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臺(tái)風(fēng)“摩羯”螺旋雨帶中衍生龍卷的非超級(jí)單體特征

2020-05-13 08:59朱義青王慶華
干旱氣象 2020年2期
關(guān)鍵詞:龍卷摩羯仰角

朱義青,王慶華

(山東省臨沂市氣象局,山東 臨沂 276004)

引 言

龍卷是能產(chǎn)生極大破壞力的小尺度災(zāi)害性天氣,通常表現(xiàn)為從對(duì)流云底向下伸展到地面的高速旋轉(zhuǎn)漏斗狀云柱,它是一種強(qiáng)烈的小型渦旋和小型低壓,能在短時(shí)間內(nèi)造成重大財(cái)產(chǎn)損失和人員傷亡。由于龍卷移速快、尺度小、生消迅速等特征,與其他強(qiáng)對(duì)流天氣相比,龍卷屬于小概率事件,短期預(yù)報(bào)較為困難,一直是氣象監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)中的難點(diǎn)。

龍卷通常由超級(jí)單體風(fēng)暴和非超級(jí)單體風(fēng)暴產(chǎn)生。超級(jí)單體風(fēng)暴產(chǎn)生的龍卷與持久深厚的中氣旋緊密相關(guān),有時(shí)還出現(xiàn)比中氣旋尺度小且旋轉(zhuǎn)快的渦旋即為龍卷渦旋特征(tornado vortex signature, TVS),而非超級(jí)單體風(fēng)暴產(chǎn)生的龍卷可以發(fā)生在各種對(duì)流風(fēng)暴環(huán)境下[1]。研究發(fā)現(xiàn),龍卷發(fā)生的環(huán)流背景主要有:西風(fēng)帶系統(tǒng)所伴隨的對(duì)流風(fēng)暴和臺(tái)風(fēng)或颶風(fēng)(簡(jiǎn)稱tropical cyclone,TC)。其中,西風(fēng)帶龍卷發(fā)生在中等偏強(qiáng)的大氣熱力不穩(wěn)定環(huán)境條件下,龍卷位于鉤狀回波的頂端[2-4],而臺(tái)風(fēng)龍卷則易出現(xiàn)在距離TC中心180~460 km的右前側(cè)區(qū)域[5-8]。SCHULTZ等統(tǒng)計(jì)了1950—2007年美國引發(fā)龍卷的颶風(fēng),發(fā)現(xiàn)90%以上龍卷發(fā)生方位在340°~120°之間,距離颶風(fēng)中心200 km以內(nèi)區(qū)域的龍卷通常出現(xiàn)在颶風(fēng)登陸后12 h內(nèi),而200 km以外區(qū)域的龍卷常發(fā)生在午后[9]。隨著探測(cè)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,多普勒天氣雷達(dá)因其較高的靈敏度而成為探測(cè)龍卷天氣的強(qiáng)有力工具[10-13],其反射率因子強(qiáng)度可提供豐富的強(qiáng)對(duì)流信息,而平均徑向速度產(chǎn)品能夠反映氣流的輻合、輻散、切變以及與強(qiáng)風(fēng)暴有關(guān)的中氣旋、龍卷渦旋特征等,為深層次分析龍卷天氣過程演變及預(yù)警提供更豐富、可靠的信息。

熱帶氣旋引發(fā)的龍卷多見于沿海地區(qū),且引發(fā)龍卷的TC距離海岸線100 km以內(nèi),當(dāng)表層風(fēng)速靠近陸地時(shí),陸地摩擦作用使風(fēng)速減小而引起輻合,造成局地強(qiáng)的垂直運(yùn)動(dòng),因此在靠近海岸線的地區(qū)利于水平渦度轉(zhuǎn)成垂直渦度,誘發(fā)低層中氣旋而形成龍卷[14-15]。山東境內(nèi)的龍卷多出現(xiàn)在7—8月,且大多與西風(fēng)帶系統(tǒng)影響下的超級(jí)單體風(fēng)暴有關(guān),而由TC引發(fā)的則較少,特別是TC引發(fā)的非超級(jí)單體龍卷極其少見。因此,本文針對(duì)2018年第14號(hào)臺(tái)風(fēng)“摩羯”外圍螺旋雨帶中非超級(jí)單體龍卷,利用常規(guī)觀測(cè)資料、衛(wèi)星云圖和多普勒天氣雷達(dá)等資料,探討引發(fā)龍卷的非超級(jí)單體結(jié)構(gòu)特征,進(jìn)一步認(rèn)識(shí)TC引發(fā)中緯度龍卷的環(huán)境特征和物理機(jī)制,以期更好地為中緯度地區(qū)龍卷預(yù)報(bào)、預(yù)警做好服務(wù)。

