周淑玲,閆景鵬,叢美環(huán)
(1.威海市氣象局,山東 威海 264200; 2.濟(jì)南市章丘區(qū)氣象局,山東 濟(jì)南 250200)
龍卷是對流風(fēng)暴產(chǎn)生的最猛烈的天氣現(xiàn)象,常與雷暴大風(fēng)、冰雹、暴雨等強(qiáng)對流天氣一起出現(xiàn),是一種強(qiáng)烈的渦旋現(xiàn)象,影響范圍小,持續(xù)時間短,但來勢兇猛,破壞力強(qiáng)。統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)1961—2010年全國共記錄到165次強(qiáng)龍卷,龍卷具有某地頻發(fā)的特征[1]。根據(jù)龍卷生成的位置,漏斗云柱從對流云云底盤旋而下伸達(dá)地面的稱為龍卷,伸達(dá)水面的稱為水龍卷(海龍卷)。中國對龍卷的研究目前處于起步階段,馮佳瑋等[2]統(tǒng)計了2004—2012年的中國龍卷,發(fā)現(xiàn)龍卷多發(fā)生于我國東部沿海地區(qū)的春夏季,薛德強(qiáng)和楊成芳[3]統(tǒng)計了1950—2000年山東省龍卷發(fā)生的氣候特征,發(fā)現(xiàn)山東半島為發(fā)生龍卷次數(shù)較多的地區(qū)之一,夏季龍卷發(fā)生次數(shù)最多(占74.3%),春、秋季次之,11月、12月和1月的發(fā)生次數(shù)為0,龍卷主要發(fā)生在午后到傍晚。龍卷觀測和研究最常用的工具是雷達(dá),近幾年隨著多普勒雷達(dá)資料、地面加密觀測資料、數(shù)值模擬等的應(yīng)用,使得龍卷中小尺度對流特征的觀測、識別等研究得到開展[4-9],許多氣象工作者對臺風(fēng)外圍環(huán)流的龍卷開展了研究[10-13],陳列等[14]利用VPP法反演單多普勒雷達(dá)風(fēng)場,用UV風(fēng)速替代徑向風(fēng)速進(jìn)行TVS計算判斷來識別龍卷,為防止龍卷漏測提供一種有價值的方法。海龍卷可以發(fā)生在各種天氣系統(tǒng)或幾種天氣系統(tǒng)情況下溫暖或寒冷的水域,大多數(shù)發(fā)生在溫暖的水域,通常發(fā)生在大片陸地的背風(fēng)海岸附近[15],國外學(xué)者M(jìn)IGLIETTA et al.[16]利用多普勒雷達(dá)對2017年12月1日發(fā)生在意大利西北部地中海近岸的兩個海龍卷進(jìn)行了觀測分析,發(fā)現(xiàn)海龍卷發(fā)生在冷空氣和暖濕氣流的輻合區(qū),在雷達(dá)徑向速度圖像上對應(yīng)有中氣旋和徑向速度對。目前能觀測到的海龍卷個例有限,加上觀測資料的限制,對海龍卷的研究比較少。山東半島北臨渤海和北黃海,特殊的地理位置決定這里的災(zāi)害性天氣比較特殊,如冬季冷流暴雪、雷暴龍卷等。2014年11月2日上午發(fā)生在北黃海(山東半島北部海上)近海岸海龍卷的個例被威海市民觀測到,距離煙臺雷達(dá)站50 km左右。由于本次海龍卷母體位置不易確定,本文擬利用煙臺多普勒雷達(dá)觀測資料及反演風(fēng)場,對造成這次罕見海龍卷的雷暴單體中尺度特征進(jìn)行分析,以期加深對這類天氣的認(rèn)識,為山東半島近海岸海龍卷的預(yù)報預(yù)警提供一些參考。
選取多普勒雷達(dá)觀測資料、常規(guī)和地面加密觀測資料。
多普勒雷達(dá)資料反演風(fēng)場方法:利用煙臺多普勒雷達(dá)的觀測資料進(jìn)行反演,該雷達(dá)位于37.500°N,121.388°E,海拔高度0.41 km,其掃描時間間隔為6 min,每個體掃含9個仰角,最低仰角為0.5°,方位角分辨率為1°。徑向速度和反射率因子分辨率為1.0 km,探測半徑為230 km。反演風(fēng)場采用EVAP方法[17],反演的格距為0.009 6°,X、Y方向各為351個格點,垂直分層間隔0.2 km。該方法反演風(fēng)場的可靠性在山東半島冷流暴雪的應(yīng)用中已進(jìn)行了檢驗[18]。
