金樹志,劉仁亮,劉卓
摘要: 2018年3月14日夜間,遼北地區(qū)出現(xiàn)暴雪伴有雷電的天氣現(xiàn)象,雷電過后還出現(xiàn)了大風(fēng)、降溫等天氣。本文對(duì)此次復(fù)雜的天氣成因進(jìn)行全面分析,發(fā)現(xiàn)主要原因是:風(fēng)向隨高度呈順時(shí)針轉(zhuǎn)向,形成強(qiáng)對(duì)流;垂直速度很大,有強(qiáng)烈的上升運(yùn)動(dòng);水汽輸送條件很好,持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng),輸送水汽量較大;形成強(qiáng)烈的水平風(fēng)切變,冷空氣勢(shì)力和暖空氣勢(shì)力都很強(qiáng)。
關(guān)鍵詞:遼北地區(qū);暴雪伴雷電;成因分析
中圖分類號(hào): P458.121 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A DOI編號(hào): 10.14025/j.cnki.jlny.2018.12.066
近年來,氣象工作者對(duì)暴雪伴雷電天氣做了很多診斷分析與研究工作,取得了很多研究成果。朱清芝等[1]對(duì)2009年11月河南一次暴雪伴雷電過程進(jìn)行分析,指出對(duì)流不穩(wěn)定層結(jié)和強(qiáng)的對(duì)稱性不穩(wěn)定對(duì)雷電和暴雪形成的作用;許新田等對(duì)2011年4月陜西的暴雪和雷暴天氣進(jìn)行中尺度分析,指出與高低空急流相聯(lián)系的次級(jí)環(huán)流上升支和中尺度的地面輻合線暴雪中雷暴的觸發(fā)機(jī)制。
1 天氣實(shí)況
2018年3月14日夜間,遼寧北部地區(qū)(鐵嶺市)出現(xiàn)雨夾雪伴有雷電的天氣現(xiàn)象。降雪時(shí)打雷這樣的天氣一般很少出現(xiàn),3月份打雷在遼寧北部地區(qū)也是很少的現(xiàn)象,歷史上只有一次。本次雷電是鐵嶺市最早的一次,雷電過后還出現(xiàn)了暴雪、大風(fēng)、降溫等天氣。14日18時(shí)到15日8時(shí)遼北地區(qū)降水量情況分別為:昌圖縣17毫米(雪深10.4厘米)、開原市14毫米(雪深5.5厘米)、鐵嶺市6毫米(雪深2.6厘米)、西豐縣20毫米(雪深6.0厘米)。本次過程昌圖縣降雪最大,雪深超過10厘米,對(duì)交通造成很大影響。
昌圖縣14日21時(shí)4分開始降雨夾雪,氣溫降到0℃,21時(shí)15分到22時(shí)30分出現(xiàn)雷電,在21時(shí)到22時(shí)出現(xiàn)雨夾雪伴雷電的1小時(shí)內(nèi)降雪量達(dá)5.9毫米,降雪的同時(shí)出現(xiàn)大風(fēng)降溫天氣,15日3時(shí)昌圖縣氣象站最大瞬時(shí)風(fēng)速(北風(fēng))達(dá)11.2米/秒,15日8時(shí)最低氣溫達(dá)-6.3℃,到15日9時(shí)降雪結(jié)束,過程降雪量14毫米。
2暴雪伴雷電天氣成因分析
2.1 強(qiáng)對(duì)流分析
2.1.1 從低空到高空的風(fēng)向上看 在2018年3月12日20時(shí)歐洲中心細(xì)網(wǎng)格——時(shí)間垂直剖面圖上,風(fēng)向隨高度呈順時(shí)針轉(zhuǎn)向。3月14日昌圖縣1500米上空,從8時(shí)到17時(shí)都是西南風(fēng),并且隨著時(shí)間逐漸加大,到17時(shí)風(fēng)速達(dá)到18米/秒,這就形成了低空有很強(qiáng)的暖平流。在5000米以上都是西風(fēng),在高空有冷平流。形成對(duì)流不穩(wěn)定,在降雪的同時(shí)出現(xiàn)雷暴,產(chǎn)生強(qiáng)對(duì)流天氣。
2.1.2 從溫度的垂直結(jié)構(gòu)上看 0℃線上升到300米左右,300米以下氣溫特高,14時(shí)1000hpa高度上氣溫達(dá)到12℃以上;500米高空以上等溫線特別密集,溫度垂直梯度很大,并且200hpa高度上氣溫達(dá)到-60℃以下。這就形成了低空氣溫特高,高空氣溫特低,低空暖空氣產(chǎn)生很大的浮力。在浮力的作用下,空氣產(chǎn)生向上運(yùn)動(dòng)的加速度,上升速度很大,最大垂直速度達(dá)到-300hpa/min,有強(qiáng)烈的上升運(yùn)動(dòng),當(dāng)?shù)貧鉁亟档?℃,并且降雪強(qiáng)度很大,1小時(shí)降雪接近6毫米。
2.2 暴雪成因分析
2.2.1水汽輸送條件很好 東海海上有副熱帶高壓穩(wěn)定少動(dòng),副熱帶高壓后部有大范圍的西南風(fēng),850hpa高度上,從廣西到遼寧吹的都是西南風(fēng),并且在渤海形成低空急流,源源不斷地向遼北地區(qū)輸送水汽。輸送水汽持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng),達(dá)12小時(shí)以上,水汽充沛,輸送水汽量較大。
2.2.2風(fēng)切變明顯 在鐵嶺市南部850hpa高度上,西南風(fēng)風(fēng)速達(dá)到16米/秒以上,在鐵嶺市的西北部850hpa高度上,西北風(fēng)風(fēng)速達(dá)到16米/秒以上,形成強(qiáng)烈的水平風(fēng)切變,為大氣層結(jié)抬升起到重要作用。
此次冷空氣勢(shì)力和暖空氣勢(shì)力都很強(qiáng),兩者在遼北地區(qū)交鋒,暖濕空氣遇到強(qiáng)冷空氣后,產(chǎn)生大量的水汽凝結(jié)并脫落。冷空氣占領(lǐng)遼北地區(qū)地面后,遼北地區(qū)300米左右的高空上,還有很強(qiáng)的上升運(yùn)動(dòng),最大垂直速度達(dá)到-200hpa/ min,并且持續(xù)了5個(gè)多小時(shí),形成了偏北大風(fēng)、降溫、暴雪天氣。
3 結(jié)語(yǔ)
本次雨夾雪伴雷電、大風(fēng)、降溫、暴雪天氣形成的主要原因是風(fēng)向隨高度呈順時(shí)針轉(zhuǎn)向,形成對(duì)流不穩(wěn)定,形成強(qiáng)對(duì)流;垂直速度很大,有強(qiáng)烈的上升運(yùn)動(dòng);水汽輸送條件很好,持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng),輸送水汽量較大;形成強(qiáng)烈的水平風(fēng)切變,冷空氣勢(shì)力和暖空氣勢(shì)力都很強(qiáng)。
參考文獻(xiàn)
[1]朱清芝,孫景蘭,呂曉娜.河南省一次暴雪伴雷電天氣的形成機(jī)理[J].氣象,2011(05):583-589.
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作者簡(jiǎn)介:金樹志,工程師,研究方向:天氣預(yù)報(bào)和農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)。