1 臺(tái)風(fēng)“摩羯”概況和龍卷強(qiáng)度

2018年8月8日11:00(北京時(shí),下同)前后第14號(hào)臺(tái)風(fēng)“摩羯”在西北太平洋生成,生成后向西北方向移動(dòng),于12日23:35前后在浙江溫嶺沿海登陸[圖1(a)],登陸時(shí)中心附近最大風(fēng)力10級(jí)(28 m·s-1,強(qiáng)熱帶風(fēng)暴),中心最低氣壓為980 hPa;登陸后仍向西北方向移動(dòng),并于13日23:00減弱為熱帶低壓,14日05:00前后進(jìn)入山東并停止編號(hào)。受臺(tái)風(fēng)“摩羯”影響,8月14日08:00至15日08:00山東大部地區(qū)遭受持續(xù)性強(qiáng)降水,有25個(gè)國家氣象觀測(cè)站出現(xiàn)暴雨,17站出現(xiàn)大暴雨,其中寧津縣降雨量超過200 mm。受本次臺(tái)風(fēng)影響,受災(zāi)人口達(dá)8萬人,直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)4.6億元人民幣。其中,伴隨的龍卷造成廠房和房屋倒塌及人員受傷。

經(jīng)實(shí)地勘察受災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)和走訪龍卷目擊者及多渠道獲取龍卷風(fēng)視頻等,結(jié)合多種氣象觀測(cè)資料,綜合分析研判后,確認(rèn)臺(tái)風(fēng)“摩羯”進(jìn)入山東后在山東境內(nèi)共產(chǎn)生7個(gè)龍卷風(fēng)(表1),其中8月14日12:10發(fā)生在惠民縣姜樓鎮(zhèn)的龍卷最強(qiáng),造成的災(zāi)害路徑長4.5 km、寬約150 m,生命史11 min,位于臺(tái)風(fēng)北偏東方向35°約160 km處[圖1(b)],其形態(tài)及造成的災(zāi)情見圖2(a)和圖2(b)。

圖1 臺(tái)風(fēng)“摩羯”移動(dòng)路徑(a)和2018年8月14日12:10山東濟(jì)南站多普勒雷達(dá)0.5°仰角反射率因子(b,單位:dBZ)(黑色方框及其內(nèi)部實(shí)線分別為龍卷發(fā)生區(qū)和移動(dòng)路徑,粉色線為龍卷距臺(tái)風(fēng)的距離)Fig.1 The moving path of typhoon ‘YAGI’ (a) and reflectivity factor of Doppler radar on 0.5° elevation at Ji’nan station of Shandong at 12:10 BST on 14 August 2018 (b, Unit: dBZ) (The black box and internal solid line are the occurrence area of tornado and its moving path, respectively)

圖2 2018年8月14日山東姜樓鎮(zhèn)龍卷形態(tài)(a)及其災(zāi)情照片(b)Fig.2 The morphology of tornado (a) and caused damage picture (b) in Jianglou of Shandong on 14 August 2018