2014年11月2日10:15,威海市民孫先生坐車行駛至威海市區(qū)世昌大道西首(靠近威海市高新區(qū)西部海邊)突然看到車外出現(xiàn)冰雹,他透過車窗,看到遠(yuǎn)處的天空中,一片烏云下方,一道細(xì)長的“水柱”往地面延伸,即“龍吸水”現(xiàn)象,他用手機(jī)記錄下這罕見的海龍卷伴有冰雹的強(qiáng)對流天氣現(xiàn)象,冰雹直徑在2 cm以下,但降雹密度較大(圖1)。本次龍卷強(qiáng)對流天氣過程降水量較小,最大降水量出現(xiàn)在威海市區(qū),為7.6 mm。對流風(fēng)暴影響時,威海市區(qū)出現(xiàn)風(fēng)力8級(風(fēng)速19.6 m·s-1)的雷暴大風(fēng),氣溫降幅為4.3 ℃,相對濕度為49%。
圖1 2014年11月2日10:15前后在威海市觀測的海龍卷(a)和冰雹(b)照片F(xiàn)ig.1 Waterspout (a) and hail (b) observed in Weihai around 10:15 BST 2 November 2014
分析2014年11月2日08時海龍卷發(fā)生前的天氣形勢,尋找造成海龍卷的環(huán)流背景特征。
2日08時,海龍卷發(fā)生前2小時,在500 hPa圖上,新疆到貝加爾湖為一強(qiáng)大的高壓脊,高壓脊前的北支槽呈近南北走向,底部位于渤海到山東半島,溫度槽稍落后于高度槽,槽后西北風(fēng)風(fēng)速大于20 m·s-1,山東半島北部近海500 hPa溫度為-24 ℃(圖2a)。在850 hPa圖上,北支槽位于日本海到朝鮮半島北部,溫度槽落后于高度槽,槽后有較強(qiáng)冷平流,北黃海到山東半島為16 m·s-1的西北風(fēng)控制,西北風(fēng)風(fēng)向和密集的等溫線垂直,山東半島北部近海850 hPa溫度為-2 ℃左右(圖2b)。地面圖上,日本海有低壓中心,渤海海峽到北黃海地面等壓線有氣旋性彎曲,渤海海峽到山東半島有西北風(fēng)和偏西風(fēng)的風(fēng)向輻合,此類風(fēng)輻合與山東半島近東西向的海岸線有關(guān)(圖2c);10時加密觀測地面圖上,長島為10 m·s-1的西北風(fēng),煙臺到威海為小于8 m·s-1的偏西風(fēng)(圖2d)。從渤海海峽、北黃海到山東半島的氣旋性輻合利于對流天氣的發(fā)生、發(fā)展。
圖2 2014年11月2日08時500 hPa天氣形勢(a)、850 hPa天氣形勢(b)、地面天氣圖(c)和10時地面風(fēng)場(d)(圖2a和圖2b中,黑線:等位勢高度線,單位:dagpm;紅線:等溫線,單位:℃)Fig.2 Synoptic situation at 500 hPa (a), synoptic situation at 850 hPa (b), and surface synoptic chart (c) at 08:00 BST and surface wind field (d) at 10:00 BST 2 November 2014 (in Fig.2a and Fig.2b, black line for isoline of geopotential height, units: dagpm; red line for isotherm, units: ℃)
通過上述分析可知,高空北支冷槽、渤海海峽到北黃海地面等壓線氣旋性彎曲,山東半島北部近海的地面輻合線是造成海龍卷的主要天氣系統(tǒng)。海龍卷發(fā)生時,高、低空為槽后冷空氣控制,在冷空氣一側(cè),由于斜壓性產(chǎn)生水平渦度較大,容易導(dǎo)致低層氣旋性旋轉(zhuǎn)加強(qiáng),再加上暖濕海面的熱力邊界和地面輻合線的共同作用,利于低層小氣旋的生成發(fā)展和海龍卷天氣的發(fā)生。
