龍妍妍 干 全
(中國民用航空飛行學院,四川 廣漢618307)
雷暴是危及飛行安全的主要天氣現象之一,常伴有大風、微下擊暴流、冰雹等災害性天氣。雷雨大風具有很強的陣性,不僅能造成嚴重的飛行顛簸,影響飛機的起飛和著陸,而且能使機場設施損壞,造成地面與空中通信中斷。因此,在機場預報中雷暴的預報是重點。
根據廣漢機場航空氣候志(1986-1995年)的統計數據顯示,廣漢機場累年年平均雷暴日數為11.5天,歷年出現在3-12月份,1、2月份沒有出現過雷暴。在1986年-1995年中,最早初雷為1990年3月24日,最晚初雷為1994年5月12日。廣漢機場多夜雷,這是因為廣漢機場白天四周山脈的增溫比盆地劇烈,空氣上暖于下,大氣層結穩(wěn)定,晚上高層輻射快于低層,西部的高大山脈和東邊的龍泉山散熱轉冷,空氣上冷下熱,大氣層結不穩(wěn)定。
2013年3月21日至22日夜間,廣漢機場出現了本年的初雷。此次過程主要影響四川省和重慶市,四川省有34個市、縣有雷暴過程,重慶5個縣有雷暴過程。本文利用常規(guī)觀測資料對此次初雷過程進行了探討,有助于雷暴的預報。
圖1 21日20點高度場、風場及分析
500hpa形勢圖上圖1(a):中高緯為1槽1脊型,溫度場落后于高度場,中心位于黑龍江處的東北氣旋勢力較強,影響范圍較廣。低緯度印度地區(qū)有1低槽,把孟加拉灣水汽輸送到四川盆地,由于受東北氣旋在中國東部產生的大槽影響,未來印度地區(qū)低槽有向東移動的趨勢,未來四川省地區(qū)將受此系統影響,經歷一次小槽過境過程。
700hpa形勢圖上圖1(b):在四川以西高原上,明顯已經形成一個閉合的小低壓系統,并且已形成一個閉合的暖中心,這不僅為上升運動提供了動力條件,同時低層為暖條件有利于空氣上升運動,也為不穩(wěn)定能量的形成提供了良好的條件。在四川以北,有冷平流,已經逐漸有冷空氣侵入,也為冷暖空氣的匯合形成雷暴提供了條件。
850hpa形勢圖上圖1(c):四川西部已經形成閉合低壓,有利于上升運動,溫度露點差溫江站為7℃,低層水汽不是很充分,但是同周圍測站相比,也形成了一個濕中心,此時暖中心同樣位于四川盆地,四川以北,冷平流較強,未來將進入四川盆地,影響盆地。
地面圖上圖1(d):四川盆地21日上午早已形成低壓中心并維持,20日低壓中心仍然存在,并且在低壓中心的后部已經出現雷暴天氣,預示著此低壓可能誘發(fā)雷暴產生。地面變壓場為負變壓,有利于高空低槽繼續(xù)加強東移。
綜上所述,該過程主要是500hpa上有小槽經過,并且中低層都為低值系統控制,形成了低氣壓環(huán)境,并且低層形成暖中心,大氣處于不穩(wěn)定狀態(tài),四川北部有冷平流入侵,冷暖空氣的交匯,觸發(fā)不穩(wěn)定能量的釋放,加強了垂直上升運動。
表1 假相當位溫表
由表1可以看出,雷暴發(fā)生前,假相當位溫925hpa到850hpa隨高度升高是上升的,850hpa到500hpa隨高度升高是降低的,雷暴發(fā)生后是相反的。這可以表明,雷暴發(fā)生前,低層能量比高層大,雷暴發(fā)生后低層能量比高層小,這就是雷暴發(fā)生前低層聚集能量的原因,為這次過程提供了不穩(wěn)定能量。
21日20時的層結參數為K為21℃,SI為1.07℃,CAPE為39.1J,這幾個參數反應出該過程并不強烈。
由850hpa的水汽通量散度場可以看出,水汽通量輻合區(qū)在四川南部,中心值達到10,由相對濕度圖可以看出,中心也位于四川南部??梢钥闯龃舜嗡⒉皇呛艹浞?。
21日20時,850hpa渦度場圖上,四川為正渦度區(qū),說明該區(qū)域具有輻合上升運動,中心達到20×10-5/s,對應雷暴區(qū)域。
21日20時,850hpa散度場圖上,四川南部為輻合上升運動區(qū)。
圖2 21日20時
21日至22日夜間,廣漢機場有明顯的低渦云系生成,并且迅速發(fā)展東移。華云紅外云圖中可以看到廣漢機場周圍低渦云系已發(fā)展為近橢圓形結構密實的中尺度對流云團,邊緣清晰,說明發(fā)展旺盛。在數字衛(wèi)星紅外云圖上,也同樣可以看到從22日00時開始,廣漢機場上空被紅色區(qū)域覆蓋,說明此處云發(fā)展旺盛,已經形成對流云團。
圖3
4.1 500hpa小槽經過,并且中低層都為低值系統控制,低層形成暖中心,大氣處于不穩(wěn)定狀態(tài),四川北部有冷平流入侵,冷暖空氣的交匯,觸發(fā)不穩(wěn)定能量的釋放,加強了垂直上升運動。
4.2 熱力條件與動力條件結合激發(fā)了中尺度對流的形成。
4.3 中尺度對流云團發(fā)展快速旺盛,有利于形成雷暴天氣。
4.4 此次過程K指數、SI指數、CAPE指數不明顯,且水汽不充分,雷暴過程持續(xù)時間較短。
[1]朱乾根,等.天氣學原理和方法[M].3版.北京:氣象出版社,2000.