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淮安地區(qū)雷雨大風(fēng)特征分析

2018-02-03 10:02陳翔禹繼華安禮政耿建武夏網(wǎng)萍
科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào) 2017年29期
關(guān)鍵詞:雷雨大風(fēng)淮安擾動(dòng)

陳翔+禹繼華+安禮政+耿建武+夏網(wǎng)萍

摘 要:利用淮安地區(qū)6個(gè)國(guó)家氣象觀(guān)測(cè)站1986—2015年30年雷雨大風(fēng)觀(guān)測(cè)資料,結(jié)合天氣實(shí)況和雷達(dá)回波圖,對(duì)淮安地區(qū)雷雨大風(fēng)時(shí)空分布特征、變化規(guī)律及其成因進(jìn)行分析。結(jié)果表明:淮安地區(qū)年均雷雨大風(fēng)3.9d,高發(fā)季節(jié)7~8月,高發(fā)時(shí)段16~20時(shí),年均雷雨大風(fēng)日呈先上升而后下降變化趨勢(shì),而且下降趨勢(shì)更明顯。統(tǒng)計(jì)表明:雷雨大風(fēng)主要產(chǎn)生在低槽冷鋒、高空冷渦、副高控制和臺(tái)風(fēng)倒槽4種天氣系統(tǒng)中,低空有西南暖濕急流,中、高空干冷氣流入侵,850hPa溫度露點(diǎn)差處于≤-3℃的濕舌內(nèi)。雷達(dá)回波特點(diǎn)是:回波多呈帶狀和弓狀;有明顯的風(fēng)向、風(fēng)速垂直切變;雷雨大風(fēng)出現(xiàn)前,VIL值常常有明顯減小趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞:雷雨大風(fēng) 天氣類(lèi)型 擾動(dòng) 多普勒雷達(dá) 淮安

中圖分類(lèi)號(hào):P466 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-098X(2017)10(b)-0114-06

Abstract: Use of huaian region 6 national meteorological observatory 30 years strong wind observation data in 1986-2015, combined with the actual weather and radar echo image, strong wind in huaian region space-time distribution characteristics, changing law and its reasons were analyzed. The results showed that the annual average thunderstorm winds 3.9d huaian region, peak season July and August, peak time of 16-20, annual average thunderstorm winds, showed a trend of rising and falling before change, and downward trend is more obvious. Statistics show that the thunderstorm winds mainly produced in low trough cold front, high-altitude cold eddy, subtropical high control and typhoon trough 4 kinds of weather system, has the southwest warm type low-air jet, medium and high altitude air dry and cold invasion, the 850 hpa temperature difference of dew point at -3℃ or less wet tongue. The characteristics of radar echo are: zonal and arched; It has obvious wind direction and vertical shear of wind speed; VIL values tend to decrease significantly before the thunderstorm.

Key Words: Thunderstorrn wind; Type of weather; The disturbance; Doppler radar;Huaian