圖3是11月2日08時榮成的探空曲線,此時高空500 hPa冷空氣還沒影響到榮成探空站,850 hPa冷空氣剛剛過境,榮成的對流有效位能(convective available potential energy,CAPE)值為0,所以僅從榮成探空站08時對流有效位能的分析,很難判斷2個小時后具有發(fā)生強(qiáng)對流的潛勢,CAPE值不能反映海面上空真實的大氣環(huán)境,與MIGLIETTA et al.[16]研究有類似的特征。由于龍卷風(fēng)暴發(fā)生在海面上,其發(fā)生時下墊面氣溫與08時榮成探空站的資料差別較大,所以,利用10時海上10 m 實時觀測氣溫和上海市氣象局開發(fā)的探空資料分析顯示系統(tǒng)對榮成08時的探空t-lnp圖進(jìn)行訂正。根據(jù)威海浮標(biāo)站(37.5°N、122.55°E,位于對流風(fēng)暴東側(cè)海面上)11月2日的實時觀測資料,10時海面上10 m氣溫為12 ℃,訂正后CAPE值為 728 J·kg-1(圖3b)??梢?,龍卷風(fēng)暴發(fā)生時存在較大的對流有效位能。
圖3 2014年11月2日08時榮成的t-lnp圖(a)及利用海上浮標(biāo)站10時10 m氣溫訂正后的t-lnp 圖(b)Fig.3 The t-lnp diagram at 08:00 BST at Rongcheng Station (a) and revised t-lnp diagram using air temperature data from buoy station at 10 m at 10:00 BST 2 November 2014 (b)
分析風(fēng)的垂直廓線,在榮成,1 000 hPa為 5 m·s-1的西北風(fēng),925 hPa為16 m·s-1的西北偏北風(fēng),850~700 hPa為16~18 m·s-1的西北風(fēng),500 hPa為34 m·s-1的偏西急流,風(fēng)速隨高度增大;垂直風(fēng)切變比較大,0~1 km垂直風(fēng)切變?yōu)?1 m·s-1,0~2 km垂直風(fēng)切變?yōu)?3 m·s-1,0~6 km垂直風(fēng)切變?yōu)?0 m·s-1。925 hPa以下低層風(fēng)向隨高度順時針旋轉(zhuǎn),風(fēng)速增大,為暖平流,925 hPa以上風(fēng)向隨高度逆時針旋轉(zhuǎn),為冷平流,即925 hPa以下為暖濕空氣、850 hPa以上為干冷空氣,大氣層結(jié)具有不穩(wěn)定性。
圖4中紅色細(xì)線和圓圈是造成海龍卷的強(qiáng)對流風(fēng)暴移動路徑和位置。風(fēng)暴單體10:00在煙臺多普勒雷達(dá)站東北方向40~50 km附近(山東半島北部近海)生成,這個距離也是雷達(dá)探測龍卷的有效探測距離,之后風(fēng)暴向東南方向移動、發(fā)展,在10:12—10:30影響威海。
圖4 2014年11月2日10:30煙臺多普勒雷達(dá)PPI 0.5°仰角分貝反射率因子R19產(chǎn)品(單位:dBZ;紅色細(xì)線為10:00—10:30海龍卷風(fēng)暴單體移動路徑)Fig.4 Decibel reflectivity factor (R19) at 0.5°elevation from Yantai Doppler weather radar at 10:30 BST 2 November 2014 (units: dBZ; red thin line for track of waterspout storm from 10:00 BST to 10:30 BST every 6 min)