時(shí) 間地 點(diǎn)經(jīng)緯度等級(jí)距臺(tái)風(fēng)中心方位(°)/距離(km)資料來源09:30—09:50 濰坊昌邑市柳疃鎮(zhèn)辛安莊村、漁爾堡村119.44°E,37.03°N 0~1 65/290 視頻 10:40東營市墾利區(qū)孤東油田119.08°E,37.88°N152/308視頻12:10—12:21濱州市惠民縣姜樓鎮(zhèn)117.50°E,37.25°N235/160視頻13:10—13:20 東營利津縣鹽窩鎮(zhèn)灘東村、臺(tái)前村、崔西村118.44°E,37.68°N 1 55/190 視頻 13:10—13:20濱州市陽信縣洋湖鎮(zhèn)馬士和村117.40°E,37.53°N135/114視頻13:30—13:50德州市慶云縣尚堂鎮(zhèn)李含賁村117.36°E,37.67°N0~132/99災(zāi)情調(diào)查13:40—13:50濱州市惠民縣落桑墅鎮(zhèn)哨馬張村117.77°E,37.51°N0~154/110視頻

受探測(cè)手段限制,對(duì)龍卷強(qiáng)度直接觀測(cè)存在一定的難度,但是可以根據(jù)龍卷過后的災(zāi)害程度進(jìn)行評(píng)估。FUJITA[16]根據(jù)龍卷造成的災(zāi)害程度,提出0~5級(jí)的等級(jí)分類標(biāo)準(zhǔn),即“藤田等級(jí)”(Fujita-scale,F(xiàn)0~F5),并得到廣泛應(yīng)用,其中F5為最高等級(jí),造成的災(zāi)害最嚴(yán)重。目前中國尚無完善的龍卷災(zāi)情調(diào)查標(biāo)準(zhǔn),參照“藤田等級(jí)”來判斷發(fā)生在中國的龍卷強(qiáng)度可能會(huì)有一定的誤差。另外,在相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)下龍卷強(qiáng)度的判定高度依賴個(gè)人主觀判斷,使得結(jié)果存在一定差異。盡管如此,根據(jù)災(zāi)情調(diào)查,針對(duì)不同時(shí)間、不同地方的龍卷強(qiáng)度進(jìn)行定級(jí)仍然十分必要。根據(jù)惠民縣姜樓鎮(zhèn)龍卷災(zāi)情的特點(diǎn)、破壞長度和范圍、現(xiàn)場(chǎng)圖片和龍卷視頻,結(jié)合氣象觀測(cè)資料,判定本次龍卷為F2級(jí)。

2 龍卷發(fā)生的潛勢(shì)分析

龍卷的發(fā)生發(fā)展除滿足一般強(qiáng)對(duì)流天氣所需的水汽條件、不穩(wěn)定層結(jié)條件和抬升觸發(fā)機(jī)制外,還具備強(qiáng)的對(duì)流有效位能(CAPE)和垂直風(fēng)切變。對(duì)于F2級(jí)及以上龍卷,通常發(fā)生在較低的抬升凝結(jié)高度(LCL)和較大的低層垂直風(fēng)切變條件下,尤其是0~1 km較強(qiáng)的垂直風(fēng)切變。抬升凝結(jié)高度越低、低層垂直風(fēng)切變?cè)酱螅接欣贔2級(jí)及以上龍卷(包括超級(jí)和非超級(jí)單體龍卷)的產(chǎn)生[1]。

2.1 天氣背景

本次臺(tái)風(fēng)外圍云系中有很多塊狀的中小尺度對(duì)流系統(tǒng),龍卷的母體正是由這些中小尺度對(duì)流系統(tǒng)發(fā)展起來的[圖1(b)]。8月13—14日(圖略),500 hPa副熱帶高壓(簡(jiǎn)稱“副高”)中心穩(wěn)定維持在日本海南部,副高西伸脊點(diǎn)位于120°E;隨著臺(tái)風(fēng)的逼近,山東上空風(fēng)力逐漸增大,13日20:00至14日20:00,山東惠民縣上空為臺(tái)風(fēng)“摩羯”與副高之間的東南急流控制。13日夜間[圖3(a)]開始,中低層風(fēng)速開始增大,700 hPa受東南急流控制,惠民地區(qū)位于急流左側(cè),風(fēng)速超過18 m·s-1;14日08:00[圖3(b)],山東受臺(tái)風(fēng)東北象限強(qiáng)盛的東南急流影響,惠民附近上空700 hPa風(fēng)速超過24 m·s-1;隨著臺(tái)風(fēng)逐漸向東北方向移動(dòng),惠民附近有中尺度對(duì)流系統(tǒng)發(fā)展。

