張丁丁+凌晶+韋江紅
摘 要 利用常規氣象觀測資料、多普勒雷達資料對2015年5月15日在來賓發生的雷雨大風過程進行分析。分析結果表明,此次過程是在華北槽、切變線、地面冷空氣的共同影響下,觸發不穩定能量釋放形成弓形回波東移影響來賓市,產生了大風天氣。
關鍵詞 低槽;切變線;強對流;大風;來賓市
中圖分類號:P458.121.1 文獻標志碼:B DOI:10.19415/j.cnki.1673-890x.2016.36.057
颮線是一條活躍的雷暴帶,具有特強的雷達反射率因子,颮線中有時包含超級單體風暴,伴有中氣旋和鉤狀回波等特征[1]。颮線過境時,常會出現風向突變、風速猛增、氣溫陡降、氣壓驟升等劇烈的天氣變化,可以出現雷暴、暴雨、大風、冰雹、龍卷等強對流天氣[2]。
2015年5月15日18:00—21:00,來賓市出現了一次颮線大風天氣過程,同時伴有短時強降雨、雷暴等天氣,具有突發性強、影響大等特點。實況表明,此次過程中,來賓多個鄉鎮出現17 m/s以上大風,其中,忻城古蓬18:06觀測到18.9 m/s的大風,興賓區遷江在18:42觀測到最大風速為18.7 m/s的大風。本文通過分析此過程期間天氣形勢、探空資料、地面資料以及雷達資料等,希望找出有利于本地區對于颮線大風天氣預報的一些思路及方法。
1 環流形勢特征
500 hPa形勢場上是亞洲中高緯地區為兩槽一脊型。15日08:00,華北冷槽東移,引導地面冷空氣南下,同時高原東部有低槽東移,低槽位于貴州西部到云南東部一帶,槽前有0~-1 dagpmd的負變高,槽后有明顯的0~2 dagpm的正變高和-2~-4 ℃的負變溫,這樣的配置有利于低槽東移發展。
850 hPa圖上,14日20:00,廣西上空有明顯的正變溫。華南一帶維持著風速大于12 m/s的西南急流,急流中心位于廣西上空。15日08:00,隨著冷空氣南下,冷式切變線南壓到貴州南部。15日20:00,切變線南壓到桂北;16日08:00,切變線在桂北維持,此階段來賓市強降雨持續,16日20:00,切變線繼續南壓到桂南,強降雨區也南移到桂南。
地面氣壓場上,15日,地面冷空氣逐漸南下,鋒后冷高壓明顯,冷空氣前鋒南壓到貴州南部,廣西處于鋒前偏南氣流里,氣溫大部在27~29 ℃,露點溫度大部在23~24 ℃,高溫高濕。15日17:00后,暖低壓減弱南壓,冷空氣南下自北向南影響來賓市,強對流天氣開始。
2 水汽條件
分析14日20:00—15日08:00強對流發生前河池TlogP圖,可以看出,14日20:00溫度露點差(T-Td)≤4 ℃的濕層主要集中在700 hPa以下,700 hPa以上層次的溫度露點差(T-Td)幾乎都≥8 ℃,呈現典型的上干下濕層結,使得低層蓄積了大量的位勢不穩定能量,同時濕層淺薄也預示強對流天氣以短時雷雨大風天氣為主。15日08:00,濕層仍然位于700 hPa以下,但500 hPa以上層次溫度露點差明顯增大,基本都在20 ℃以上,上干下濕層結更加明顯,如圖1所示。
3 垂直風切變
分析河池站探空發現,14日20:00,0~6 km深層垂直風切變達到13.2 m/s,0~2 km淺層垂直風切變為6.82 m/s;15日08:00,0~6 km垂直風切變為11.61 m/s,由于低層風向轉為東南風0~2 km風向切變明顯加大,垂直風切變明顯增加到10.39 m/s,達到中等量級,非常有利于颮線類風暴的產生。
4 不穩定能量的積聚
大氣中不穩定能量的積聚是有利于強對流天氣發生的必備條件之一。通過分析850 hPa等壓面θse場,可以發現,在強對流發生前14日20:00,脊線在廣西到湖北一帶,呈西南—東北走向,廣西上空θse大部大于345 K,中心位于廣西,達到350 K。15日08:00,干冷空氣(θse的小值區)已經到達貴州南部,貴州南部到桂西北一帶為θse線的密集區,表明這一帶的鋒區很強。當強對流天氣過后15日20:00,θse高濕區南壓到桂南,θse密集區也南壓到桂北,桂北θse強度減弱,表明了桂北積累的不穩定能量已經釋放。
5 雷達回波特征分析
分析5月15日17:00—23:00強對流期間柳州雷達反射率因子回波發現,15日17:00后,在河池境內的弓形回波向東南方向移動逐漸靠近來賓市。17時56分弓形回波從都安進入忻城,回波呈東北—西南走向,強度超過50 dBZ,18時26分弓形回波南段斷開,分裂成多個西北—東南走向的回波帶,回波帶內回波強度減弱,18時44分,回波帶合并強度明顯增強,并形成一颮線,18時38分西部回波繼續東移影響忻城東部到合山一線,合山出現短時強降雨及20 m/s以上大風,18時36分合山氣象站極大風速25.4 m/s,同時東部回波在原地維持。19時14分,西部較強回波東移到興賓區東北部,而東部回波在象州中北部地區加強,與西部回波合并,興賓區中西部回波相對較弱。19時44分,回波向東南方向移動進入武宣,回波強度有所增加,強回波位于象州中部到武宣中部。20時44分,颮線回波完全移出來賓市。
在18:35—18:42,合山市及興賓區西部部分地區出現大風天氣,從1.5度及2.4度仰角速度圖上分析,該地區有逆風區出現,說明此處輻合強烈,利于產生短時強降雨及大風天氣。
6 結論與討論
第一,2015年5月15日,來賓市雷雨大風強對流天氣過程是在500 hPa高空槽、低層切變線、地面冷空氣等的共同作用下產生的。
四兒,雷雨大風發生前期,層結呈現上干下濕、中高層較干,有利于下沉氣流的形成,同時垂直風切變大,非常有利于颮線類風暴的產生。
第三,大氣中不穩定能量的積聚是有利于強對流天氣發生的必備條件之一。15日08:00,(θse500-θse850)為-21.1 K,K指數為38 ℃,SI指數為-3.5 ℃,CAPE值為1 620 J/kg,這表明在強對流發生前,大氣中已經積累了大量的不穩定能量。
第四,反射率因子圖上,顯示有弓形東移影響來賓市,回波東南側反射率因子梯度大,強回波中心值大于50 dBZ,同時與弓形回波對應的徑向速度圖上顯示有大風區,動量下穿造成地面大風。
參考文獻
[1]張培昌,杜秉玉,戴鐵丕.雷達氣象學[M].北京:氣象出版社,2001.
[2]章國材.強對流天氣分析與預報[M].北京:氣象出版社,2011.
(責任編輯:劉昀)