一次被冷空氣過境所掩蓋的陣風(fēng)鋒過程分析

李天祥 鮮凌云 賀新強

摘 要：利用新一代多普勒天氣雷達(dá)資料、自動觀測資料以及飛機觀測（AMDAR）等相關(guān)資料，對2016年6月15日發(fā)生在長沙黃花機場一次陣風(fēng)鋒過程進行了診斷分析，結(jié)果表明：陣風(fēng)鋒過程基本特征明顯，具有一般陣風(fēng)鋒所具備的風(fēng)向突變、風(fēng)速劇增、氣壓陡升和氣溫劇降的氣象要素特征;陣風(fēng)鋒在多普勒雷達(dá)基本反射率因子圖上表現(xiàn)為一條強度為35～40dBz的弧狀線回波，較一般陣風(fēng)鋒15～20dBz的強度大20dBz左右，但其長度約80千米，寬度約2千米，符合陣風(fēng)鋒的雷達(dá)回波強度特征;陣風(fēng)鋒在多普勒雷達(dá)徑向速度圖上沒有出現(xiàn)類似于強度圖上的弧狀線，與一般陣風(fēng)鋒速度特征不同，但速度圖上出現(xiàn)的逆風(fēng)區(qū)是一個很好的暴雨判據(jù)，正好印證了這次暴雨過程;對于冷空氣過境觸發(fā)的被冷空氣過程所掩蓋的非典型性陣風(fēng)鋒，預(yù)報員很難利用多普勒天氣雷達(dá)資料對這類非典型性陣風(fēng)鋒進行判斷和跟蹤，給我們的瞬時地面大風(fēng)和（或）低空風(fēng)切變預(yù)警帶來相當(dāng)大的難度。

關(guān)鍵詞：多普勒天氣雷達(dá);陣風(fēng)鋒;逆風(fēng)區(qū);地面大風(fēng);低空風(fēng)切變

中圖分類號：P441 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）02-0232-02

0 引言

陣風(fēng)鋒是邊界層輻合線的一種類型，也稱為雷暴的出流邊界，是指對流風(fēng)暴中的冷性下沉氣流到達(dá)低空并向外擴散，與低層暖濕空氣交匯而引發(fā)的強地面風(fēng)[1]（張培昌等，2001）;陣風(fēng)鋒形成階段其反射率因子5～10dBz，徑向速度15～24m/s[2]（鄭麗娜等，2016）;也有陣風(fēng)鋒反射率因子強度為15～35dBz，其長度約60～70千米，高度為1.5～2.5千米[3]（胡文東等，2015）;還有陣風(fēng)鋒反射率因子圖上一般表現(xiàn)為一條強度為15～20dBz的弧狀線回波，其長度約100千米，寬度約2千米，高度為1～2千米[4]（賀新強，2011）;還有很多全國各地陣風(fēng)鋒特征及形成機制探討[5-8]（袁子鵬等，2011;張麗平等，2013;曲梅芳等，2016;唐明暉等，2011）。

在雷達(dá)回波圖上陣風(fēng)鋒常常處于雷暴母體的前方幾十千米，預(yù)報員可以根據(jù)雷達(dá)回波上雷暴母體的移動來判斷和跟蹤陣風(fēng)鋒，從而對可能出現(xiàn)的強地面風(fēng)或低空風(fēng)切變做出預(yù)警[4]（賀新強，2011）。但2016年6月15日發(fā)生在長沙黃花機場的這次陣風(fēng)鋒過程是一次冷空氣過境過程中被掩蓋了的，這就給我們預(yù)警這類非典型性陣風(fēng)鋒所帶來的瞬時大風(fēng)或低空風(fēng)切變帶來相當(dāng)大的難度。

1 天氣概況及形勢背景

2016年6月15日黃花機場觀測資料顯示：早晨02：19-02：50和04：51-06：19機場出現(xiàn)了短時雷陣雨天氣，圖1a中05：00華中雷達(dá)拼圖顯示強回波區(qū)在長沙南面的懷化-邵陽-衡陽-株洲一線呈緯向分布，之后逐漸轉(zhuǎn)為小雨，上午09：00后雨勢加大轉(zhuǎn)為間歇性小到中等陣雨，圖1b中09：54華中雷達(dá)拼圖顯示強回波區(qū)仍在湘中一線，但在湘東北到贛北一帶也有一片較強回波區(qū)，機場降水過程持續(xù)到下午16：00，直至17：30雨停，其中06：20-17：30近11h過程降水量為50.2mm，達(dá)到暴雨級別。

2016年6月14日20：00和15日08：00空中各層形勢（圖略）表明：500hPa本區(qū)上游有短波槽快速移過我區(qū)，700hPa湘西北一帶有切變線逐漸東移南壓到湘中一線，850hPa類似于700hPa、也是切變線影響。而14-15日地面形勢（圖略）表明：有一股冷空氣自蒙古國沿西路向我國腹地南侵，其前鋒15日08：00到達(dá)湘西北一帶，而地面冷鋒過境黃花機場的時間在13：00左右，圖2是黃花機場飛機觀測（AMDAR）資料。

2 雷達(dá)回波特征

從15日13：00前后雷達(dá)回波動畫過程發(fā)現(xiàn)：回波區(qū)整體是沿著西太平洋副高西北側(cè)的引導(dǎo)氣流自西南向東北方向移動的，但同時也注意到機場附近的近地面層有一條近似緯向35-45dBz的窄帶狀弧形回波是隨冷空氣南下而自北向南移動的，這條回波帶的引導(dǎo)氣流是南下的冷空氣，而冷空氣是呈楔形結(jié)構(gòu)，由底層往上向北傾斜，圖2也顯示了此種楔形結(jié)構(gòu)。

