石河子地區(qū)“8?9”強(qiáng)對(duì)流天氣過程分析

摘要 利用高空、雷達(dá)、云圖和數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品對(duì)石河子地區(qū)2013年8月上旬末一次強(qiáng)對(duì)流天氣過程進(jìn)行分析，結(jié)果表明，預(yù)報(bào)強(qiáng)對(duì)流天氣，在關(guān)注形勢(shì)場(chǎng)演變的同時(shí)，注重風(fēng)場(chǎng)切變、輻合輻散、K指數(shù)大值區(qū)和探空不穩(wěn)定能量及雷達(dá)資料的分析和應(yīng)用尤為重要。

關(guān)鍵詞 強(qiáng)對(duì)流天氣；形勢(shì)場(chǎng)；風(fēng)場(chǎng)；不穩(wěn)定能量

中圖分類號(hào)S161.6文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)0517-6611（2014）30-10595-03

作者簡(jiǎn)介徐臘梅（1974- ），女，湖北新洲人，副研級(jí)高級(jí)工程師，從事氣象預(yù)報(bào)和農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)工作。

2013年8月9日下午至夜間，石河子墾區(qū)普降陣雨，莫索灣暴雨，伴有4～5級(jí)偏西陣風(fēng)，出現(xiàn)雷暴、短時(shí)強(qiáng)降水和冰雹等強(qiáng)對(duì)流性天氣。莫索灣150團(tuán)18：47～18：51出現(xiàn)冰雹，最大冰雹直徑10 mm，棉花受災(zāi)面積467 hm2，成災(zāi)面積267 hm2。強(qiáng)對(duì)流天氣包括雷暴大風(fēng)、下?lián)舯┝鳌⒈?、龍卷和?qiáng)雷雨（局地短時(shí)降水或持續(xù)性暴雨的一部分）等中小尺度天氣現(xiàn)象，其分析和預(yù)報(bào)歷來是氣象業(yè)務(wù)的難點(diǎn)[1]。張磊等對(duì)阿克蘇一次冰雹天氣個(gè)例進(jìn)行了分析[2]，李如琦等對(duì)北疆一次暴雪天氣過程成因開展了深入研究[3]，筆者借鑒其分析方法和思路，從成因和預(yù)報(bào)技術(shù)方面對(duì)“8·9”強(qiáng)對(duì)流天氣過程進(jìn)行研究，以期對(duì)石河子地區(qū)強(qiáng)對(duì)流天氣的預(yù)報(bào)預(yù)測(cè)提供一些經(jīng)驗(yàn)和理論依據(jù)。

1成因分析

1.1環(huán)流背景分析2013年8月8日20：00 500 hPa高空?qǐng)D上（圖1a），西伯利亞至里海為低渦，不斷有短波槽活動(dòng)；9日08：00低渦逆轉(zhuǎn)略有南壓，巴爾喀什湖和西國(guó)境線有短波槽擾動(dòng)（圖1b）；9日20：00短波槽移至西西伯利亞至北國(guó)境線位置，石河子地區(qū)處于西國(guó)境線東移而至的短波槽上，有西南氣流輸送水汽和北支西北氣流的交匯（圖1c）；10日08：00槽東移至東疆，石河子地區(qū)受淺脊控制（圖1d）。

1.2中尺度特征分析

1.2.1雷達(dá)資料。由圖2可見，8月9日16：00開始由烏蘇的回波逐漸向石河子地區(qū)移動(dòng)，持續(xù)覆蓋石河子地區(qū)，到21：00移出，造成該地區(qū)普遍降水天氣；18：12，在莫索灣出現(xiàn)中心強(qiáng)度>50 dBz的回波，到18：35迅速發(fā)展加強(qiáng)，在莫索灣及其以北出現(xiàn)多單體風(fēng)暴，風(fēng)暴強(qiáng)度不斷加強(qiáng)，面積快速增大，且持續(xù)維持，至21：00才減弱為小于50 dBz。2 h的強(qiáng)回波在莫索灣地區(qū)維持，造成了強(qiáng)降水天氣，出現(xiàn)暴雨和冰雹。

莫索灣150團(tuán)9日18：47～18：51出現(xiàn)冰雹，從18：47和18：52回波圖（圖3a）上看出，當(dāng)?shù)鼗夭◤?qiáng)度中心值>50 dBz，部分超過60 dBz。在18：47回波頂高達(dá)9 km，出現(xiàn)回波懸垂；18：52回波頂高下降至6 km。

1.2.2衛(wèi)星云圖資料。從衛(wèi)星云圖分析，8月9日18：00～21：30一條西北至東南向的云帶逐漸東移經(jīng)過石河子地區(qū)，造成降水，莫索灣維持時(shí)間較長(zhǎng)。

1.3物理量場(chǎng)分析

1.3.1水汽條件。水汽通量分析中，9日08：00～20：00 850 hPa由3 g/（cm·hPa·s）增加至4 g/（cm·hPa·s），700 hPa由5 g/（cm·hPa·s）減小至2 g/（cm·hPa·s）；水汽通量散度，9日08：00～20：00 850 hPa由9.5 g/（cm2·hPa·s）減小至5.1 g/（cm2·hPa·s），700 hPa由-8.1 g/（cm2·hPa·s）變到0.6 g/（cm2·hPa·s）。由此可見，水汽條件較為充沛，為暴雨提供了物質(zhì)條件。