2.2 環(huán)境條件

從距離龍卷發(fā)生地最近的章丘探空站14日08:00的T-lnP圖[圖4(a)]看出,受臺(tái)風(fēng)環(huán)流影響,龍卷發(fā)生地附近整層風(fēng)速都較大,低層風(fēng)速達(dá)12 m·s-1以上,且隨高度升高明顯增大;整個(gè)對(duì)流層相對(duì)濕度都很大,從地面到對(duì)流層頂接近飽和;對(duì)流有效位能呈狹長狀,且CAPE值較小,為200~300 J·kg-1,低于山東地區(qū)強(qiáng)對(duì)流天氣發(fā)生的CAPE值[17];K指數(shù)超過42 ℃,威脅指數(shù)(SWEAT)達(dá)335,對(duì)流抑制CIN在70~80 J·kg-1之間,抬升凝結(jié)高度在500 m以下。上述條件表明龍卷發(fā)生地附近大氣層結(jié)不穩(wěn)定性較強(qiáng),利于對(duì)流天氣的發(fā)生。

較低的抬升凝結(jié)高度LCL、較大的低層垂直風(fēng)切變(尤其是0~1 km)有利于龍卷等強(qiáng)天氣的發(fā)生發(fā)展。THOMPSON[18]指出,F(xiàn)2級(jí)以上龍卷的平均抬升凝結(jié)高度小于981 m;0~1 km垂直風(fēng)切變是判斷龍卷最有效的參數(shù),F(xiàn)2級(jí)及以上龍卷0~1 km垂直風(fēng)切變平均值為9.5×10-3s-1。從圖4(a)看出,14日08:00山東章丘探空站的抬升凝結(jié)高度較低,不到500 m,較THOMPSON統(tǒng)計(jì)的平均抬升凝結(jié)高度明顯偏低,說明低層相對(duì)濕度大,下沉氣流中的氣塊在下降過程中蒸發(fā)冷卻的可能性很小,具有較大的正浮力,利于上升運(yùn)動(dòng)的發(fā)展,進(jìn)而利于龍卷產(chǎn)生。章丘附近0~6 km的垂直風(fēng)切變?yōu)?9 m·s-1,屬于中等強(qiáng)度的深層垂直風(fēng)切變,其中0~1 km的垂直風(fēng)切變?yōu)?2 m·s-1,對(duì)應(yīng)的垂直風(fēng)切變值為12×10-3s-1,屬于強(qiáng)低層垂直風(fēng)切變,遠(yuǎn)高于THOMPSON統(tǒng)計(jì)的平均值,利于F2級(jí)以上龍卷的產(chǎn)生。

圖4 2018年8月14日08:00山東章丘T-ln P圖(a)和濱州雷達(dá)VWP產(chǎn)品(b)Fig.4 The T-ln P diagram at Zhangqiu radiosonde station (a) and VWP product of radar at Binzhou station (b) of Shandong at 08:00 BST on 14 August 2018

濱州(惠民縣東南部)雷達(dá)的VWP[圖4(b)]顯示,14日11:09以后近地面層(300 m以下)始終維持著10 m·s-1左右的東東南風(fēng),900 m高度為14~16 m·s-1的南東南風(fēng),3~4 km高度偏南風(fēng)超過20 m·s-1,中層風(fēng)速一直較強(qiáng);12:09,近地面層300 m高度的東東南風(fēng)增大為12 m·s-1,3.7 km高度偏南風(fēng)風(fēng)速為20 m·s-1,5.5 km高度偏南風(fēng)最強(qiáng)風(fēng)速達(dá)22 m·s-1,中低層存在較強(qiáng)的水平垂直風(fēng)切變,這與章丘探空數(shù)據(jù)較為一致。

2.3 衛(wèi)星云圖特征

高時(shí)空分辨率衛(wèi)星資料是監(jiān)測(cè)中小尺度天氣系統(tǒng)十分有效的數(shù)據(jù)源。水汽圖像上的干區(qū)和濕區(qū)往往與天氣尺度的下沉和上升運(yùn)動(dòng)區(qū)域相匹配,故而水汽圖像上的連續(xù)時(shí)次干濕邊界和暗區(qū)亮度變化對(duì)天氣系統(tǒng)的發(fā)生發(fā)展有重要指示意義[19]。

