一次強(qiáng)對(duì)流天氣過程分析廣東省

潮州市一次強(qiáng)對(duì)流天氣過程分析

廣東省潮州市氣象臺(tái)唐凱1過程時(shí)空分布特點(diǎn)2天氣背景3物理量分析4雷達(dá)資料分析5小結(jié)

根據(jù)潮州29個(gè)自動(dòng)氣象站點(diǎn)的監(jiān)測(cè)，此次強(qiáng)對(duì)流過程強(qiáng)降水出現(xiàn)在潮州市區(qū)附近（圖a），雨強(qiáng)較強(qiáng)，其中潮州遙測(cè)站13:25（北京時(shí)，下同）至13:55降水39.0毫米；較強(qiáng)陣風(fēng)也出現(xiàn)在潮州市區(qū)附近（圖b），達(dá)7-8級(jí)，同時(shí)伴有直徑1cm左右的冰雹。

25日13:00-15:00潮州降水量（a）、陣風(fēng)（b）分布情況1過程時(shí)空分布特點(diǎn)從2012年4月24日20:00至25日20:00天氣形勢(shì)看，200hPa廣東東部到福建南部處于扇形輻散區(qū)內(nèi)；500hPa24日夜間有短波槽東移影響廣東東部偏東地區(qū)，25日處于西南偏西風(fēng)場(chǎng)中；850和925hPa切變線自南嶺南壓至廣東東北部地區(qū)；850和925hPa的西南急流在東部偏東地區(qū)形成交點(diǎn)，強(qiáng)勁的西南風(fēng)將水汽輸送到廣東，廣東中東部存在明顯的水汽輻合，比濕在14g/kg以上；廣東中南部地區(qū)為T850－500＞22℃的不穩(wěn)定區(qū)域；地面廣東處于北部灣低槽的倒槽當(dāng)中。25日08:0025日20:002天氣背景

從中尺度自動(dòng)氣象站的監(jiān)測(cè)資料看，25日10:00-13:00潮州中部偏西地區(qū)存在明顯的氣旋性輻合，此時(shí)強(qiáng)回波尚未到達(dá)該地區(qū)，因此，這個(gè)輻合區(qū)代表的是近地層環(huán)境風(fēng)場(chǎng)，在強(qiáng)回波到達(dá)前的3h內(nèi)一直維持著，將低層的能量逐漸積聚并向上輸送。25日13:00潮州地區(qū)地面自動(dòng)站風(fēng)場(chǎng)分析從24h變溫情況看，25日08:001000～925hPa為正變溫，有暖平流，850～700hpa為負(fù)變溫，有冷平流，500hPa以上為正變溫，有暖平流。即850~700hPa之間有冷空氣向南侵入,從而形成對(duì)流層中層不穩(wěn)定,這種大氣垂直結(jié)構(gòu)有利于對(duì)流的發(fā)生發(fā)展。1000Hpa925Hpa850Hpa700Hpa500Hpa400Hpa3.1熱力條件分析3.1.1大氣層結(jié)指數(shù)4月24日20:00華南地區(qū)的探空資料表明，華南北部上空的大氣層結(jié)不穩(wěn)定，華南南部，尤其是廣東東南部大氣層結(jié)基本穩(wěn)定，SI≥0.5℃，K指數(shù)≤28℃。K指數(shù)SI指數(shù)3物理量分析

25日08:00廣東大部K指數(shù)明顯上升，除西南部外，K指數(shù)≥36℃，沙氏指數(shù)下降到-1.5℃以下。同時(shí)在廣東東北部和江西、福建南部存在一個(gè)K指數(shù)的大值中心，隨著冷空氣南下，K≥38℃高能舌逐步南壓，廣東東南部處于高能軸的下游，高能平流導(dǎo)致廣東東南部不穩(wěn)定能量積聚，為強(qiáng)對(duì)流天氣的發(fā)生提供了充分條件。K指數(shù)SI指數(shù)2.1.2大氣垂直不穩(wěn)定特征和能量條件925～850hPa存在74℃的高θse區(qū)，700～500hPa存在60℃的低值區(qū)，400hpa以上為高值區(qū)，這種對(duì)流層中層為低假相當(dāng)位溫區(qū)，其上和下均為高假相當(dāng)位溫區(qū)的形勢(shì)，預(yù)示著大氣層結(jié)不穩(wěn)定，一旦有抬升力出現(xiàn)就有可能觸發(fā)對(duì)流性天氣；

