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        營(yíng)口地區(qū)近年雷雨大風(fēng)的多普勒雷達(dá)回波特征

        2019-12-18 08:31:10張萬(wàn)娟1林敏2劉婧婧1田偉忠1李黎2
        魅力中國(guó) 2019年45期

        張萬(wàn)娟1 林敏2 劉婧婧1 田偉忠1 李黎2

        (1.大石橋市氣象局,遼寧 大石橋 115100;2.營(yíng)口市氣象局,遼寧 營(yíng)口 115000)

        雷雨大風(fēng)的產(chǎn)生一般是對(duì)流天氣發(fā)展到成熟階段產(chǎn)生的。云中產(chǎn)生的下沉氣流沖到地面附近時(shí),向四周散開(kāi),因而造成陣風(fēng)。較之常規(guī)天氣雷達(dá),新一代多普勒天氣雷達(dá)功能更加強(qiáng)大,不僅具有常規(guī)雷達(dá)的功能,而且可以觀測(cè)大氣運(yùn)動(dòng)的多普勒速度,為監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)雷雨大風(fēng)、大風(fēng)的量級(jí)提供了更多的探測(cè)資料,分析利用這些資料將會(huì)大大提高災(zāi)害性天氣的預(yù)警能力[1-2]。

        用營(yíng)口地區(qū)4個(gè)觀測(cè)站2010-2018年9年的a文件和地面閃電定位儀觀測(cè)的閃電資料,形勢(shì)場(chǎng)使用 NCEP/NCAR 再分析資料。

        一、雷雨大風(fēng)發(fā)生的雷達(dá)回波特征

        (一)回波形狀

        雷雨大風(fēng)屬于強(qiáng)對(duì)流天氣的一種,對(duì)流降水的多普勒雷達(dá)反射率回波強(qiáng)度強(qiáng)中心大小一般在40 dbz以上(dBZ)。

        在反射率因子中,最直觀的特征之一就是回波形狀。根據(jù)雷達(dá)氣象學(xué)的定義,28次雷雨大風(fēng)時(shí)反射率因子形狀大致分成五類(lèi): 線狀、帶狀、塊狀、弓形或颮線、V形或鉤狀。

        線狀回波是指多個(gè)單體所組成的回波帶寬度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于其長(zhǎng)度,帶狀回波是指由多個(gè)回波單體組成的回波帶,塊狀是指單個(gè)回波或多個(gè)回波單體組成的團(tuán)塊。在回波中,反射率因子梯度最大處是最容易出現(xiàn)災(zāi)害性天氣的區(qū)域。弓形回波具有移動(dòng)速度快、回波向移動(dòng)方向凸出的特 點(diǎn)往往產(chǎn)生災(zāi)害性大風(fēng),弓形回波造成的大風(fēng)比其他回波狀態(tài)時(shí)產(chǎn)生大風(fēng)的區(qū)域廣,強(qiáng)度強(qiáng),是比較常見(jiàn)雷雨大風(fēng)的一種回波形態(tài)。

        颮線是呈線狀排列的對(duì)流單體族,颮線的發(fā)展較快,開(kāi)始時(shí)是尺度、強(qiáng)度和數(shù)量均呈增長(zhǎng)之勢(shì)的分散風(fēng)暴。隨著風(fēng)暴的發(fā)展加強(qiáng)下曳氣流和外流,這有助于陣風(fēng)鋒從母風(fēng)暴中向外伸展和加速。前面有明顯的外流邊界。典型弓形回波前沿為強(qiáng)的低層反射率因子梯度區(qū),后側(cè)的弱回波通道代表干冷的向前的下沉氣流。下?lián)舯┝骰蚶子甏箫L(fēng)最容易出現(xiàn)在弓形回波的頂點(diǎn)附近。

        研究可以發(fā)現(xiàn),雷雨大風(fēng)發(fā)生時(shí)通常有以下特征:1.一個(gè)迅速下降的反射率因子核;2.強(qiáng)并且深厚的中層輻合;3.產(chǎn)生下?lián)舯┝鞯姆瓷渎室蜃雍送_(kāi)始出現(xiàn)在比其他雷暴單體核更高的高度;4.中層旋轉(zhuǎn);5強(qiáng)烈的風(fēng)暴頂輻射。

        (二)回波的移動(dòng)路徑

        對(duì)2010-2018年28次雷雨大風(fēng)路徑總結(jié),營(yíng)口地區(qū)雷雨大風(fēng)主要路徑有:

        1.遼西生成,向東南方向移動(dòng),影響營(yíng)口地區(qū)大部;2010/06/22、2010/08/05、2011/04/30、2012/06/15、2012/09/27、2014/05/12、2015/08/20、2016/09/07、2018/05/22。