15日12：44的基本反射率因子強度，在機場北面25千米處的有一條長約80千米、寬約2千米的弧形回波，15日13：14的基本反射率因子強度，前述弧形回波這時已經(jīng)移到機場，基本仍呈窄帶狀，只是長度變短，根據(jù)兩圖回波移動距離和時間推算出弧形回波移動速度約50千米/小時。

15日13：14、13：26的徑向速度，這里沒有發(fā)現(xiàn)與基本反射率因子強度對應(yīng)的窄帶狀弧形回波區(qū)[4]（賀新強，2011），而是發(fā)現(xiàn)了逆風(fēng)區(qū)，也叫逆速度區(qū)，逆風(fēng)區(qū)在機場北面，逆風(fēng)區(qū)在機場北面和南面都出現(xiàn)了，逆風(fēng)區(qū)是一個很好的暴雨判據(jù)[9]（張沛源等，1995），15日正好也出現(xiàn)暴雨，給這個暴雨判據(jù)提供了一個很好的個案。

一般認(rèn)為，典型的陣風(fēng)鋒在雷達(dá)回波上的特征是既有基本反射率因子強度特征，又有徑向速度特征，而且還與雷暴母體相關(guān)聯(lián)（賀新強，2011）;而這次過程只有基本反射率因子強度特征比較契合陣風(fēng)鋒過程。因此，我們把這樣的過程稱之為非典型性陣風(fēng)鋒過程，而且這一次陣風(fēng)鋒還被披上了冷空氣過境這樣一件外衣，更加掩蓋了它的陣風(fēng)鋒本質(zhì)，讓預(yù)報員很難利用多普勒天氣雷達(dá)資料對這類非典型性陣風(fēng)鋒進行判斷和跟蹤，給我們的瞬時地面大風(fēng)和（或）低空風(fēng)切變預(yù)警帶來相當(dāng)大的難度，這一定要引起我們的高度注意和重視。

3 結(jié)論和討論

基于多普勒天氣雷達(dá)資料、自動觀測系統(tǒng)資料以及飛機觀測等相關(guān)資料，對2016年6月15日發(fā)生在長沙黃花機場一次陣風(fēng)鋒過程進行了診斷分析，得到以下主要結(jié)論：

（1）陣風(fēng)鋒過程基本特征明顯，具有一般陣風(fēng)鋒所具備的風(fēng)向突變、風(fēng)速劇增、氣壓陡升和氣溫劇降的氣象要素特征;（2）陣風(fēng)鋒在多普勒雷達(dá)基本反射率因子圖上表現(xiàn)為一條強度為35～40dBz的弧狀線回波，較一般陣風(fēng)鋒15～20dBz的強度大20dBz左右，但其長度約80千米，寬度約2千米，符合陣風(fēng)鋒的雷達(dá)回波強度特征;（3）陣風(fēng)鋒在多普勒雷達(dá)徑向速度圖上沒有出現(xiàn)類似于強度圖上的弧狀線，與一般陣風(fēng)鋒速度特征不同，但速度圖上出現(xiàn)的逆風(fēng)區(qū)是一個很好的暴雨判據(jù)，正好印證了這次暴雨過程;（4）對于冷空氣過境觸發(fā)的被其掩蓋的非典型性陣風(fēng)鋒，預(yù)報員很難利用多普勒天氣雷達(dá)資料對這類非典型性陣風(fēng)鋒進行判斷和跟蹤，給我們的瞬時地面大風(fēng)和（或）低空風(fēng)切變預(yù)警帶來相當(dāng)大的難度。

參考文獻(xiàn)

[1] 張培昌，杜秉玉，戴鐵丕，等.雷達(dá)氣象學(xué)[M].北京：氣象出版社，2001.

[2] 鄭麗娜，刁秀廣.一次華北颮線的陣風(fēng)鋒天氣過程分析[J].氣象，2016，42（2）：174-182.

[3] 胡文東，楊侃，黃小玉，等.一次陣風(fēng)鋒觸發(fā)強對流過程雷達(dá)資料特征分析.高原氣象，2015，34（5）：1452-1464.

[4] 賀新強.黃花機場一次由陣風(fēng)鋒產(chǎn)生的低空風(fēng)切變雷達(dá)回波特征分析[A].第二十屆民航氣象技術(shù)交流會，2011.

[5] 袁子鵬，王瀛，崔勝權(quán).一次中緯度颮線的陣風(fēng)鋒發(fā)展特征分析[J].氣象，2011，37（7）：814-820.

[6] 張麗平，王清平，陳陽權(quán)，等.烏魯木齊國際機場一次陣風(fēng)鋒天氣成因分析[J].氣象科技，2013，41（2）：320-325.

[7] 曲梅芳，古明悅.不同天氣系統(tǒng)影響下陣風(fēng)鋒的對比分析[J].氣象研究與應(yīng)用，2016，37（2）：20-24.

[8] 唐明暉，張海，余文慧，等.湖南一次陣風(fēng)鋒形成機制探討[J].干旱氣象，2011，29（2）：211-217.

[9] 張沛源，陳榮林.多普勒速度圖上的暴雨判據(jù)研究[J].應(yīng)用氣象學(xué)報，1995，6（3）：373-378.