通過分析雷達(dá)0.25 km的0.5°仰角PPI回波,可以看出,10:00在對流風(fēng)暴單體剛開始發(fā)展時,雷達(dá)PPI最大分貝反射率因子為45~50 dBZ(圖5a),10:06對流風(fēng)暴單體明顯發(fā)展,最大分貝反射率因子為50~55 dBZ(圖5b),到10:12對流單體風(fēng)暴繼續(xù)發(fā)展,最大分貝反射率因子為55 dBZ,范圍明顯增大(圖5c),10:18對流單體風(fēng)暴靠近威海北部近海時進(jìn)一步發(fā)展,回波強(qiáng)度達(dá)到最強(qiáng),最大為60 dBZ(圖5d)??梢?,本次海龍卷屬于非超級單體雷暴造成的。
圖5 2014年11月2日煙臺多普勒雷達(dá)0.5°仰角分貝反射率因子R19產(chǎn)品(單位:dBZ;a. 10:00,b. 10:06,c. 10:12,d. 10:18)Fig.5 Decibel reflectivity factor (R19) at 0.5° elevation from Yantai Doppler weather radar on 2 November 2014 (units: dBZ; a. 10:00 BST, b. 10:06 BST, c.10:12 BST, d.10:18 BST)
沿強(qiáng)回波入流方向(移動路徑方向)做PPI垂直剖面,10:12,50 dBZ的強(qiáng)回波高度在5 km以下(圖6a),60 dBZ回波10:18位于2 km(圖6b)。
圖6 2014年11月2日10:12(a)和10:18(b)沿風(fēng)暴移動路徑做的PPI垂直剖面Fig.6 Reflectivity cross section (RCS) along track of convective storm at 10:12 BST (a) and 10:18 BST (b) 2 November 2014
分析龍卷風(fēng)暴的參數(shù)演變特征發(fā)現(xiàn),最高風(fēng)暴頂高度為4.5 km,出現(xiàn)在10:12,風(fēng)暴底在0.5 km,最大反射率因子高度為2.0 km(圖7a);風(fēng)暴單體垂直累積液態(tài)水含量VIL為20~21 kg·m-2,最大出現(xiàn)在10:18,為21 kg·m-2(圖7b)。垂直累積液態(tài)水含量代表了風(fēng)暴的綜合強(qiáng)度,美國俄克拉何馬州大冰雹對應(yīng)的VIL閾值6—8月為65 kg·m-2,11月為45 kg·m-2[19],本次對流風(fēng)暴VIL值比較小,僅造成小冰雹天氣;風(fēng)暴單體最大分貝反射率因子為60 dBZ(圖7c)。
圖7 龍卷風(fēng)暴單體參數(shù)的時間演變特征(a.風(fēng)暴單體底和頂、最大反射率因子高度、質(zhì)心高度,單位:km;b.基于單體的垂直累積液態(tài)水含量(VIL),單位:kg·m-2;c.風(fēng)暴單體的最大反射率因子,單位,dBZ;圖7a中紅線表示風(fēng)暴單體底和頂,黃線表示最大反射率因子高度,藍(lán)線表示質(zhì)心高度)Fig.7 Evolution of parameters of tornado storm cell (a. top-base of storm cell in red line, height of the maximum reflectivity in yellow line, height of centroid in blue line,units: km; b. cell-based vertically integrated liquid (VIL), units: kg·m-2; c. maximum reflectivity of storm cell, units: dBZ)