雷雨大風(fēng)(又叫對(duì)流性大風(fēng))是預(yù)報(bào)服務(wù)工作的重點(diǎn)。根據(jù)《全國(guó)短時(shí)、臨近預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)規(guī)定》定義:雷雨大風(fēng)是指平均風(fēng)力大于等于6級(jí)、陣風(fēng)大于等于7級(jí)且伴有雷雨的天氣。雷雨大風(fēng)是夏季中是最常出現(xiàn)的一種災(zāi)害性強(qiáng)對(duì)流天氣,由于雷雨大風(fēng)天氣具有明顯中小尺度特征、突發(fā)性、局地性、破壞性等特點(diǎn)[1],常常給工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)嚴(yán)重的災(zāi)害損失,并且雷雨大風(fēng)還是氣象預(yù)報(bào)工作的難點(diǎn)。近年來(lái),許多氣象工作開(kāi)展了一系列,有針對(duì)性研究,提出了一些新觀(guān)點(diǎn)[2-17]。李佰平[2]研究發(fā)現(xiàn):“對(duì)于高閾值、小尺度特征的強(qiáng)對(duì)流事件,低判別標(biāo)準(zhǔn)的最小比例法、模糊邏輯法和多事件列聯(lián)表等檢驗(yàn)方法更有應(yīng)用價(jià)值”。孫一昕[3]提出:強(qiáng)對(duì)流過(guò)程發(fā)生在中緯度氣旋、反氣旋和高空槽增強(qiáng)發(fā)展的背景下,地面氣旋與反氣旋之間的冷鋒也在南移中逐漸增強(qiáng),而中緯度系統(tǒng)與西南地區(qū)低壓和副熱帶高壓間構(gòu)成的鞍形場(chǎng)在重慶北側(cè)造成鋒生,一方面使得冷鋒西段增強(qiáng),另一方面通過(guò)次級(jí)環(huán)流與中層急流正反饋相互作用,加劇重慶中低層輻合抬升運(yùn)動(dòng),既降低了大氣穩(wěn)定度,又為對(duì)流的觸發(fā)形成提供了有利條件。盧冰[4]研究表明:在大尺度濕性不穩(wěn)定層結(jié)的環(huán)境場(chǎng)中,冷空氣的入侵在山區(qū)地形配合下,在背風(fēng)坡側(cè)造成強(qiáng)烈的水平溫度梯度和地面輻合線(xiàn),利于強(qiáng)對(duì)流的發(fā)生。潘婧茹[5]對(duì)臺(tái)風(fēng)研究發(fā)現(xiàn):臺(tái)風(fēng)倒槽東側(cè)低空急流攜帶的暖濕氣流與高空槽后冷空氣疊加,冷暖空氣交匯觸發(fā)了不穩(wěn)定能量釋放,激發(fā)了大暴雨和雷雨大風(fēng)出現(xiàn)。梁俊平[6]指出:對(duì)流層中低層相對(duì)深厚的暖濕層結(jié)及其以上的干層是盛夏西南氣流形勢(shì)下河南強(qiáng)對(duì)流天氣預(yù)報(bào)值得關(guān)注的內(nèi)容,CAPE、△θsc(850-500)、ΔT850-500、K指數(shù)、對(duì)流層中低層垂直風(fēng)切變等對(duì)西南氣流超級(jí)單體、颮線(xiàn)等強(qiáng)風(fēng)暴的形成具有很好的指示意義。

淮安地區(qū)位于淮河流域下流,地處我國(guó)南北氣候過(guò)渡帶,河網(wǎng)密布,冷暖空氣交匯頻繁,雷雨大風(fēng)天氣頻發(fā)。而地處黃淮的淮安地區(qū)又是一馬平川,雷雨大風(fēng)來(lái)得快、勢(shì)頭猛,破壞力大。每年因雷雨大風(fēng),設(shè)施大棚等被刮壞刮倒、湖面沉船死人時(shí)有發(fā)生。因些,總結(jié)淮安地區(qū)雷雨大風(fēng)發(fā)生規(guī)律、研究其雷雨大風(fēng)產(chǎn)生的天氣形勢(shì)和環(huán)流背景,分析其雷達(dá)回波特點(diǎn),根據(jù)雷達(dá)回波進(jìn)行臨近訂正預(yù)報(bào),對(duì)提高淮安地區(qū)雷雨大風(fēng)精細(xì)化預(yù)報(bào)水平和氣象防災(zāi)減災(zāi)能力具有一定的理論和現(xiàn)實(shí)意義。endprint

