王 易，張 靜，王嘯華

（江蘇省氣象臺(tái)，江蘇 南京 210008）

江蘇一次暴雨過程的風(fēng)廓線雷達(dá)資料分析

王 易，張 靜，王嘯華

（江蘇省氣象臺(tái)，江蘇 南京 210008）

利用江蘇風(fēng)廓線雷達(dá)資料和常規(guī)氣象資料，對(duì)2012-07-08連云港特大暴雨進(jìn)行了分析，其中，著重研究了風(fēng)廓線風(fēng)場(chǎng)資料在短時(shí)強(qiáng)降水臨近預(yù)報(bào)中的應(yīng)用。通過風(fēng)廓線雷達(dá)資料的分析發(fā)現(xiàn)，3 km以下的西南急流對(duì)降水的發(fā)生發(fā)展有著極其重要的作用，同時(shí)近地層風(fēng)速的增強(qiáng)和風(fēng)向的轉(zhuǎn)變與強(qiáng)降水出現(xiàn)的時(shí)間有著很好的對(duì)應(yīng)關(guān)系，而近地層風(fēng)向發(fā)生轉(zhuǎn)變的時(shí)刻較降水的開始提前了半小時(shí)，對(duì)短時(shí)臨近預(yù)警有著很好的指示作用。

風(fēng)廓線雷達(dá)；暴雨；低空急流；風(fēng)向切變

在眾多大氣因子中，風(fēng)場(chǎng)資料是分析天氣演變最直觀和最有價(jià)值的資料之一。風(fēng)廓線雷達(dá)能夠?qū)崟r(shí)提供大氣的三維風(fēng)場(chǎng)信息，幫助我們揭示尺度小、生命史短的中小尺度系統(tǒng)連續(xù)變化過程，對(duì)提高短時(shí)-臨近預(yù)報(bào)預(yù)警水平有直接意義，為研究中小尺度系統(tǒng)與強(qiáng)對(duì)流的關(guān)系提供有力的工具。

近年來，風(fēng)廓線雷達(dá)資料在暴雨、冰雹等天氣過程研究中有著廣泛的應(yīng)用。古紅萍等[1]利用風(fēng)廓線雷達(dá)資料發(fā)現(xiàn)，由高空槽和弱冷空氣共同誘發(fā)產(chǎn)生的切變線低渦是產(chǎn)生此次暴雨天氣的主要中尺度系統(tǒng)。劉淑媛等[2]利用風(fēng)廓線雷達(dá)資料分析發(fā)現(xiàn)，在指數(shù)I迅速加強(qiáng)后1～2 h內(nèi)將出現(xiàn)強(qiáng)降水。張檉檉等[3]研究發(fā)現(xiàn)，風(fēng)廓線雷達(dá)每小時(shí)的風(fēng)場(chǎng)資料可以很好地揭示低空急流脈動(dòng)的強(qiáng)度及向下擴(kuò)展的程度與中小尺度強(qiáng)降水之間的密切關(guān)系。周志敏等[4]利用湖北省咸寧市黑山觀測(cè)站風(fēng)廓線雷達(dá)資料發(fā)現(xiàn)，風(fēng)廓線雷達(dá)早于天氣圖獲知冷空氣入侵時(shí)間，并能清楚地分析出冷暖平流的分布形勢(shì)。董保舉等[5]通過分析大理市暴雨過程的風(fēng)廓線資料發(fā)現(xiàn)，風(fēng)廓線雷達(dá)產(chǎn)品能清楚地反映降水的開始、結(jié)束以及降水的強(qiáng)度。本文利用江蘇風(fēng)廓線雷達(dá)資料，分析了連云港暴雨過程中的中小尺度系統(tǒng)，得出了一些有意義的結(jié)論，對(duì)提高短時(shí)天氣預(yù)報(bào)和強(qiáng)對(duì)流天氣臨近預(yù)警預(yù)報(bào)有著非常重要的作用。

1 暴雨過程分析

2012-07-08，我省連云港和鹽城北部地區(qū)出現(xiàn)大暴雨，局部特大暴雨天氣。2012-07-08T05：00—2012-07-09T 05：00，全省1 496個(gè)自動(dòng)站中有54個(gè)站雨量在100 mm以上，雨量超過250 mm達(dá)到特大暴雨的共有13站，其中，最大的連云港大桅尖24 h雨量達(dá)到419.8 mm，最大雨強(qiáng)出現(xiàn)在2012-07-08T22：00—23：00的東海南灣，達(dá)到90.8 mm/h，降水高峰主要出現(xiàn)在 2012-07-08T06：00—13：00、2012-07-08T21：00—2012-07-09T02：00。