2018年8月14日12:00,F(xiàn)Y-2G衛(wèi)星水汽圖上,臺(tái)風(fēng)渦旋北側(cè)白色濕上升區(qū)與南側(cè)冷空氣侵入的暗區(qū)呈明顯的非對(duì)稱結(jié)構(gòu),惠民縣姜樓鎮(zhèn)位于干濕區(qū)邊界處,濕度梯度明顯[圖5(a)];中紅外云圖的邊界和白亮區(qū)與水汽圖的邊界和白亮區(qū)基本重合[圖5(b)],說明臺(tái)風(fēng)渦旋北側(cè)濕層深厚,上升運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈[19]。在龍卷發(fā)生附近的姜樓鎮(zhèn)100 km范圍內(nèi),云頂亮溫從-10 ℃降低到-70 ℃[圖5(c)],說明姜樓鎮(zhèn)附近溫度梯度較大,龍卷發(fā)生在TBB梯度最大處。

3 非超級(jí)單體龍卷特征

3.1 非超級(jí)單體龍卷形成過程

圖6是雷達(dá)回波圖上龍卷風(fēng)暴結(jié)構(gòu)的演變過程??梢钥闯?,龍卷發(fā)生前7 min(12:03),龍卷的母云體尚未生成,最強(qiáng)單體位于惠民縣姜樓鎮(zhèn)南側(cè);龍卷發(fā)生前1 min(12:09),龍卷母云體生成,并發(fā)展成回波較弱的非超級(jí)單體風(fēng)暴;12:15龍卷發(fā)生時(shí),母云體發(fā)展到最強(qiáng)盛階段,回波強(qiáng)度顯著增強(qiáng);12:21(龍卷持續(xù)階段),龍卷母云體的弱回波結(jié)構(gòu)消失。

3.2 反射率因子演變特征

從非超級(jí)單體龍卷反射率因子時(shí)間演變(圖7)看出,12:09之前,風(fēng)暴最大反射率因子約53 dBZ,且出現(xiàn)在3 km以下,風(fēng)暴質(zhì)心高度在1.8 km;12:09,最大反射率因子、強(qiáng)中心高度和回波頂高快速增加;在龍卷發(fā)生期間(12:10—12:21),最大反射率因子始終維持在54 dBZ以上。當(dāng)風(fēng)暴單體強(qiáng)中心高度從12:09的3.4 km降至12:15的2.4 km時(shí),此期間地面觀測(cè)到龍卷,而當(dāng)強(qiáng)中心高度從12:21的2.8 km躍升至12:27的4.8 km時(shí),龍卷消失。可見,強(qiáng)中心高度的快速下降和躍升過程對(duì)應(yīng)地面龍卷的出現(xiàn)和消失。

圖5 2018年8月14日12:00的FY-2G水汽圖(a)、中紅外云圖(b)和云頂亮溫(c,單位:℃)Fig.5 The water vapor image (a), mid-infrared cloud image (b) and cloud top brightness temperature (c, Unit: ℃) from FY-2G satellite at 12:00 BST on 14 August 2018

圖6 2018年8月14日12:03—12:21山東濱州雷達(dá)站0.5°仰角反射率因子逐6 min演變(單位:dBZ)(圓圈內(nèi)為龍卷母云體)Fig.6 The 6-minute evolution of radar reflectivity factor on 0.5° elevation from 12:03 BST to 12:21 BST on 14 August 2018 at Binzhou Doppler radar station of Shandong(The maternal cloud body of tornado is located inside the circle)

圖7 2018年8月14日12:03—12:27對(duì)流風(fēng)暴最大反射率因子、單體回波頂高及強(qiáng)中心高度時(shí)間演變Fig.7 The 6-minute evolution of the maximum reflectivity factor, echo top height of cell and its strong center height of convective storms from 12:03 BST to 12:27 BST on 14 August 2018