1 資料及統(tǒng)計(jì)說(shuō)明

本文選取了淮安地區(qū)6個(gè)國(guó)家觀(guān)測(cè)站1986—2015年逐日地面觀(guān)測(cè)資料中有關(guān)雷暴和大風(fēng)的記錄進(jìn)行分析,總結(jié)出淮安地區(qū)雷雨大風(fēng)天氣特征。在資料統(tǒng)計(jì)時(shí),90年代以前沒(méi)有極大風(fēng)速記錄,故以10min最大平均風(fēng)速大于等于10.8 m·s-1作為雷雨大風(fēng)標(biāo)準(zhǔn)。由于地面氣象觀(guān)測(cè)資料以20時(shí)為界,有時(shí)上游國(guó)家氣象觀(guān)測(cè)站則觀(guān)測(cè)到雷雨大風(fēng)出現(xiàn)在20時(shí)前,到了下游國(guó)家氣象觀(guān)測(cè)站則出現(xiàn)在日界后,這種情況,視為一次雷雨大風(fēng)天氣過(guò)程。一次雷雨大風(fēng)天氣過(guò)程,如果有3個(gè)或以上國(guó)家氣象觀(guān)測(cè)站觀(guān)測(cè)到雷雨大風(fēng)天氣,就視為淮安地區(qū)一個(gè)雷雨大風(fēng)日,少于3個(gè)國(guó)家氣象觀(guān)測(cè)站出現(xiàn)雷雨大風(fēng)天氣,認(rèn)為是局部雷雨大風(fēng),不參加統(tǒng)計(jì)分析。

2 雷雨大風(fēng)的氣候統(tǒng)計(jì)特征

2.1 雷雨大風(fēng)的年際變化特征

1986—2015年30年共出現(xiàn)雷雨大風(fēng)日數(shù)118d,年雷雨大風(fēng)日數(shù)3.9d。最多年份出現(xiàn)在1988、2000、2005、2008年,均為7d。最少年份出現(xiàn)在2014年,全年僅1d,出現(xiàn)在5月23日。由圖1年際變化來(lái)看,30年淮安地區(qū)年強(qiáng)雷暴日數(shù)呈M型波動(dòng)變化,即1989—1996年、2002—2006年和2010—2014年是波動(dòng)下降的,其余年份是波動(dòng)上升的。但從二階滑動(dòng)平均趨勢(shì)來(lái)看,總體呈先上升后下降,而且下降趨勢(shì)更明顯,這可能與城市進(jìn)程加快,觀(guān)測(cè)環(huán)境惡化有一定關(guān)聯(lián)。張思超[18]也曾提出了類(lèi)似觀(guān)點(diǎn):隨著城市化程度不斷加深,年平均風(fēng)速趨于遞減。

2.2 雷雨大風(fēng)的月際變化特征

通過(guò)對(duì)淮安地區(qū)30年逐月月平均雷雨大風(fēng)日數(shù)分析,月平均雷雨大風(fēng)日數(shù)呈單峰型,雷雨大風(fēng)集中出現(xiàn)在7~8月,占全年雷雨大風(fēng)日數(shù)的48%,最大值出現(xiàn)在7月,有0.97d,其次是8月,為0.9d,5~6月為次少雷雨大風(fēng),占全年雷雨大風(fēng)日數(shù)的32%。1~2月和12月無(wú)雷雨大風(fēng)日。雷雨大風(fēng)最早初日是3月4日,出現(xiàn)在2007年;最晚初日是7月18日,出現(xiàn)在1990年。雷雨大風(fēng)初日出現(xiàn)在4、5月最多,皆為7年,其次是6月;出現(xiàn)在7月最少,僅2年。雷雨大風(fēng)最早終日是5月23日,出現(xiàn)在2014年;最晚終日是11月4日,出現(xiàn)在2012年。雷雨大風(fēng)終日出現(xiàn)在8月最多,為16年。