假相當(dāng)位溫是代表大氣中溫、壓、濕的綜合特征量。從25日08:00沿116.5°Eθse的垂直剖面圖中可以看到，在24～26°N附近850hPa以下θse的水平梯度較大，說明有強(qiáng)的水平能量鋒區(qū)存在，而對(duì)流天氣易發(fā)生在能量鋒區(qū)的南緣或靠近能量鋒區(qū)處。θse的垂直分布也反映出大氣的對(duì)流不穩(wěn)定性，在23.5°N附近

分析各層的總溫度場(chǎng)發(fā)現(xiàn)，24日20:00925hPa在中南半島北部到臺(tái)灣島為＞68℃的高能舌區(qū)，850hpa高能舌位于廣西東部和廣東西部，25日08:00，925～850hPa廣東南部處于高能舌中。

從116.5°E、23.5°N總溫度平流的時(shí)間垂直剖面可看出，25日08:00700hpa以下的對(duì)流層低層出現(xiàn)明顯的正總溫度平流，預(yù)示著廣東東南部的不穩(wěn)定能量明顯增加。3.2動(dòng)力條件分析3.2.1散度場(chǎng)和垂直速度特征

分析116.5°E、23.5°N處散度的時(shí)間垂直分布發(fā)現(xiàn)，25日08:00到14:00925hPa有一個(gè)-1.8×10-5·s-1的輻合中心，1000～700hpa為輻合層，700～500hpa基本為無輻合輻散層，

300hpa～150hpa為強(qiáng)輻散層，250hpa附近有一個(gè)2.2×10-5·s-1的輻散中心，高層輻散大于中低層輻合，高層的輻散抽吸作用，加強(qiáng)了上升運(yùn)動(dòng)。從116.5°E、23.5°N處垂直速度的時(shí)間垂直分布可看出，25日08:00垂直速度逐漸加大，到25日14:00從低層到高層均為上升運(yùn)動(dòng)區(qū)，最大上升運(yùn)動(dòng)中心位于500hPa，垂直速度的中心值達(dá)-0.5Pa·s-1，此時(shí)對(duì)流發(fā)展強(qiáng)盛。3.2.2垂直風(fēng)切變

分析大氣垂直探測(cè)資料，可從T-lnp圖上來判斷發(fā)生對(duì)流性天氣的可能。汕頭溫度對(duì)數(shù)壓力圖顯示25日08:00邊界層內(nèi)風(fēng)向切變明顯，從對(duì)流層底層(1000hPa)到對(duì)流層中層(700hPa)風(fēng)向從西南風(fēng)順時(shí)針轉(zhuǎn)為西南西風(fēng)，有暖平流；風(fēng)速切變十分顯著，特別是底層(1000～925hpa)風(fēng)速切變尤為明顯，達(dá)到8m/s；中高層大氣有較大的不穩(wěn)定能量區(qū)。強(qiáng)烈的風(fēng)速切變是中氣旋和超級(jí)單體產(chǎn)生、發(fā)展的有利環(huán)境場(chǎng)。

從汕頭站的對(duì)流參數(shù)看，25日08:00，對(duì)流有效位能(CAPE)為1456.2J/kg，對(duì)流抑制能量(CIN)為0J/kg，對(duì)流凝結(jié)高度(CCL)為941hPa，Tg為28.7℃。當(dāng)?shù)孛孀罡邭鉁爻^28.7℃，就有可能產(chǎn)生對(duì)流風(fēng)暴，而實(shí)際測(cè)量12:00地面的最高氣溫達(dá)到29.8℃。在潮州市區(qū)附近，13:30后，發(fā)生了強(qiáng)風(fēng)暴天氣。4.1基本發(fā)射率因子特征4月25日10:00汕頭雷達(dá)的1.5°仰角反射率因子圖上可以看到，在汕頭雷達(dá)的280°、170km處有較強(qiáng)回波東移，13:30進(jìn)入潮州，由于此時(shí)地面有輻合中心存在，不同來向的氣流輻合作用加強(qiáng)，雷暴迅速發(fā)展，13:42出現(xiàn)明顯的勾狀，朝向雷達(dá)一側(cè)反射率因子梯度較大，雷達(dá)強(qiáng)回波中心強(qiáng)度在65dBZ以上，以后回波繼續(xù)東移，13:54-14:12強(qiáng)度有所減弱，但仍在60dBZ以上，14:18再度加強(qiáng)，最大回波強(qiáng)度為65dBZ；13:424雷達(dá)資料分析

