湿度场的研究方法数理统计法对500hPa、700hPa和850hPa的垂直湿度场，在降水开始、发展、减弱和结束时段的数据进行统计，对降水实况即降水开始、发展、减弱和结束时段进行统计，将垂直湿度场的数值与降水时段进行对比研究，总结发现垂直湿度场演变与降水过程演变的相关性，用于日常精细化预报服务工作。1

（1）湿度场主要结论或指标

①降水开始时的湿度场主要指标或结论（有雹强对流天气除外）

850hPa满足相对湿度70%（温度露点差4.0℃），且维持时间在3~6小时及以上或相对湿度在70%以上（温度露点差4.0℃以下）；无论500hPa和700hPa是否满足相对湿度70%及以上 （温度露点差4.0℃及以下 ）的湿度指标，只要800hPa满足该湿度指标，就有利于降水发生。依此可用于预报降水的开始和发展时间。

②降水结束时的湿度场主要指标或结论

降雪天气850hPa相对湿度在70%以下或温度露点差在4.0℃以上；降雨大气（强对流降雨天气除外）500hPa相对湿度在70%以下或温度露点差在4.0℃以上。依此可用于预报降水的减弱和结束时间。

（2）强对流天气中湿度场指标或结论

①无雹强对流预报

无雹强对流产生降雨、大风和雷暴，不产生冰雹。有利于无雹强对流的湿度指标是850hPa相对湿度满足70%及以上值或温度露点差满足月4.0℃及以下值；不利于无雹强对流的湿度指标是850hPa相对湿度满足70%以下值或温度露点差满足4.0℃ 以上值。依此可精细化预报无雹强对流过程的开始和结束时间。

②有雹强对流预报

有雹强对流产生降雨、大风、雷暴和冰雹。预报指标是850hPa温度露点差达到16.0℃及以以上值或相对湿度达到40%及以下值产生了降雨，且温度露点差值是维持或继续升高趋势或相对湿度值是维持或继续下降趋势，则预报有雨夹冰雹天气。短暂降雹后天气过程结束。

卫星反演湿度场为恢复湿度场原有的中尺度特征，运用卫星资料实现更加细致的湿度场反演是一条有效的途径。朱民等2利用GMS-5卫星图象反演的高分辨率湿度场资料改进初始场，以提高暴雨中尺度数值预报水平的可能。研究的结果表明：

（1）将卫星反演湿度场资料引入初始场，较之仅使用大尺度资料能够更好地反映出湿度场的水平中尺度结构特征，尤其是合理地增强了对降水有重要影响的高湿区的湿度；

（2）使用卫星反演湿度场资料一般会对24h降水预报产生好的影响，这反映在中雨或大雨以上的TS评分、暴雨模糊评分以及与实际降水场的相关性更好，具体反映在个例中，则是降水带、降水中心及降水强度的预报更接近实际；

（3）使用卫星反演湿度场资料作初始场具有使预报的前期降水场向实际观测场逼近的作用，但对中后期的降水预报影响则具有不确定性。

GPS网层析宋淑丽等3利用上海GPS综合应用网GPS信号斜路径水汽观测值，在国内首次层析了上海地区水汽三维分布。

层析中采用高斯加权函数进行水平约束，利用数值预报结果做先验值，考虑了边界条件。针对无法准确给出各类观测信息先验权的问题，在层析水汽三维分布问题中首次采用了方差分量估计，进行验后定权；为了降低观测噪声对参数估计的影响，采用了抗差估计；针对水汽密度随高度减小的特点，垂直方向上采用随高度变化的非等权约束方法。层析结果与MM5数值预报结果比较，GPS信号斜路径水汽观测值对数值模式的预报湿度场有明显改善，利用GPS信号斜路径水汽观测值准实时地探测水汽的三维分布，应用于短期数值预报中，可改善短期预报的初始湿度场，提高数值预报的准确度。

应用主要用于天气降水精细化预报。

本词条内容贡献者为:

赵阳国 - 副教授 - 中国海洋大学