一次陣風鋒天氣過程的分析

繆穎綺

摘要：本文通過常規(guī)氣象觀測資料，區(qū)域自動站觀測資料和雷達探測等資料對2016年5月12日發(fā)生的一次陣風鋒過程進行分析，分析可以清楚的看出這個陣風鋒的結構。當陣風鋒經(jīng)過時，地面自動站觀測到明顯的氣壓驟升，風向突變，風速突增和溫度陡降等特點，這些都符合陣風鋒的結構特征。從雷達反射率因子上能看到陣風鋒在多普勒速度場中表現(xiàn)出明顯的線狀合成切變，存在一弧線狀回波細帶。本次過程中利用陣風鋒在多普勒速度場和強度場以及氣象要素變化等特征進行強風天氣的預報和預警取得了很好的效果，也為今后在災害性天氣的預報服務積累了一定的經(jīng)驗。

關鍵詞：區(qū)域自動站;陣風鋒;雷達回波

1、引 言

陣風鋒是邊界層輻合線的一種類型，又稱雷暴的出流邊界，是指對流風暴中的冷性下稱氣流到達低空，并且向水平方向擴散，與低層暖濕空氣交匯引發(fā)的地面強風。陣風鋒后的水平速度有時會大于25m/s，偶而風速可以達到它的一倍左右，具有極大的危害性。陣風鋒過境先后伴有伴有氣壓驟升，風向突變，風速突增和溫度陡降。多普勒天氣雷達是觀測陣風鋒的有效工具，如陣風鋒的長度和寬度、反射率大小、速度譜寬、徑向切變等等。王彥等（2011）等通過統(tǒng)計發(fā)生在當?shù)氐亩啻侮囷L鋒，總結出其回波強度僅為15-25dBz，寬度為3-10km;張濤等（2013）通過對三次雷暴導致的陣風鋒過程分析，得出陣風鋒產(chǎn)生的瞬時大風與窄波回帶的強度值不一定成正比，但中層徑向輻合對陣風鋒產(chǎn)生有提前預示作用，因此陣風鋒的多普勒特征對識別和預報來說非常重要。由于伴隨陣風鋒出現(xiàn)的天氣現(xiàn)象以及雷達特征都比較明顯，因此可以利用這些特點對陣風鋒進行識別和預報，但是陣風鋒趨向于彎曲，它的部分長度可能會變成沿著徑向排列成線，在這種情況下，氣流橫穿過雷達波束，雷達測到的多普勒速度接近零速，在雷達速度場中，要識別沿著徑向方向取向的陣風鋒部分是困難的。

陣風鋒由于強度強，持續(xù)時間短，常常帶來突發(fā)性災害天氣。2016年5月12日下午16時30分左右，響水縣境內形成一條陣風鋒，全縣普遍出現(xiàn)陣風7-8級以上的大風天氣，縣城瞬時最大風速17.3m/s（8級），加密站探測得瞬時最大風速出現(xiàn)在瑞泰鹽場22.6m/s（9級），據(jù)統(tǒng)計，災害造成直接經(jīng)濟損失63.2萬元。本文利用常規(guī)氣象觀測資料，加密自動站觀測資料和雷達探測等資料，對此次陣風鋒過程進行分析，尋找其產(chǎn)生機制，為今后此類天氣預測提供參考依據(jù)。