2.3 雷雨大風(fēng)的日際變化特征及路徑

根據(jù)對(duì)118個(gè)雷雨大風(fēng)統(tǒng)計(jì)分析,在16~20時(shí)時(shí)段出現(xiàn)最多,為52個(gè),占雷雨大風(fēng)日數(shù)44%。在4~8時(shí)出現(xiàn)共15個(gè),占雷雨大風(fēng)日數(shù)13%。這與淮安境內(nèi)擁有洪澤湖和白馬湖有關(guān)。這是因?yàn)橐归g由于湖泊四周陸地輻射大于湖面,形成水平溫度差,在湖區(qū)四周形成湖陸風(fēng)環(huán)流,加強(qiáng)低層擾動(dòng),觸發(fā)不穩(wěn)定能量發(fā)生,當(dāng)高空冷空氣經(jīng)過(guò)湖面弱低壓上空就觸發(fā)了雷雨大風(fēng)發(fā)生[9]。

對(duì)雷雨大風(fēng)移動(dòng)路徑分析,從西北方向移過(guò)來(lái)的,為49個(gè),占42%;西南和東北方向移過(guò)的都是33個(gè);從東南方向過(guò)來(lái)的最少,僅3個(gè)。

3 雷雨大風(fēng)的天氣類(lèi)型和回波特征分析

根據(jù)30年歷史天氣實(shí)況圖對(duì)淮安地區(qū)雷雨大風(fēng)天氣形勢(shì)分析,主要分為4種天氣類(lèi)型:低槽冷鋒型、高空冷渦型、副高控制型和臺(tái)風(fēng)倒槽型(見(jiàn)表1)。

3.1 低槽冷鋒型

低槽冷鋒型是指地面天氣圖上,蒙古國(guó)到我國(guó)河套地區(qū)有較為強(qiáng)大的冷高壓,從朝鮮經(jīng)山東到河南有一東西向冷鋒。同時(shí)500hPa高空?qǐng)D上,有明顯的低壓槽(見(jiàn)圖2a),槽線(xiàn)位于110°~120°E,35°~50°N,中低空(700hPa、850hPa)也有低壓槽。在冷渦后的西北氣流中有一支風(fēng)速≥24m·s-1的急流,中低空(700hPa、850hPa)也分別有16m·s-1、12m·s-1以上的急流和冷渦?;窗驳貐^(qū)處于西南暖濕氣流控制下,從地面到中高層濕度都比較大;700hPa槽前有一暖舌,雷雨大風(fēng)前850hPa圖上淮安地區(qū)均位于T-Td≤3℃濕舌內(nèi),6個(gè)國(guó)家氣象觀(guān)測(cè)站前一日地面相對(duì)濕度平均值不低于65%,且前一天日平均氣溫高于常年同期2℃以上。地面冷鋒在高空槽配合東移南下過(guò)程中,由于冷鋒處于槽前正渦度區(qū),槽后有干冷平流,隨著強(qiáng)冷平流的南下,促使鋒區(qū)加強(qiáng)東移南下。在鋒區(qū)東移南下過(guò)程中,地面鋒前附近低層有不斷暖濕氣流輸送,由于鋒前附近抬升作用,使大氣層結(jié)不穩(wěn)定加強(qiáng),觸發(fā)了雷雨大風(fēng)天氣的發(fā)生。槽線(xiàn)推動(dòng)冷鋒移動(dòng)過(guò)程中,高、中、低槽線(xiàn)接近垂直,高空槽線(xiàn)移至魯南時(shí),甚至變成前傾槽。此時(shí),相應(yīng)冷鋒移動(dòng)速度明顯加快,3h移動(dòng)2個(gè)多緯距,從徐州到淮安僅需1~3h,而且回波移向與500hPa風(fēng)向一致。這種回波除帶來(lái)雷雨大風(fēng)外,還伴有強(qiáng)烈降溫,甚至出現(xiàn)倒春寒天氣。當(dāng)回波前方低壓直徑達(dá)到100km以上中尺度時(shí),雷達(dá)回波有很強(qiáng)的正負(fù)速度輻合區(qū),往往預(yù)示著有颮線(xiàn)過(guò)境。