龍卷沿著空氣質(zhì)量邊界形成并伴隨大風(fēng)抬升,與低層水平風(fēng)切變和垂直渦度局地最大值相聯(lián)系[19-20],沿著低層輻合線、鋒線、海風(fēng)鋒等也能產(chǎn)生龍卷[21]。為進(jìn)一步分析本次海龍卷風(fēng)暴發(fā)生發(fā)展的風(fēng)場結(jié)構(gòu)特征,利用煙臺多普勒雷達(dá)觀測資料反演間隔為0.009 6°的水平風(fēng)場和觀測的雷達(dá)分貝反射率因子疊加,進(jìn)行中尺度分析。
3.2.1 雷達(dá)反演的水平風(fēng)場時空演變特征
選取0.6 km、1.0 km和4.0 km高度上反演風(fēng)場來分析海龍卷發(fā)生、發(fā)展時各高度風(fēng)場特征。
10:06在0.6 km高度上,雷達(dá)回波強(qiáng)度最大為45 dBZ,呈吊墜形,偏南風(fēng)大于12 m·s-1并在強(qiáng)回波區(qū)輻合,強(qiáng)回波北側(cè)為偏北氣流(圖8a);在1.0 km高度上,海上較大的偏南氣流向北輸送到吊墜形回波頂端并在此處輻合(圖8b);在4.0 km高度上,強(qiáng)回波區(qū)西側(cè)為西北風(fēng)和西南風(fēng)的輻合,對應(yīng)1.0 km高度上為南風(fēng)風(fēng)速輻合(圖8c)。10:12強(qiáng)回波繼續(xù)發(fā)展,在0.6 km高度上,雷達(dá)回波最大增強(qiáng)為50 dBZ,有不小于20 m·s-1的偏南氣流穿過強(qiáng)回波區(qū),低空強(qiáng)的偏南氣流為海龍卷的形成輸送暖濕氣流(圖8d);在1.0 km高度上,南風(fēng)增大為8~10 m·s-1且穿過強(qiáng)回波區(qū)(圖8e);在4.0 km高度上,西北風(fēng)與西南風(fēng)的輻合線穿過強(qiáng)回波中心,高層強(qiáng)回波對應(yīng)低層南大風(fēng)流入強(qiáng)回波的入口處(圖8f)。
圖8 2014年11月2日煙臺多普勒雷達(dá)資料反演的0.6 km(a/d)、1.0 km(b/e)和4.0 km(c/f)高度上水平風(fēng)場(風(fēng)矢,單位:m·s-1)和雷達(dá)分貝反射率因子(填色,單位:dBZ)的疊加(a/b/c. 10:06,d/e/f. 10:12)Fig.8 Retrieved wind field (wind barb, units: m·s-1) at 0.6 km (a/d), 1.0 km (b/e), and 4.0 km (c/f) by single Doppler radar overlaid with decibel reflectivity factor (colored area, units: dBZ) in Yantai on 2 November 2014 (a/b/c. 10:06 BST, d/e/f. 10:12 BST)
10:18,雷達(dá)回波達(dá)到最強(qiáng),60 dBZ回波位于2.0 km,在0.6 km高度上轉(zhuǎn)為西北氣流(圖9a),2.0 km高度上強(qiáng)回波區(qū)為西北風(fēng)和西風(fēng)輻合(圖9b),2.0~2.6 km高度上強(qiáng)回波區(qū)為西北風(fēng)和西南風(fēng)輻合,2.6 km以上為西北氣流。10:24,強(qiáng)回波靠近山東半島,高度降低,1.4 km以下為西北氣流,0.6 km高度上西北氣流位于強(qiáng)回波西側(cè)(圖9c),1.6~3.8 km強(qiáng)回波區(qū)為西北風(fēng)和西南風(fēng)輻合,2.0 km高度上強(qiáng)回波區(qū)西北風(fēng)和西南風(fēng)輻合較強(qiáng)(圖9d),4.0 km以上為西北氣流,此時雷暴處于逐漸減弱中。