        2.營(yíng)口西部海上生成,向東移動(dòng),先后影響營(yíng)口市區(qū)和大石橋地區(qū);2010/05/05、2013/08/05、2017/07/09

        3.營(yíng)口西部海上生成,向東南方向移動(dòng),影響蓋州;2010/05/29、2012/07/29、2017/07/15

        4.營(yíng)口西南海上生成,向東北移動(dòng),先后影響開(kāi)發(fā)區(qū)和蓋州地區(qū);2011/05/05、2011/05/30、2011/09/01、2015/06/02、2016/06/18、2017/04/18、2018/09/29

        5.大連北部生成,自北向南影響蓋州地區(qū);2013/08/26

        6.營(yíng)口地區(qū)局地生成加強(qiáng);2013/05/19、2013/09/23

        7.東北角海城地區(qū)開(kāi)始向西南開(kāi)始發(fā)展;2013/05/14

        二、多普勒雷達(dá)徑向速度圖特征

        降水云體中的風(fēng)場(chǎng)信息,對(duì)災(zāi)害性大風(fēng),特別是與風(fēng)害和冰雹 相伴隨的災(zāi)害性大風(fēng)有很好的監(jiān)測(cè)和預(yù)警作用。徑向風(fēng)場(chǎng)的分析可以根據(jù)典型風(fēng)場(chǎng)的徑向分量表現(xiàn)出的特殊結(jié)構(gòu)特征,對(duì)強(qiáng)對(duì)流天氣伴隨的典型風(fēng)場(chǎng)進(jìn)行識(shí)別。徑向速度分布圖是判斷強(qiáng)對(duì)流天氣的一種有效工具,在識(shí)別風(fēng)害時(shí)特別有效。強(qiáng)對(duì)流天氣的出現(xiàn)和發(fā)展往往和氣流的輻合、輻散以及氣流的旋轉(zhuǎn)有關(guān)。徑向速度圖中可以看出以上特征,并可給出定性和半定量的估算。通過(guò)分析雷雨大風(fēng)發(fā)生時(shí)徑向速度回波特征,總結(jié)歸納出3種類(lèi)型:大風(fēng)區(qū)型、逆風(fēng)區(qū)型、中氣旋型。

        (一)大風(fēng)區(qū)型

        水平尺度在150 km范圍內(nèi)、高度在2 km以 下,0.5°仰角雷達(dá)徑向速度在20 m/s以上的區(qū)域?yàn)榇箫L(fēng)區(qū)域。大風(fēng)區(qū)內(nèi)地面常會(huì)出現(xiàn)極大風(fēng)速7到8級(jí)以上的大風(fēng)天氣,且實(shí)際地面風(fēng)速大小與徑向速度值大小成正比。在過(guò)去28次雷雨大風(fēng)中,大風(fēng)區(qū)型達(dá)半數(shù)以上,可以作為出現(xiàn)雷雨大風(fēng)的預(yù)報(bào)指標(biāo)。

        (二)逆風(fēng)區(qū)型

        逆風(fēng)區(qū)型是指在大片正速度區(qū)中,出現(xiàn)了一片負(fù)速度區(qū),并有明顯的零速度圓環(huán)或半圓環(huán)將二者隔開(kāi)。逆風(fēng)區(qū)的出現(xiàn)表明此處的風(fēng)向發(fā)生了劇烈的變化,產(chǎn)生了強(qiáng)烈的風(fēng)切變和輻合。當(dāng)云團(tuán)進(jìn)入“逆風(fēng)區(qū)”時(shí),發(fā)展更加強(qiáng)盛,回波強(qiáng)度往往增強(qiáng)。

        (三)中氣旋型

        在多普勒速度圖上,沿方位排列、負(fù)速度中心位于雷達(dá)徑向左側(cè)、正速度中心在右側(cè)的速度偶,稱(chēng)之為純氣旋。沿雷達(dá)徑向排列、正速度中心靠近雷達(dá)一側(cè)、負(fù)速度中心遠(yuǎn)離雷達(dá)一側(cè)的速度偶,稱(chēng)之為純輻合。當(dāng)速度偶的正負(fù)速度中心既不等距離也不在同一個(gè)雷達(dá)徑向時(shí),若正速度中心更靠近雷達(dá),且負(fù)速度中心位于雷達(dá)徑向的左側(cè)時(shí),稱(chēng)之為氣旋式輻合。氣旋式輻合型是指尺度在2~20 km的純氣旋、純輻合和氣旋式輻合。

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