蔣永波,陳 磊,陳龔梅
(中國民用航空溫州空中交通管理站,浙江 溫州 325024)
強(qiáng)對流天氣一直是民航運(yùn)行中需要重點(diǎn)關(guān)注的對象,因?yàn)榇蠓秶虝r(shí)強(qiáng)降水和強(qiáng)對流天氣會給航班安全帶來巨大的威脅。溫州機(jī)場一年中有一半以上的雷暴出現(xiàn)在夏季,因此對于溫州機(jī)場來說,夏季天氣是一年中對飛行危害較大的季節(jié)。民航溫州空管站的氣象工作者多年來對影響溫州機(jī)場的強(qiáng)對流天氣作了大量的歷史個(gè)例分析和總結(jié),已經(jīng)對強(qiáng)對流天氣的發(fā)生、發(fā)展背景有了大致的了解,積累了一定的經(jīng)驗(yàn)[1]。本文針對2016-06-29發(fā)生在溫州機(jī)場的一次強(qiáng)對流天氣過程進(jìn)行了環(huán)流背景分析,并通過動(dòng)力條件、熱力條件和水汽條件等物理量對此次天氣過程進(jìn)行診斷分析和總結(jié),以期為日后的民航預(yù)報(bào)服務(wù)提供部分預(yù)報(bào)指標(biāo),從而保證民航活動(dòng)的安全、正常和高效。
2016-06-29 午后,溫州機(jī)場發(fā)生了一次強(qiáng)對流天氣過程,與此同時(shí)浙江全省更是自北向南發(fā)生了一次大范圍強(qiáng)雷雨天氣過程,強(qiáng)雷雨的降水中心位于浙江省中北部及溫州沿海區(qū)域,如圖1所示。其中,據(jù)溫州機(jī)場自動(dòng)觀測系統(tǒng)顯示,15:08(北京時(shí)間,下同)機(jī)場發(fā)生雷暴,直到19:25結(jié)束,雷暴持續(xù)時(shí)間為4 h 17 min。
此外,15:15開始降小雨,15:50轉(zhuǎn)為中陣雨,15:55轉(zhuǎn)為大陣雨,16:26轉(zhuǎn)為中陣雨,17:52轉(zhuǎn)為小雨為主,間或伴有短時(shí)中陣雨,直至19:50,小雨隨之結(jié)束。在此期間,溫州機(jī)場受到此次強(qiáng)降水和強(qiáng)對流天氣過程的影響,對航班的正常運(yùn)行造成了較大影響。
分析2016-06-29T14:00的渦度場,如圖1(a)所示,可以發(fā)現(xiàn)溫州機(jī)場所在區(qū)域(即121°E,28°N)附近的大氣淺層850~1 000 hPa存在一個(gè)中心值為1.0×10-5s-1的明顯正渦度區(qū),說明此時(shí)在溫州沿海地區(qū)已經(jīng)有氣旋性環(huán)流發(fā)展起來;分析14:00的散度場,如圖1(b)所示,在淺層950 hPa以下,120°~122°E為輻合區(qū),往上850~950 hPa為輻散區(qū),輻合區(qū)配合輻散區(qū)的抽吸作用有利于上升運(yùn)動(dòng)的發(fā)展。同時(shí)又可以發(fā)現(xiàn),溫州機(jī)場所處的淺層上空,正渦度區(qū)與輻合中心相互配合疊加,有利于氣旋性環(huán)流和上升運(yùn)動(dòng)的發(fā)展,而且在明顯的氣旋性環(huán)流和抽吸作用的共同影響下,120°~122°E區(qū)域上升運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈發(fā)展,這也極易觸發(fā)強(qiáng)對流天氣。
圖1 2016-06-29T14:00沿28°N渦度場(a)、散度場和風(fēng)場(b)的剖面圖(單位:10-5s-1)