這類(lèi)雷雨大風(fēng)回波呈帶狀,雷暴回波源地在山東和河南。觸發(fā)機(jī)制是鋒前的暖濕區(qū)攏動(dòng)。最大回波強(qiáng)度可達(dá)到65dBz,回波強(qiáng)度在移動(dòng)過(guò)程中基本是穩(wěn)定少變,最大回波高度一般不超過(guò)12km。由于此時(shí)是春秋季,空氣水汽少,在垂直積分液態(tài)水含水量圖上,VIL值常常小于30kg/m2。例如2013年4月29日6時(shí)22分基本反射率圖上回波強(qiáng)度淮安地區(qū)從未超過(guò)55dBz(見(jiàn)圖3a1),VIL值一直維持在20kg/m2以下(見(jiàn)圖3a2)。通過(guò)分析發(fā)現(xiàn),回波移向與500hPa風(fēng)向一致,這與作者[9]在研究洪澤湖強(qiáng)雷暴天氣得出的結(jié)論相同?;夭ㄒ频浇K徐州時(shí),快速向南或東南方向移動(dòng),到達(dá)淮安一帶時(shí)僅需1~3h。除帶來(lái)雷雨大風(fēng)外,還伴有強(qiáng)烈降溫,甚至還有颮線(xiàn)出現(xiàn)。

由于這種天氣類(lèi)型出現(xiàn)在春、秋兩季,強(qiáng)度大,但影響時(shí)間短。由于春、秋季中、低層水汽量相對(duì)不是非常充足,這類(lèi)天氣從未伴有過(guò)短時(shí)強(qiáng)降水出現(xiàn),主要是伴有雷電、大風(fēng)災(zāi)害天氣。1986—2015年出現(xiàn)45個(gè)此天氣系統(tǒng)中產(chǎn)生的雷雨大風(fēng)天氣,都只出現(xiàn)雷電和大風(fēng)災(zāi)害天氣,無(wú)暴雨或短時(shí)強(qiáng)降水出現(xiàn)。

3.2 高空冷渦型

500hPa高空?qǐng)D上,在105°~115°E,40°~50°N范圍內(nèi)有冷渦(見(jiàn)圖2b),冷渦和槽線(xiàn)南伸到河南境內(nèi)。中、低空也有冷渦和冷槽配合,高、中、低槽后分別有24m·s-1、16m·s-1、12m·s-1以上的急流。副高位于長(zhǎng)江以南,588dagpm線(xiàn)在29°~31°N之間,副高北側(cè)低層有12m·s-1以上西南急流帶,源源不斷地把水汽輸送淮安地區(qū)。850hPa有個(gè)暖脊,整個(gè)淮安地區(qū)在暖脊控制下,而中、高空冷槽疊置在850hPa暖脊,造成“上冷下暖”的不穩(wěn)定大氣層結(jié),地面有冷鋒相配合。兩支冷暖急流在淮安地區(qū)交匯,中低層垂直風(fēng)切變加大和氣流輻合加強(qiáng)。當(dāng)冷渦旋轉(zhuǎn)南下到山東時(shí),這時(shí)常常出現(xiàn)冷鋒從低壓中心穿過(guò),變成穿心鋒。當(dāng)冷渦南伸槽南擺影響到徐州一帶時(shí),淮安地區(qū)會(huì)出現(xiàn)雷雨大風(fēng)天氣。endprint

這種類(lèi)型天氣形成都發(fā)生在春末和夏季,由于西南氣流源源不斷補(bǔ)充,除出現(xiàn)強(qiáng)雷電和雷雨大風(fēng)外,還有短時(shí)強(qiáng)降水、冰雹和龍卷,甚至?xí)霈F(xiàn)1h雨量在100以上大暴雨、特大暴雨災(zāi)害天氣。