在2012-07-08 500 hPa天氣圖上，前期槽線在河套東部地區(qū)，08：00向東移動(dòng)至東北，槽后冷空氣有所南下，08：00射陽站24 h變溫為-4℃，說明已有冷空氣侵入。連云港地區(qū)處于副熱帶高壓邊緣，江淮之間為一致西南氣流，水汽條件較好。到20：00，副高有所增強(qiáng)北抬，副高584線20：00北抬至淮北地區(qū)，此外，在連云港地區(qū)有明顯切變。850 hPa上，08：00切變位于徐州北部至河南地區(qū)，西南急流較強(qiáng)。20：00切變東移至連云港地區(qū)，仍處于西南暖濕氣流控制中。

2 風(fēng)廓線分析

為了使風(fēng)切變（比如鋒面過境）的表現(xiàn)形式類似于天氣圖上的形式，將風(fēng)場(chǎng)高度-時(shí)間剖面圖的時(shí)間軸取為自右向左逐時(shí)增加。在第一段強(qiáng)降水2012-07-08T06：00—13：00連云港的風(fēng)廓線圖上可以看到，04：00（北京時(shí)間，下同）開始，近地面300 m為東南風(fēng)，向上風(fēng)向順轉(zhuǎn)為西南或偏南風(fēng)，表明從邊界層開始有較強(qiáng)的暖平流，它為強(qiáng)降水的產(chǎn)生積累了不穩(wěn)定能量。楊引明等指出，按照時(shí)空轉(zhuǎn)換的原則，在風(fēng)廓線雷達(dá)探測(cè)范圍內(nèi)（3 000 m以下），連續(xù)3個(gè)時(shí)次（即持續(xù)時(shí)間約大于1 h）探測(cè)到大于12 m/s的強(qiáng)南或西南風(fēng)速，則可視為存在低空急流，因此，在04：00 3 km左右高度開始出現(xiàn)一股風(fēng)速達(dá)到16 m/s的西南低空急流，同時(shí)氣流動(dòng)量逐漸向下擴(kuò)展，到05：00之后在1.5 km高度基本維持一個(gè)12 m/s的風(fēng)速帶，并且在07：00 12m/s的低空急流下傳到300 m左右。此時(shí)，測(cè)站降水已經(jīng)有加強(qiáng)的趨勢(shì)，到09：30，近地面風(fēng)速增大到12 m/s，測(cè)站降水也達(dá)到最強(qiáng)。由于低空急流中心早于近地層急流中心1～2 h，因此可見低空急流到達(dá)測(cè)站上空不一定立刻引發(fā)強(qiáng)降水。14：00之后，大于12 m/s的低空西南風(fēng)有明顯的減弱上縮的過程，而此時(shí)降水也明顯處于減弱階段。圖1所示為2012-07-08T04：00—16：00（北京時(shí)間）連云港雷達(dá)風(fēng)廓線圖。