圖9 2014年11月2日煙臺多普勒雷達(dá)資料反演的0.6 km(a/c)和2.0 km(b/d)高度上水平風(fēng)場(風(fēng)矢,單位:m·s-1)和雷達(dá)分貝反射率因子(填色,單位:dBZ)的疊加(a/b. 10:18,c/d. 10:24)Fig.9 Retrieved wind field (wind barb, units: m·s-1) at 0.6 km (a/c) and 2.0 km (b/d) by single Doppler radar overlaid with decibel reflectivity factor (colored area, units: dBZ) in Yantai on 2 November 2014 (a/b. 10:18 BST, c/d. 10:24 BST)
可見,在海龍卷風(fēng)暴發(fā)生發(fā)展過程中,低層風(fēng)輻合對應(yīng)4.0 km高度上是風(fēng)輻散,海上較強(qiáng)的偏南暖濕氣流輸送到雷暴區(qū)。在海龍卷風(fēng)暴減弱時,1.0 km以下變?yōu)槲鞅睔饬鳎?.0 km變?yōu)槲鞅憋L(fēng)和西南風(fēng)輻合,4.0 km以上為西北氣流。
3.2.2 中尺度動力特征
由3.1節(jié)分析可知,最高風(fēng)暴頂高度為4.5 km,所以選取4 km以下雷達(dá)反演風(fēng)場計算的渦度場和散度來分析海龍卷風(fēng)暴生成發(fā)展的動力特征。
在海龍卷風(fēng)暴中心附近,10:00,在0.6 km高度上,出現(xiàn)正渦度,最大渦度為20×10-3s-1;在散度場上,散度輻合與正渦度相對應(yīng),最大負(fù)散度為-15×10-3s-1,同時在負(fù)散度的南側(cè)有較大的正散度,這反映受高空冷空氣和海面暖濕空氣的共同影響,氣流是傾斜上升的(圖10a,矩形黑框為龍卷風(fēng)暴的位置,下同);在1.0 km高度上,出現(xiàn)正渦度和弱散度輻合(圖10b);在4.0 km高度上散度為輻散(圖10c)。10:06,在0.6 km 和1.0 km高度上,風(fēng)暴中心附近沒有正渦度和散度輻合,說明低層氣旋性輻合減弱(圖10d、e);在4.0 km高度上,出現(xiàn)正渦度和散度輻合,說明對流風(fēng)暴往高層發(fā)展(圖10f)。10:12,在0.6 km,正渦度和散度輻合再次增強(qiáng),正渦度為20×10-3s-1,負(fù)散度為-15×10-3s-1,說明低層氣旋性旋轉(zhuǎn)和散度輻合較強(qiáng)(圖10g);在1.0 km高度上為正渦度,散度輻合相對較弱(圖10h);在4.0 km高度上正渦度和散度輻散都很大,分別為25×10-3s-1和-15×10-3s-1,說明對流風(fēng)暴發(fā)展正旺盛,在扭曲作用下利于海龍卷的形成(圖10i)。10:18,在0.6 km和1.0 km高度上為正渦度,已沒有散度輻合,4.0 km高度上為正渦度和散度輻散,此時雷達(dá)回波強(qiáng)度達(dá)到最大。10:24,低層是弱的正渦度,散度場為輻散,4.0 km高度上為正渦度和散度輻散,雷暴開始減弱(圖略)。