2、區(qū)域自動站觀測資料分析

陣風鋒是雷暴中的下沉氣流達到地面并向外擴散所造成的，因此它對地面及近地層的影響很大。從圖1可以看出，2016年5月12日16時40分的自動站資料顯示響水整個區(qū)域盛行偏西風，風速都小于4m/s;最低溫度為黃海農(nóng)場28.1℃;圖2是響水受到陣風鋒影響前后的地面加密自動站的觀測實況，可看到：16時40分響水本站的氣壓為1007.5hPa、溫度29.5℃、風向西南、風速1.2m/s;16時50分響水本站的氣壓為1009.0hPa，比10分鐘前上升了1.5 hPa;溫度24.5℃，比10分鐘前下降了5.0度;風向轉為偏北向，且出現(xiàn)17.3 m/s的風速，表明響水本站已經(jīng)受到陣風鋒的影響，觀測得陣風鋒影響時并未伴有降水，同時位于鋒前的幾個站如小尖、運河、七套等區(qū)域自動站的溫度都在28.4度以上，風向風速也基本未變;10分鐘后響水本站的氣壓值又上升了0.9hPa，氣溫繼續(xù)下降到20.9度，風速12.7m/s，風向為東北風;從17時和17時10分的區(qū)域自動站資料也能同樣的分析出在受陣風鋒影響前后氣溫下降、風向風速突變的現(xiàn)象。此次陣風鋒自北向南影響我縣，受其影響，響水縣六套中心社區(qū)五套村2戶群眾房屋受損，張集中心社區(qū)何圩村、南河鎮(zhèn)興南村、雙港鎮(zhèn)沿326省道沿線多個蔬菜大棚受損，棚內西瓜等經(jīng)濟作物受災減產(chǎn)，無人員傷亡。據(jù)統(tǒng)計，災害造成直接經(jīng)濟損失63.2萬元。

3、雷達資料分析

從圖3上可以看出16時16分0.5度仰角的強度圖上已經(jīng)可以觀察到有弱回波生成，隨后弱回波逐漸發(fā)展，16時33分（圖4）開始已發(fā)展為一條弧線狀回波細帶，陣風鋒在反射率因子圖上的特征非常清晰，長度大約75公里，陣風鋒的強度比兩側大在5-10dBZ左右強度，回波細帶迅速發(fā)展并向南移動，16時45分（圖5）到達響水附近，陣風鋒反射率因子長度大約達100公里，此時開始出現(xiàn)大風現(xiàn)象，陣風鋒為一片寬大并且強度較弱的回波區(qū)。17時02分（圖6）陣風鋒進一步發(fā)展，弧線狀回波細帶長度大約達200公里，此圖可判別出正在影響我縣南部地區(qū)，縣城及北部地區(qū)影響基本結束。

圖3a是16時33分（0.5度）的速度圖，沒有明顯的零速度線，一只偏北氣流從北面接近雷達，在出流中風的取向是垂直于陣風鋒的，因此在陣風鋒與雷達波束相垂直的區(qū)域內出現(xiàn)了很強的徑向入流分量。16時45分的多普勒雷達速度圖上可以看到對應于強度圖上的陣風鋒在速度特征上表現(xiàn)為明顯的風切變輻合線，同一時刻的譜寬產(chǎn)品上相應位置有譜寬增強的現(xiàn)象。

4、預報服務

這次天氣過程就大尺度天氣背景分析，從12日08時、14時、20時可以看出，地面高壓中心一開始處于寧夏，后向偏東方向移動，而后向偏南方向移動，到達陜西中部，而我縣一直都處于地面高壓的底前部，氣壓逐漸升高，增幅在6hPa左右。08時500hpa上我縣為一致的偏西風，14時北槽南甩，我縣轉為槽后西北氣流，且伴隨冷平流，到20時，槽已大致過境，天氣轉好;700和850hPa為一致的槽后西北氣流，通過對天氣背景的分析，各種條件并不有利于強天氣的產(chǎn)生，且探空資料顯示本地處在大片穩(wěn)定區(qū)域內，加強短時臨近天氣監(jiān)測就顯得非常重要。

5、結論

通過對2016年5月12日這次由中尺度對流系統(tǒng)引發(fā)的陣風鋒進行分析，綜合利用多普勒天氣雷達資料及區(qū)域加密自動站觀測實況數(shù)據(jù)，得到以下結論：

5.1 區(qū)域加密自動站觀測到受陣風鋒影響前后，出現(xiàn)了氣壓驟升，風向突變，風速突增和溫度陡降的現(xiàn)象。

5.2 從雷達上觀測到明顯的徑向速度切變和強度場上的弧線狀回波細帶，也有譜寬增強現(xiàn)象。

5.3 這次過程的預報服務非常成功，通過對回波的跟蹤監(jiān)測，利用各種雷達產(chǎn)品做出了準確及時的預報預警，為災害性天氣的短時臨近預報積累了一定的經(jīng)驗。