同樣,雷達(dá)回波源地在河南或山東,回波多呈弓狀、鉤狀,且回波強(qiáng)度比低槽冷鋒型更強(qiáng),有時(shí)可達(dá)到70dBz以上?;夭ǜ叨雀撸苓_(dá)到18km及以上,回波垂直積分液態(tài)水含水量在60kg/m2以上。回波進(jìn)入魯蘇交界后,移動(dòng)速度明顯加快,移速大于40km/h。作者[9]在分析2006年6月29日雷雨大風(fēng)時(shí)發(fā)現(xiàn):1.2km高度有12m·s-1西南急流帶(見(jiàn)圖3b1),近地層風(fēng)速在8m·s-1及以下,20~21時(shí)(世界時(shí))存在著由近地層西南風(fēng)到2.4km轉(zhuǎn)向西北風(fēng)的垂直風(fēng)切變。圖3b2上,1.2km高度有也12m·s-1西南急流帶,風(fēng)向同樣存在著從低層西南風(fēng)到中層西北風(fēng)的垂直切變。這種上干下冷暖濕的結(jié)構(gòu)有利于能量充分存儲(chǔ)以及強(qiáng)波穩(wěn)定形成。

3.3 副高控制型

進(jìn)入盛夏,副熱帶高壓增強(qiáng)北抬,淮安地區(qū)受副高控制(見(jiàn)圖2c),位于副高西北588dagpm線(xiàn)內(nèi)側(cè),35°N以北有偏西氣流波動(dòng),不斷帶來(lái)小股冷空氣補(bǔ)充南下。在中低層(700 hPa、850hPa)32°~35°N之間有切變線(xiàn)或槽線(xiàn)。切變(槽)線(xiàn)南側(cè)有明顯暖舌和濕舌,850hPa上溫度露點(diǎn)差都很小,多數(shù)在2℃以?xún)?nèi)。在副高控制下,淮安地區(qū)天氣悶熱潮濕,地面風(fēng)力小,呈弱切變或氣旋旋轉(zhuǎn)。由于淮安境內(nèi)多湖泊,上冷下暖,垂直上升運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈,源源不斷地把水汽往上空輸送,當(dāng)能量積累到一定程度便出現(xiàn)雷雨大風(fēng)天氣。切變線(xiàn)附近輻合上升運(yùn)動(dòng)非常強(qiáng),因此雷雨大風(fēng)出現(xiàn)在切變線(xiàn)右側(cè)。這種天氣類(lèi)型產(chǎn)生的雷雨大風(fēng)多出現(xiàn)在午后到上半夜,持續(xù)時(shí)間短暫,多在1~3h之間,但強(qiáng)度大,范圍小。一次過(guò)程中,淮安地區(qū)不超過(guò)4個(gè)國(guó)家觀(guān)測(cè)站出現(xiàn)雷雨大風(fēng)天氣。如果切變線(xiàn)出現(xiàn)在暖舌內(nèi),垂直運(yùn)動(dòng)得不到發(fā)展,就不會(huì)產(chǎn)生雷雨大風(fēng)天氣。

雷雨大風(fēng)源地多數(shù)在西部上游皖中或皖北,雷達(dá)回波向東北到東南方向移動(dòng),但移速較慢,每小時(shí)移動(dòng)速度在20~30km,在移動(dòng)過(guò)程,形體迅速壯大,發(fā)展尤為旺盛,由單體回波變成超強(qiáng)回波或多個(gè)單體回波漸漸連到一線(xiàn)。常出現(xiàn)“人”字型或“V”型缺口,最大回波強(qiáng)度都在65dBz以上,最大回波高度常超過(guò)15km?;夭ù怪狈e分液態(tài)水含水量值長(zhǎng)時(shí)間維持在50kg·m-2以上,在大風(fēng)天氣出現(xiàn)10到20min前,在垂直積分液態(tài)水含水量圖上,VIL值常常有明顯減小趨勢(shì),減小幅度10~20kg·m-2,這也是雷雨大風(fēng)出現(xiàn)的臨界點(diǎn)。如2007年7月29日14時(shí)許雷達(dá)回波在安徽滁州境內(nèi)生成后,緩慢向東北方向移動(dòng),移動(dòng)過(guò)程中不斷增強(qiáng),到達(dá)淮安地區(qū)時(shí)漸漸和前方單體回波合并成強(qiáng)回波(見(jiàn)圖3c1),發(fā)展旺盛,在回波南側(cè)存在“V”型缺口?;夭ǜ叨冗_(dá)到18.4km。18時(shí)12分VIL圖上最大值為75kg/m2,18時(shí)29分降到59kg/m2(圖3c2),不到20min下降了16kg/m2,18時(shí)38分起淮安地區(qū)3個(gè)國(guó)家觀(guān)測(cè)站相繼出現(xiàn)7級(jí)偏南大風(fēng);與王彥[11]研究天津雷暴大風(fēng)產(chǎn)品結(jié)論吻合。