圖10 2014年11月2日在0.6 km(a/d/g)、1.0 km(b/e/h)和4.0 km(c/f/i)高度上多普勒雷達(dá)反演的正渦度(黑線,單位:10-3 s-1)和散度(填色,單位:10-3 s-1)(矩形為海龍卷風(fēng)暴的位置;a/b/c. 10:00,d/e/f. 10:06,g/h/i. 10:12)Fig.10 Retrieved positive vorticity (black line, units: 10-3 s-1) and divergence (colored, units: 10-3 s-1) at 0.6 km (a/d/g), 1.0 km (b/e/h), and 4.0 km (c/f/j) by single Doppler radar in Yantai on 2 November 2014 (rectangle for location of waterspout storm; a/b/c. 10:00 BST, d/e/f. 10:06 BST, g/h/i. 10:12 BST)
可見,海龍卷風(fēng)暴發(fā)展過程中,低層渦度最大值達(dá)到20×10-3s-1,散度輻合最大值達(dá)到-15×10-3s-1,這與中氣旋的渦度、散度級別大小相當(dāng),最大正渦度及對應(yīng)最大散度輻合主要在1 km以下。低層正渦度和散度輻合、高層散度輻散是雷暴發(fā)生初期動力特征;低層沒有正渦度和散度輻合、高層為正渦度和散度輻合是雷暴開始發(fā)展的動力特征;低層和高層為大的正渦度和散度輻合、中層為相對小的正渦度和散度輻合是海龍卷雷暴成熟階段的動力特征。高空冷空氣疊加上低空大的偏南氣流,造成局地渦度加大和低層輻合加強(qiáng),低層暖濕氣流傾斜上升,利于海龍卷的產(chǎn)生。
通過利用常規(guī)觀測資料、多普勒雷達(dá)資料及反演風(fēng)場對2014年11月2日北黃海(山東半島北部近海)一次海龍卷風(fēng)暴的中尺度特征分析,得出如下結(jié)論。
1)高空北支冷槽、渤海海峽到北黃海地面等壓線氣旋性彎曲,山東半島北部近海的地面輻合線是造成海龍卷風(fēng)暴的主要天氣系統(tǒng)。海龍卷發(fā)生時,高、低空為槽后冷空氣控制,地面冷鋒已過北黃海,冷空氣移到北黃海暖濕的海面上,在山東半島北海岸有西北風(fēng)和偏西風(fēng)的輻合線。在冷空氣一側(cè),由于斜壓性產(chǎn)生水平渦度較大,導(dǎo)致低層氣旋性旋轉(zhuǎn)加強(qiáng),再加上暖濕海面的熱力邊界和地面輻合線的共同作用,利于海龍卷風(fēng)暴的發(fā)展。海龍卷風(fēng)暴發(fā)生時海上存在較大的對流有效位能。
2)海龍卷風(fēng)暴雷達(dá)回波PPI最大分貝反射率因子為60 dBZ,高度為2.0 km;最高風(fēng)暴頂為4.5 m,風(fēng)暴底在0.5 km,風(fēng)暴單體垂直累積液態(tài)水含量VIL最大為21 kg·m-2。
3)利用多普勒雷達(dá)反演風(fēng)場更精細(xì)地分析出海龍卷風(fēng)暴從近地面到高層不同時間的風(fēng)場特征。結(jié)果表明:在海龍卷風(fēng)暴發(fā)生發(fā)展過程中,低層風(fēng)輻合對應(yīng)4.0 km高度上是風(fēng)輻散,海上有較強(qiáng)的偏南暖濕氣流輸送到雷暴區(qū);在龍卷風(fēng)暴減弱時,1.0 km以下變?yōu)槲鞅睔饬鳎?.0 km變?yōu)槲鞅憋L(fēng)和西南風(fēng)輻合,4.0 km以上為西北氣流。
4)中尺度動力特征:龍卷風(fēng)暴發(fā)展過程中,低層渦度最大值達(dá)到20×10-3s-1,散度輻合最大值達(dá)到-15×10-3s-1,這與中氣旋的渦度、散度級別大小相當(dāng),最大正渦度及對應(yīng)的最大散度輻合主要在1.0 km以下。低層正渦度和散度輻合、高層散度輻散是雷暴發(fā)生初期動力特征;低層沒有正渦度和散度輻合、高層為正渦度和散度輻合是雷暴開始發(fā)展的動力特征;低層和高層為大的正渦度和散度輻合、中層為相對小的正渦度和散度輻合是雷暴成熟階段的動力特征。