胡斯琦 邱文麗



摘要 利用常規氣象觀測資料、雷達和地面中尺度加密站資料,對2019年4月25日安福縣的一次強對流天氣過程的致災性成因進行分析。結果表明:高空低槽、中低層切變線、地面輻合線和地面冷空氣是影響此次過程的主要系統。充足的水汽條件、強烈的抬升條件和強的垂直風切變有利于產生強對流天氣,強對流落區與500 hpa干舌、中尺度輻合線有較好的空間對應關系。地面存在鋒區,安福上空整層濕度很大,且有水汽通量的輻合,導致了此次強對流和暴雨天氣的發生,以期為今后本地致災預報提供參考。
關鍵詞 強對流;致災性;成因分析
中圖分類號:P458 文章標識碼:A 文章編號:2095–3305(2020)06–0–02
DOI:10.19383/j.cnki.nyzhyj.2020.06.041
強對流天氣是一種災害性強、持續時間短的劇烈天氣,江南地區發生在汛期時段(大概每年4—9月),常常伴有短時強降水、強雷電、大風、冰雹和龍卷等。加大對強對流這種致災性強的天氣內部結構及致災機理的分析力度,能較好提升我國對強對流天氣的預警預報能力。
2019年4月24日20∶00~25日08∶00,安福縣出現了一次強對流和暴雨天氣。根據高低空和地面天氣圖、探空圖、垂直風切變和雷電回波圖等資料,對此次過程的致災性成因進行分析。
1 天氣實況
受高空低槽、中低層切變線和地面冷空氣影響,安福縣在4月24日20∶00~25日08∶00有一次強對流過程。受其影響,安福縣普降大到暴雨,以洋溪104 mm為最大,平均降水量為47 mm,其中8個站達到大暴雨級別,8個站達到暴雨級別,降水中心在洋溪-彭坊一帶。
2 大尺度背景場分析
從500 hPa高空圖上可以看出,24日20∶00,江西省上游有兩支槽東移(南支槽和北支槽),安福縣主要受南邊的短波槽影響,槽前暖濕氣流是水汽供應者,為暴雨的出現提供了良好的水汽條件。溫度槽落后于高度槽,且通過速度場看出南方來的暖平流于與北方的冷平流交匯于江西上空,兩個條件都有利于大氣的斜壓性增強,使其爆發出強對流天氣。從風速場來看,在云南省南部有一條急流帶,未來將向東偏北方向移動,帶來了充沛水汽。安福處于急流出口區的左側,氣流的上升和輻合為強對流的發生發展提供良好的動力條件(圖1)。
850 hpa上(圖略)有一條切變線位于江西省中部。上升氣流對強對流天氣提供動力條件。
地面圖上有西南靜止鋒存在,且有一中尺度低壓位于貴州與廣西交界處,安福處于靜止鋒東北側,靜止鋒的穩定少動導致大氣積蓄了大量不穩定能量。之后低壓向東北方向移動至湖南北部,安福處于低壓中心東南側,同時,安福、永新與湖南交界處有一條中尺度輻合線(圖2),受其觸發和地形抬升作用,對流活動發展,安福縣陸續出現強雷電、短時強降水天氣。而安福縣位于低壓與入海高壓之間,由于兩個系統相持不下,移動速度慢,加上靜止鋒的穩定少動,使得系統在安福上空的持續時間長,為暴雨形成提供有利條件。
3 物理量診斷分析
3.1 水汽條件
分析低層850 hpa比濕場可知,安福縣處在高濕區中,大部分≥14 g/kg,一條位于安福縣境內的濕舌中心≥16 g/kg,且從水汽通量來看,安福內有一大值區19.8 g/(cm·hpa·s),建立良好水汽通道。水汽通量散度為負值區,有水汽輻合,對應4月24日22∶00安福縣境內出現短時強降水和暴雨天氣(圖3)。
3.2 熱力條件
K指數越大表明層結越不穩定,4月24日20∶00郴州、贛州兩個市的K指數分別達到31.3和38.4(表1),值較大,只要有一定的抬升條件就容易觸發對流性天氣。Si指數>0表示層結穩定,<0表示不穩定,而兩市的Si指數均為負值,表明大氣是不穩定的。對流有效位能是衡量不穩定能量的值,cape越大表示大氣層結越不穩定,對流的旺盛程度越大,CIN表示對流抑制能量,贛州的cape值比郴州的大,而CIN值小于郴州的,代表對流系統的東移過程中,從湖南的對流進入江西后發展得更旺盛,即對流強度是增強的。ZH是零度層高度,兩站的值都將近5000 m,高度很高,不易形成冰雹。綜上可知:相關熱力條件有利于強對流天氣發生,但不會產生冰雹的災害性天氣。
4 大氣層結分析
圖4溫濕層結曲線形成向上開口的“喇叭口”形狀,這種特征有利于雷暴大風的形成,2 500 m左右都存在厚度薄高空逆溫區,地面溫度比空氣溫度低很多,反氣旋中有下沉的冷空氣的現象,有利于上下兩層熱量交換,對流加強。不穩定層也分布于探空站上的各個高度層,使能量積聚。對流層高層到700 hpa附近有明顯的干空氣層,700 hpa以下水汽接近飽和,400~700 hpa附近有干空氣卷入,“上干、下濕”特征明顯,預示將有強對流天氣產生,有利于短時強降水、雷雨大風的出現。
圖4右部的風切變圖表示,測站上空有明顯的垂直風切變隨高度的變化,在對流層低層有風隨高度順轉預示著有暖平流,而在高空有更加強烈的垂直風切變的變化,這與上文分析的層結為“上冷下暖”的特點相符合。
5 結論
“4.25”強對流天氣是在有利的環流背景下產生的中小尺度天氣現象,在強風垂直切變和上干下濕、上冷下暖的有利條件下發生的,與500 hpa干舌區有很好的對應,提供了熱力條件。
高空槽、地面輻合線、850 hpa西南急流和切變線觸發了此次強對流天氣發生。
從物理量診斷分析來看,各種水汽、熱力、動力條件是造成此次強對流天氣的關鍵因素。
參考文獻
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責任編輯:黃艷飛
Analysis on the Causes of "4.25" Disaster-causing Severe Convective Weather Process in Anfu County
HU Si-qi et al (Meteorological Bureau of Anfu County, Anfu, Jiangxi 343200)
Abstract Using conventional meteorological observation data, radar and ground mesoscale encryption station data to analyze the cause of a severe convective weather process in Anfu County on April 25, 2019. The results show that: high-altitude and low troughs, middle and low-level shear lines, ground convergence lines and ground cold air are the main systems that affect this process. Sufficient water vapor conditions, strong uplift conditions and strong vertical wind shear are conducive to strong convective weather. The strong convective settlement area has a good spatial correspondence with the 500hpa dry tongue and the mesoscale convergence line. There is a frontal zone on the ground, and the entire layer above Anfu is very humid, and there is a convergence of water vapor flux, which has even led to strong convection and heavy rain.
Key words Strong convection; Catastrophic; Cause analysis
作者簡介 胡斯琦(1992–),女,江西吉安人,本科,助理工程師,研究方向:氣象。
收稿日期 2020–06–19