1.3.2動(dòng)力條件。

1.3.3熱力條件。通過實(shí)況K指數(shù)分析發(fā)現(xiàn)，8月9日08：00和20：00石河子地區(qū)K指數(shù)在28～32 ℃，莫索灣地區(qū)K指數(shù)>30 ℃。從克拉瑪依9日08：00探空資料（圖5）看出，存在明顯的不穩(wěn)定能量，K指數(shù)為32 ℃，沙氏指數(shù)為054 ℃，風(fēng)暴強(qiáng)度指數(shù)268.9 J/kg，抬升凝結(jié)高度926 m，0 ℃層位勢(shì)高度3 911.3 m。K指數(shù)>30 ℃，風(fēng)暴強(qiáng)度指數(shù)、抬升凝結(jié)高度處于大值，沙氏指數(shù)較小，有利于對(duì)流天氣的產(chǎn)生。

1.4數(shù)值預(yù)報(bào)檢驗(yàn)分析

1.4.1ECMWF預(yù)報(bào)。8月8日20：00 500 hPa 0～24 h預(yù)報(bào)圖上（圖6），在石河子地區(qū)為略漲脊的過程，但低渦中心有明顯的逆轉(zhuǎn)南壓。由8月8日20：00ECMWF 700和850 hPa風(fēng)場(chǎng)（圖7a）分析看出，在石河子地區(qū)均有輻合區(qū)，到9日20：00減弱消失。由ECMWF細(xì)網(wǎng)格資料（圖7b）分析，8月9日08：00預(yù)報(bào)9日17：00 700 hPa石河子地區(qū)明顯的輻合形成，850 hPa 17：00在石河子西北部存在劇烈的風(fēng)場(chǎng)切變，且隨之逐漸東南下，對(duì)石河子地區(qū)北部降水提供動(dòng)力和水汽條件。

2預(yù)報(bào)技術(shù)分析

2.1典型特征2013年8月9日出現(xiàn)的雷暴、強(qiáng)降水及冰雹天氣，形勢(shì)上為中亞低渦逆轉(zhuǎn)東移分裂短波擾動(dòng)造成的。

2.2預(yù)報(bào)難點(diǎn)數(shù)值預(yù)報(bào)物理量場(chǎng)中在石河子地區(qū)除了風(fēng)場(chǎng)有較明顯的切變、輻合和大的K指數(shù)存在外，其他如相對(duì)濕度、水汽通量、散度、垂直速度等沒有明顯的大降水特征，各模式降水量估計(jì)值也較小。

2.3存在的問題沒有明顯的降水特征的情況下，石河子局部地區(qū)出現(xiàn)了暴雨和冰雹天氣。

2.4重點(diǎn)關(guān)注的特征量、典型形勢(shì)和預(yù)報(bào)著眼點(diǎn)通過此次天氣的分析，認(rèn)為在關(guān)注形勢(shì)場(chǎng)的變化的同時(shí)，對(duì)風(fēng)場(chǎng)的分析尤為重要，在出現(xiàn)明顯的風(fēng)場(chǎng)切變和輻合的情況下，應(yīng)注意局地強(qiáng)對(duì)流天氣發(fā)生的可能性。短時(shí)臨近預(yù)報(bào)中注重監(jiān)視雷達(dá)回波、速度圖等位置和強(qiáng)度的變化，根據(jù)路徑和強(qiáng)度及時(shí)發(fā)布預(yù)警。

3小結(jié)

此次強(qiáng)對(duì)流天氣過程主要受西西伯利亞低渦逆轉(zhuǎn)，不斷分裂短波，南北兩支槽東移，形成強(qiáng)烈風(fēng)切變，在石河子地區(qū)上空西南水汽輸送與北支氣流交匯造成的。K指數(shù)>30 ℃，回波強(qiáng)度>50 dBz，回波頂高達(dá)9 km，出現(xiàn)回波懸垂，高低空存在明顯的風(fēng)切變和劇烈的冷暖空氣交匯，并伴有西南水汽補(bǔ)充，致使暴雨和冰雹天氣出現(xiàn)。

加強(qiáng)實(shí)況和模式預(yù)報(bào)場(chǎng)高低空風(fēng)場(chǎng)的分析、不穩(wěn)定能量分析；提高K指數(shù)尤其是超過30 ℃的大值區(qū)的關(guān)注度；密切關(guān)注雷達(dá)回波、回波頂高等要素的變化；提高警惕，及時(shí)發(fā)布災(zāi)害性天氣預(yù)警，是做好對(duì)流性天氣預(yù)報(bào)和服務(wù)工作的關(guān)鍵內(nèi)容。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉玉玲.對(duì)流參數(shù)在強(qiáng)對(duì)流天氣潛勢(shì)預(yù)測(cè)中的作用[J].氣象，2003，31（3）：147-151.

[2] 張磊，張繼韞.一次局地強(qiáng)冰雹的多普勒雷達(dá)回波特征分析[J].沙漠與綠洲氣象，2013，7（4）：26-30.

[3] 李如琦，牟歡，肉孜·阿基，等.2011年深秋北疆暴雪過程成因分析[J].沙漠與綠洲氣象，2013，7（2）：9-14.