圖1 2012-07-08T04：00—16：00（北京時(shí)間）連云港雷達(dá)風(fēng)廓線圖

圖2 2012-07-08T21：00—2012-07-09T02：00（北京時(shí)間）連云港雷達(dá)風(fēng)廓線圖

降水第二高峰2012-07-08T21：00—2012-07-09T02：00連云港雷達(dá)風(fēng)廓線圖如圖2所示。由圖2可知，第二段強(qiáng)降水發(fā)生前（16：00），3 km以下的西南風(fēng)基本在8～10 m/s。17：00開始，12 m/s的低空急流風(fēng)速帶從3 km左右向下開始擴(kuò)展，到18：00擴(kuò)展到了600 m左右，并在300～600 m維持直到21：00，之后逐漸向上收縮。在此期間，西南急流明顯加強(qiáng)，風(fēng)速達(dá)到16～18 m/s，部分時(shí)刻達(dá)到了20 m/s，低空急流不斷增強(qiáng)和向下伸展說明西南低空急流一直在為降水的發(fā)生提供充足的水汽和能量。高層5 km處在18：00開始轉(zhuǎn)為西北風(fēng)，且風(fēng)速不斷加強(qiáng)，達(dá)到16～18 m/s，說明高層有冷空氣侵入，同時(shí)在高空急流動(dòng)量快速下傳過程中，攜帶大量的冷空氣不斷向地面擴(kuò)展，為暴雨過程的發(fā)生提供了較好的動(dòng)力條件。近地層上，在18：00，風(fēng)向由偏南風(fēng)轉(zhuǎn)為偏東風(fēng)，風(fēng)速突然減弱，同時(shí)垂直方向上出現(xiàn)了非常明顯的風(fēng)向切變，表明在近地層內(nèi)存在強(qiáng)烈的不穩(wěn)定能量，能量正在積蓄。到21：30，近地層到300 m的風(fēng)向由偏南風(fēng)轉(zhuǎn)為東北風(fēng)，垂直風(fēng)向切變有所加強(qiáng)，表明近地層有切變經(jīng)過測(cè)站。到22：00，風(fēng)速開始加大，從4 m/s加強(qiáng)到8 m/s；22：30—23：00，近地層風(fēng)速進(jìn)一步加強(qiáng)，達(dá)到12 m/s，同時(shí)東北風(fēng)進(jìn)一步向上擴(kuò)展至1 km，而1km以上一致的西南風(fēng)，風(fēng)向切變明顯；在22：30，3～4 km的西南急流也達(dá)到20～24 m/s，為降水提供充足的水汽條件，此時(shí)，1 h降水達(dá)到最大。2012-07-09T 01：00之后，3 km以下西南風(fēng)較前幾個(gè)時(shí)次明顯減弱，基本在8～10 m/s，此時(shí)，降水也開始明顯減弱。

3 結(jié)論

本文通過分析2012-07-08連云港特大暴雨的風(fēng)廓線雷達(dá)風(fēng)場(chǎng)資料，得出以下幾點(diǎn)結(jié)論：①從整個(gè)降水過程中可以看出，降水前期3 km以下低空西南急流對(duì)降水的發(fā)生發(fā)展有著重要的作用，低空急流的增強(qiáng)和向下伸展，為降水的發(fā)生提供了充足的水汽和能量條件；②高空冷空氣的向下侵入，提供了較好的動(dòng)力條件，而近地層的風(fēng)向切變表明近地層內(nèi)存在不穩(wěn)定能量；③近地層風(fēng)速的增強(qiáng)和風(fēng)向的轉(zhuǎn)變與強(qiáng)降水出現(xiàn)的時(shí)間有著很好的對(duì)應(yīng)關(guān)系，可作為判斷強(qiáng)降水發(fā)生的指標(biāo)；④近地層風(fēng)向發(fā)生轉(zhuǎn)變的時(shí)刻較降水的開始提前了半小時(shí)，對(duì)短時(shí)臨近預(yù)警有著很好的指示作用。以上結(jié)論只是在一次個(gè)例中得出，還有許多不足，為了能得到普遍適用的指標(biāo)，還需要對(duì)大量的個(gè)例樣本進(jìn)行分析研究。

［1］古紅萍，馬慶舒，王迎春，等.邊界層風(fēng)廓線雷達(dá)資料在北京夏季強(qiáng)降水天氣分析中的應(yīng)用［J］.氣象科技，2008，36（3）：300-304.

［2］劉淑媛，鄭永光，陶祖鈺.利用風(fēng)廓線雷達(dá)資料分析低空急流的脈動(dòng)與暴雨關(guān)系［J］.熱帶氣象學(xué)報(bào)，2003，19（3）：285-290.

［3］張檉檉，胡明寶，鄧少格，等.利用風(fēng)廓線雷達(dá)資料對(duì)暴雨與低空急流關(guān)系的分析［J］.氣象水文海洋儀器，2011，3（1）：32-35.

［4］周志敏，萬蓉，崔春光，等.風(fēng)廓線雷達(dá)資料在一次冰雹過程分析中的應(yīng)用［J］.暴雨災(zāi)害，2010，29（3）：251-256.

［5］董保舉，劉勁松，高月忠.基于風(fēng)廓線雷達(dá)資料的暴雨天氣過程分析［J］.氣象科技，2009，37（4）：411-414.

王易（1986—），男，江蘇蘇州人，研究生，工程師，研究方向?yàn)槎虝r(shí)臨近預(yù)報(bào)。

〔編輯：劉曉芳〕

P458.1+21.1

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2017.24.011

2095-6835（2017）24-0011-02