這種天氣類(lèi)型出現(xiàn)的雷雨大風(fēng)中的雷暴,因熱力抬升起了較大作用,故又稱(chēng)“熱雷暴”。

3.4 臺(tái)風(fēng)倒槽型

受登陸臺(tái)風(fēng)影響,副熱帶高壓后撤到125°E以東西太平洋上,500hPa高空?qǐng)D上,在100°~120°E,35°~50°N有淺槽(見(jiàn)圖2d)。臺(tái)風(fēng)在浙江沿海登陸減弱后向西北移動(dòng),進(jìn)入安徽南部,形成深厚臺(tái)風(fēng)倒槽。從低層到500hPa高空都有閉合的臺(tái)風(fēng)倒槽低壓環(huán)流,并且一直伸展到蘇北地區(qū),淮安地區(qū)在倒槽控制區(qū)。當(dāng)高空淺槽后面冷空氣疊加到臺(tái)風(fēng)倒槽上空時(shí),有利于上升運(yùn)動(dòng),觸發(fā)不穩(wěn)定能量及潛熱能釋放?;窗驳貐^(qū)只有處于臺(tái)風(fēng)外圍的氣旋區(qū)域里或臺(tái)風(fēng)倒槽中,才會(huì)出現(xiàn)強(qiáng)烈的亂流擾動(dòng),產(chǎn)生雷電活動(dòng),否則只有暴雨和大風(fēng)天氣。

臺(tái)風(fēng)倒槽雷達(dá)回波呈明顯螺旋狀,雷達(dá)回波強(qiáng)度不超過(guò)60dBz,回波垂直積分液態(tài)水含水量值在20kg/m2以下,甚至有時(shí)不到10kg/m2,但穩(wěn)定少變。之所以產(chǎn)生強(qiáng)降水,主要是臺(tái)風(fēng)倒槽東側(cè)低空東南水平急流源源不斷地從海上輸送大量水汽,是產(chǎn)生暴雨主要原因。當(dāng)高空冷空氣輸送到倒槽上空,冷暖空氣上下對(duì)流交匯,觸發(fā)了不穩(wěn)定能量釋放,當(dāng)回波頂高發(fā)展到12km以上時(shí)就會(huì)出現(xiàn)雷電。如2015年8月10日20時(shí)高空天氣圖,淮安地區(qū)處于臺(tái)風(fēng)“蘇羅迪”倒槽內(nèi),高空從華北南下的冷空氣已疊加倒槽上空。在淮安雷達(dá)回波圖上,回波強(qiáng)度一直在60dBz以下(見(jiàn)圖3d1),19時(shí)39分在可見(jiàn)淮安境內(nèi)雷達(dá)回波頂高已突破12km(圖3d2),此時(shí)洪澤國(guó)家站已觀(guān)測(cè)到雷電活動(dòng)和15.0m·s-1大風(fēng),之后不到半小時(shí)內(nèi)又有4個(gè)國(guó)家觀(guān)測(cè)站觀(guān)測(cè)到雷電和大風(fēng)。