通過對2016-06-29T14:00假相當(dāng)位溫(θse)沿著28°N做剖面,如圖2所示,可以看出在850 hPa以上116°~126°E之間,θse的等值線比較密集。而在850 hPa以下116°~126°E之間,θse的等值線比較密集且梯度較大,為能量鋒區(qū),因此淺層存在高能舌。500~850 hPa之間,θse的數(shù)值明顯低于其他層,并且存在一個(gè)顯著的冷中心,這一現(xiàn)象表明在大氣的中低層有干冷空氣入侵,說明在這一層出現(xiàn)低能舌。中層的低能舌疊加在淺層的高能舌上,這表明低層增溫增濕,中高層冷空氣南下,這一形勢加大了大氣的不穩(wěn)定度,有利于形成強(qiáng)對流天氣[2-3]。
圖2 2016-06-29T14:00假相當(dāng)位溫θse剖面圖(單位:K)
分析2016-06-29T14:00的水汽通量,如圖3(a)所示,可以發(fā)現(xiàn)浙江省的水汽通量大值區(qū)分為兩個(gè)區(qū)域,一個(gè)位于浙江省的中北部,水汽通量在10~14之間,水汽中心處于杭州灣附近;另一個(gè)位于溫州沿海地區(qū),水汽通量在12~22之間,水汽中心位于海上。而溫州機(jī)場此時(shí)位于水汽通量低值區(qū),水汽通量較小,只是出現(xiàn)了短時(shí)中到大陣雨,且持續(xù)時(shí)間不長。對應(yīng)此次天氣過程的雨強(qiáng)分布的大值區(qū)也位于浙江省的中北部和溫州沿海地區(qū),這就表明水汽通量與降水落區(qū)有較好的對應(yīng)關(guān)系。
沿著120°E做水汽通量散度和風(fēng)場的剖面,見圖3(b)(等值線代表水汽通量散度,風(fēng)向桿代表風(fēng)速),由此發(fā)現(xiàn)在28°~31°N之間存在明顯的水汽輻合中心,最大輻合中心位于29°~30°N,高度為900~950 hPa,中心極值大于4,并且輻合中心在西南偏南風(fēng)的作用下上升至650 hPa,由此看出水汽輻合較為強(qiáng)盛,而且這一輻合中心大值區(qū)正好位于浙江省中北部,這也表明西南氣流輸送的大量水汽使得浙江省的中北部區(qū)域水汽出現(xiàn)了輻合,強(qiáng)降水也發(fā)生在這一區(qū)域。
圖 3 2016-06-29T14:00 925 hPa 的水汽通量(a)(單位:g·cm-1·hPa-1·s-1)、水汽通量散度(單位:10-4g·cm-2·hPa-1·s-1)和風(fēng)場(b)(單位:m/s)疊加的剖面圖
利用常規(guī)觀測資料及NCEP/NCAR的1°×1°再分析資料,分析了2016-06-29發(fā)生在溫州機(jī)場的一次強(qiáng)對流天氣過程,通過對熱力、動(dòng)力及水汽條件進(jìn)行診斷分析,得到以下結(jié)論:從動(dòng)力條件來看,溫州機(jī)場所處的淺層上空,正渦度區(qū)與輻合中心相互配合疊加,在明顯的氣旋性環(huán)流和抽吸作用的共同影響下,極易觸發(fā)強(qiáng)對流天氣;從熱力條件來看,中層的低能舌疊加在淺層的高能舌上,低層增溫增濕,而中高層為干冷空氣,“上干下濕”的形勢配置,加大了大氣的不穩(wěn)定度,有利于形成強(qiáng)對流天氣;從水汽條件來看,水汽通量、水汽通量散度對于降水落區(qū)的預(yù)報(bào)具有較好的指導(dǎo)作用。
[1]陳磊,林再雄,厲瑞孝,等.溫州機(jī)場雷暴短期概率預(yù)報(bào)的研究[J].民航學(xué)報(bào),2018(01):43-46.
[2]朱乾根,林錦瑞,壽紹文,等.天氣學(xué)原理和方法[M].北京:氣象出版社,2007.
[3]姚學(xué)祥,孫欣,孫繼松,等.天氣預(yù)報(bào)技術(shù)與方法[M].北京:氣象出版社,2011.