13:35反射率因子垂直剖面呈現(xiàn)出明顯的有界弱回波區(qū)結(jié)構(gòu)，強(qiáng)回波中心從低到高向入流一側(cè)傾斜，最大回波中心距地面12km，這表明中尺度抬升和強(qiáng)的垂直風(fēng)切變，直接導(dǎo)致對(duì)流風(fēng)暴的強(qiáng)烈發(fā)展，強(qiáng)的上升氣流抬升導(dǎo)致對(duì)流風(fēng)暴的最高回波頂高達(dá)18km以上。13:354.2徑向速度場(chǎng)

多普勒徑向速度場(chǎng)可見，25日12:301.5°仰角的徑向速度圖上，低層為西南風(fēng)，中高層為西北西風(fēng)，風(fēng)隨高度順轉(zhuǎn)，表明低層存在暖平流；12:30

13:18在距汕頭雷達(dá)325°，55km處出現(xiàn)“逆風(fēng)區(qū)”，即在大片正速度中包含了小塊封閉的負(fù)速度區(qū)。“逆風(fēng)區(qū)”的出現(xiàn)及其移動(dòng)路徑預(yù)示著將要出現(xiàn)強(qiáng)降水或雷雨大風(fēng)。13:1813:42在潮州市區(qū)西邊(汕頭雷達(dá)350°，45km附近)出現(xiàn)了氣旋式輻合(圖7)，13:45～14:00地面出現(xiàn)8級(jí)陣風(fēng)。13:424.3垂直累積液態(tài)水

垂直累積液態(tài)水表示將反射率因子數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成等價(jià)的液態(tài)水值。由于垂直累積液態(tài)水的計(jì)算公式與反射率因子的正比關(guān)系，垂直累積液態(tài)水的數(shù)值分布與強(qiáng)對(duì)流、強(qiáng)降水回波有著非常好的對(duì)應(yīng)關(guān)系，本次降雹開始前垂直液態(tài)水由40～45kg/m2迅速增加到60～65kg/m2，降雹伴隨著強(qiáng)降水。25日13時(shí)25分25日13時(shí)30分5小結(jié)(1)本次強(qiáng)對(duì)流天氣過程從地面到200hpa的形勢(shì)配置都有利于強(qiáng)對(duì)流的發(fā)生；中層冷空氣的侵入，低層增濕回暖導(dǎo)致了大氣層結(jié)不穩(wěn)定，為強(qiáng)對(duì)流發(fā)生提供了不穩(wěn)定條件；850和925hPa的西南急流以及風(fēng)速在粵東閩南的輻合為強(qiáng)對(duì)流的發(fā)生提供了充足的水汽條件；地面明顯的中尺度輻合促進(jìn)此次局地強(qiáng)對(duì)流的發(fā)展。(2)K指數(shù)、SI指數(shù)的變化反映了大氣的對(duì)流不穩(wěn)定性和不穩(wěn)定能量的積聚。分析θse的水平、垂直分布發(fā)現(xiàn)此次強(qiáng)對(duì)流天氣發(fā)生在能量鋒區(qū)的南緣的層結(jié)不穩(wěn)定區(qū)內(nèi)?？倻囟绕搅鞯乃?、垂直分布分析結(jié)果表明，強(qiáng)對(duì)流發(fā)生前低層不穩(wěn)定能量明顯增加。(3)散度、垂直速度隨時(shí)間-高度的垂直分布，