4 結(jié)論

(1)淮安地區(qū)年均雷雨大風(fēng)日數(shù)3.9d,最多年份7d,最少年份1d。從二階滑動(dòng)平均趨勢(shì)來(lái)看,呈先上升而后下降變化的趨勢(shì),而且下降趨勢(shì)更明顯,這與城市進(jìn)程加快,觀(guān)測(cè)環(huán)境惡化有關(guān)。雷雨大風(fēng)主要出現(xiàn)在7~8月,1~2月和12月無(wú)雷雨大風(fēng)。雷雨大風(fēng)初日出現(xiàn)在4、5月最多;終日出現(xiàn)在8月最多。雷雨大風(fēng)主要出現(xiàn)時(shí)段是16~20時(shí),為52個(gè),占雷雨大風(fēng)日數(shù)44%。在4~8時(shí)出現(xiàn)共15個(gè),占雷雨大風(fēng)日數(shù)13%。這與淮安境內(nèi)擁有洪澤湖和白馬湖,易在湖區(qū)四周形成湖陸風(fēng)環(huán)流有關(guān)。

(2)淮安地區(qū)雷雨大風(fēng)天氣形勢(shì)分為4種:①低槽冷鋒型:高空(500hPa)影響系統(tǒng)為較明顯低壓槽,中低層(700 hPa、850hPa)也為低壓槽,地面槽前有冷鋒;②高空冷渦型:500hPa高空?qǐng)D上,副熱帶高壓位為長(zhǎng)江以南,華北或東北有一閉合低渦,并有冷中心配合,中低層(700hPa、850hPa)也有冷渦;③副高控制型:淮安地區(qū)受副高控制,位于副高西北588dagpm線(xiàn)內(nèi)側(cè),35°N以北有偏西氣流波動(dòng),不斷帶來(lái)小股冷空氣補(bǔ)充南下。在中低層(700hPa、850hPa)32°~35°N之間有切變線(xiàn)或槽線(xiàn);④臺(tái)風(fēng)倒槽型:副熱帶高壓后撤到125°E以東西太平洋上,500hPa高空?qǐng)D上,在100°~120°E,35°~50°N有淺槽。從低層到500hPa高空都有閉合的臺(tái)風(fēng)倒槽低壓環(huán)流,淮安地區(qū)處在倒槽中或氣旋區(qū)內(nèi)。endprint

(3)雷雨大風(fēng)天氣出現(xiàn)前,大氣層結(jié)極不穩(wěn)定,沙氏指數(shù)SI<-3℃,750hPa有槽線(xiàn)或切變線(xiàn),且槽前或切變線(xiàn)南側(cè)有暖舌,使槽線(xiàn)或切變線(xiàn)冷暖平流明顯,淮安地區(qū)處于850hPa溫度露點(diǎn)差(T-Td)≤-3℃的濕舌內(nèi),低空有西南暖濕急流,中、高空干冷氣流入侵,水汽在淮安地區(qū)輻合上升,觸發(fā)了強(qiáng)對(duì)流天氣發(fā)生,出現(xiàn)了雷雨大風(fēng)。

(4)雷雨大風(fēng)回波多呈帶狀和弓狀,有明顯的垂直風(fēng)向、風(fēng)速切變,雷雨大風(fēng)出現(xiàn)前10~20min,VIL值常常有明顯減小趨勢(shì)。上述特征對(duì)雷雨大風(fēng)臨近預(yù)報(bào)有一定指示意義;低槽冷鋒型和高空冷渦型回波沿500hPa風(fēng)的方向移動(dòng)。在臺(tái)風(fēng)倒槽中,高空冷空氣要疊加在倒槽上空,才能觸發(fā)不穩(wěn)定能量及潛熱能釋放,使上下層對(duì)流活躍,當(dāng)回波頂高突破了12Km時(shí),此時(shí)就出現(xiàn)雷電活動(dòng)。

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