3.3 龍卷渦旋特征

在雷達(dá)徑向速度圖上,將與龍卷密切相關(guān)、比中氣旋尺度小且旋轉(zhuǎn)快的渦旋所表現(xiàn)的像素到像素的很大的風(fēng)切變現(xiàn)象稱為龍卷渦旋特征(tornado vortex signature,TVS)。TVS切變是通過速度差和方位切變2個(gè)指標(biāo)來判斷。速度差(DV)是相鄰方位角沿方位方向的最大入流速度(Vi)和最大出流速度(Vo)的絕對(duì)值之和(單位:m·s-1)。方位切變指標(biāo)是按照距雷達(dá)的距離分段定義。若某相鄰方位角之間的速度差不低于45 m·s-1且距離雷達(dá)小于60 km,或者速度差不低于35 m·s-1、距離雷達(dá)60~100 km,則認(rèn)定發(fā)生了TVS切變[1]。

濱州雷達(dá)監(jiān)測(cè)到的距地600 m附近的低層強(qiáng)烈渦旋出現(xiàn)時(shí)間與視頻錄制的龍卷強(qiáng)烈發(fā)展時(shí)段同步,雷達(dá)速度圖上小尺度渦旋出現(xiàn)在12:03—12:21(圖8),向西北方向移動(dòng)4.5 km,與目擊者報(bào)告和災(zāi)情調(diào)查基本一致。其中,12:15視頻監(jiān)測(cè)到的龍卷最強(qiáng)盛階段,雷達(dá)速度圖上,0.5°仰角小尺度渦旋速度差約為40 m·s-1,直徑1 km,1.5°仰角速度差約為51 m·s-1,直徑約1 km,且距離濱州雷達(dá)45 km,滿足龍卷渦旋特征。另外發(fā)現(xiàn),小尺度渦旋距離濱州雷達(dá)40~50 km,雷達(dá)最低仰角觀測(cè)到的小尺度渦旋距離地面高度0.6~0.7 km,其底高為雷達(dá)最低探測(cè)高度。其中,12:03,雷達(dá)在0.5°仰角上首次探測(cè)到小尺度渦旋,比龍卷首次觸地(12:10)提前7 min,其速度差為17 m·s-1;12:09,小尺度渦旋自0.5°仰角向上伸展到2.4°仰角,且速度差逐漸減弱,0.5°仰角的速度差最大為32 m·s-1;12:15,小尺度渦旋自0.5°仰角向上伸展到3.4°仰角,且3.4°仰角的速度差最小,1.5°仰角的速度最大約為51 m·s-1;12:21,僅在2.4°仰角以下觀測(cè)到小尺度渦旋??梢姡埦沓跏茧A段小尺度渦旋先出現(xiàn)在近地面層,而后向上發(fā)展加強(qiáng),消失階段先從高層減弱消失。

由于龍卷尺度小、突發(fā)性強(qiáng),多普勒天氣雷達(dá)是其預(yù)警最為有效的手段。然而,多普勒天氣雷達(dá)的中氣旋識(shí)別算法(主要針對(duì)西風(fēng)帶龍卷)在中氣旋垂直伸展厚度較小情況下無法自動(dòng)識(shí)別。這表明預(yù)報(bào)時(shí)不能過分依賴?yán)走_(dá)的中氣旋和龍卷渦旋特征自動(dòng)識(shí)別產(chǎn)品,而應(yīng)當(dāng)基于有利的環(huán)境背景,強(qiáng)化人工監(jiān)測(cè)分析和研判。本次非超級(jí)單體龍卷位于臺(tái)風(fēng)路徑東北象限的臺(tái)風(fēng)龍卷易發(fā)區(qū),無論處于臺(tái)風(fēng)環(huán)流外圍還是內(nèi)部,都要警惕龍卷發(fā)生的可能,在有利的大尺度天氣背景及環(huán)境條件情況下,若低層出現(xiàn)小尺度渦旋且底高伸展到近地面層,可以考慮發(fā)布龍卷預(yù)警。

圖8 2018年8月14日12:03—12:21不同仰角下龍卷發(fā)生地附近強(qiáng)對(duì)流單體內(nèi)小尺度渦旋特征(數(shù)值為速度差,其中紅色數(shù)值滿足TVS特征,單位:m·s-1;括弧內(nèi)數(shù)值為龍卷發(fā)生地距雷達(dá)的距離,單位:km)Fig.8 The small-scale vortex characteristic of strong convective cell near tornado occurrence site on different elevations from 12:03 BST to 12:21 BST on 14 August 2018(The values stand for speed difference, while red value meets condition of TVS, Unit: m·s-1, and the values in bracket indicate the distance between the occurrence site of tornado and its nearby Bingzhou Doppler radar station, Unit: km)

4 結(jié)論和討論

(1)龍卷發(fā)生在臺(tái)風(fēng)“摩羯”外圍螺旋雨帶中,其發(fā)生地位于臺(tái)風(fēng)中心35°方向約160 km處。

(2)低空急流、較低的抬升凝結(jié)高度LCL和較大的低層垂直風(fēng)切變均有利于龍卷的發(fā)生。本次龍卷發(fā)生在抬升凝結(jié)高度500 m以下的環(huán)境中,且0~1 km高度垂直風(fēng)切變達(dá)12 m·s-1,0~6 km垂直風(fēng)切變達(dá)19 m·s-1,垂直風(fēng)切變深厚,這與500 hPa東南急流密切相關(guān)。

(3)風(fēng)暴發(fā)展過程中,水汽圖像的邊界和白亮區(qū)與中紅外云圖的邊界和白亮區(qū)基本重合,說明濕層深厚、上升運(yùn)動(dòng)較強(qiáng),龍卷發(fā)生在濕度梯度大值與TBB梯度大值相重合的區(qū)域內(nèi)。

(4)螺旋雨帶中產(chǎn)生龍卷的風(fēng)暴為非超級(jí)單體風(fēng)暴,龍卷初始階段小尺度渦旋先出現(xiàn)在近地面層,而后向上發(fā)展加強(qiáng),龍卷消失階段則先從高層減弱消失。本次龍卷形成發(fā)展過程,最大反射率因子強(qiáng)中心高度的快速下降和躍升過程對(duì)應(yīng)著龍卷的出現(xiàn)和消失,龍卷發(fā)生前7 min在0.5°仰角上出現(xiàn)小尺度渦旋,本次過程中,低仰角(0.5°)一旦出現(xiàn)小尺度渦旋,龍卷接地或即將發(fā)生。小尺度渦旋頂高的明顯上升,可作為龍卷迅速增強(qiáng)的指標(biāo)。

中國對(duì)龍卷的研究還處于起步階段,因其尺度小、持續(xù)時(shí)間短、突發(fā)性強(qiáng)、發(fā)生概率低等特點(diǎn),業(yè)務(wù)上開展龍卷的預(yù)報(bào)預(yù)警困難極大,存在難以確定龍卷具體落區(qū)和發(fā)生時(shí)間、空?qǐng)?bào)率較高等諸多問題。因此,總結(jié)歸納有利于龍卷發(fā)生的天氣形勢(shì)、大尺度環(huán)流背景和各物理量及雷達(dá)回波特征,以提高對(duì)龍卷發(fā)生發(fā)展機(jī)理的認(rèn)識(shí),進(jìn)而凝練有實(shí)用價(jià)值的預(yù)報(bào)、預(yù)警方法。針對(duì)龍卷尺度小、持續(xù)時(shí)間短等特點(diǎn),目前地面自動(dòng)站布網(wǎng)密度有時(shí)還無法監(jiān)測(cè)到龍卷來臨時(shí)引起的氣象要素變化,在預(yù)報(bào)員未完全確定情況下,目擊者若能主動(dòng)報(bào)告龍卷發(fā)生的相關(guān)信息,將有利于下游的預(yù)報(bào)、預(yù)警發(fā)布??梢?,在加強(qiáng)龍卷相關(guān)監(jiān)測(cè)能力建設(shè)的同時(shí),應(yīng)注意提升市民意識(shí)和加大科普宣傳力度,以提高龍卷預(yù)報(bào)、預(yù)警的及時(shí)性和準(zhǔn)確性。

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