一次短時(shí)強(qiáng)對流天氣分析

車正浩 冀昭元

摘 要：文章對2012年6月7日牡丹江市出現(xiàn)的一次強(qiáng)對流天氣過程進(jìn)行診斷分析。通過分析發(fā)現(xiàn)，降水主要發(fā)生時(shí)段有著以下幾個(gè)顯著特點(diǎn)：此次短時(shí)強(qiáng)對流天氣的發(fā)生與低空急流迅速加強(qiáng)和向東北方向擴(kuò)展相對應(yīng)。短時(shí)強(qiáng)對流天氣發(fā)生前有18m·s-1的低空急流中心上傳到3km左右的低空，在超低空有著12m·s-1超低空最大風(fēng)帶向東北方向延伸。低空急流到達(dá)牡丹江后，出現(xiàn)降水滯后1～2小時(shí)現(xiàn)象。短時(shí)強(qiáng)對流天氣發(fā)生時(shí)牡丹江地區(qū)700～850hpa上空形成了明顯的風(fēng)速輻合帶，并從上層冷堆中不斷向低層輸送著冷空氣，有了很好的動力條件，并觸發(fā)了短時(shí)強(qiáng)對流天氣。在通過雷達(dá)回波發(fā)現(xiàn)，降水最強(qiáng)盛時(shí)，回波頂達(dá)到了10km以上形成了云幀，回波強(qiáng)度達(dá)到55dBZ以上，并且結(jié)構(gòu)密實(shí)，邊界比較清晰等特點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：強(qiáng)對流；急流；雷達(dá)回波；環(huán)流形勢

引言

2012年6月7日牡丹江市出現(xiàn)了一次強(qiáng)對流天氣過程，期間牡丹江單站從7日05時(shí)到17時(shí)，降水達(dá)到了34.1mm，其中主要降水時(shí)段在午后16時(shí)30分到17時(shí)，30分降水量17.7mm，最大風(fēng)力達(dá)到了11mm·s-1，因此次過程中主要特點(diǎn)就是降水急、風(fēng)力大等。造成多處市內(nèi)路段嚴(yán)重積水，公交車淹沒半個(gè)車身，多輛出租車淹沒。西部海林市降水量為33.2毫米，而南部寧安市并沒有出現(xiàn)降水，其他市縣降水量都在5毫米以下，局地強(qiáng)對流天氣特征明顯，雷達(dá)回波范圍較小，但強(qiáng)度較大。

2012年6月7日的強(qiáng)對流天氣過程是典型的高空東北冷渦的切變型天氣過程。短時(shí)強(qiáng)對流天氣是牡丹江地區(qū)春、夏、秋3個(gè)季節(jié)最容易發(fā)生的天氣，也是牡丹江市造成天氣災(zāi)害的主要天氣系統(tǒng)，因此分析各種牡丹江地區(qū)短時(shí)強(qiáng)對流天氣，對于牡丹江地區(qū)意義重大。文章利用天氣形勢、多普勒雷達(dá)資料、幾個(gè)物理量的中尺度分析來，初步探討了強(qiáng)對流天氣過程的發(fā)生、發(fā)展、消亡等演變過程，并得到一些有意義的結(jié)論。

1 環(huán)流背景分析

本次過程是典型的東北冷渦發(fā)展過程中，形成切變線而引發(fā)的短時(shí)強(qiáng)對流天氣。從6月6日20時(shí)500hpa歐亞大陸環(huán)流來看，是二槽一脊形勢，在貝加爾湖以北已經(jīng)形成了冷渦中心，到了7日08時(shí)從冷渦中心分裂出冷空氣向東北地區(qū)移動，并形成了500hpa的切變線。6日20時(shí)500hpa圖上有貫穿黑龍江省的橫切變，到了08時(shí)這個(gè)切變順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，剛好壓到了齊齊哈爾、哈爾濱、牡丹江一線。從6日20時(shí)的700hpa上看，北緯47°N一線有橫切變線，也剛好與500hpa的切變線吻合。整個(gè)黑龍江省是大的濕度區(qū)，有18m·s-1的低空急流，由山東半島向黑龍江南部深入，并形成風(fēng)速的輻合區(qū)。從850hpa圖上，黑龍江也是大面積濕度區(qū)，有向東北方向延伸的12m·s-1低空急流，并和700hpa低空急流非常一致。急流的前沿剛好是700hpa和500hpa的切變交叉，形成短時(shí)強(qiáng)降水的就是這些區(qū)域。

2 地面天氣系統(tǒng)特征

2012年6月7日牡丹江市產(chǎn)生短時(shí)暴雨的地面天氣系統(tǒng)是西北來氣旋，高空相對應(yīng)6月6日20時(shí)地面上貝湖附近有一弱低壓存在，從黑龍江省西北指向東南相通的低壓帶，低壓帶中兩個(gè)中心一個(gè)在內(nèi)蒙以北，另一個(gè)中心在貝加爾湖以北。隨著低壓系統(tǒng)的加強(qiáng)，7日08時(shí)低壓中心南壓，向黑龍江東南部移動，閉合中心數(shù)值達(dá)到992.5百帕。受低壓和高空切變線和低空急流共同影響下出現(xiàn)了強(qiáng)降水，使得牡丹江市幾個(gè)市縣降雨量，都達(dá)到短時(shí)強(qiáng)對流天氣。

3 紅外衛(wèi)星云圖特征分析

FY-2紅外衛(wèi)星云圖也為降雨預(yù)報(bào)提供很好預(yù)報(bào)依據(jù)。在6月7日08時(shí)從貝加爾湖到我省的有一狹長的降水云系不斷的向東南發(fā)展，到7日10時(shí)云系已經(jīng)向東南移至牡丹江市境內(nèi)，7日12時(shí)低壓云系在我市逐漸加強(qiáng)，此時(shí)我市大部在強(qiáng)降水云系的覆蓋下，受其影響上游多個(gè)地方出現(xiàn)短時(shí)強(qiáng)對流天氣產(chǎn)生。15至20時(shí)FY-2紅外衛(wèi)星云圖上牡丹江市大部處在強(qiáng)低壓云系中，而且低壓的西北部有干冷空氣補(bǔ)充，從云圖上看有著明顯的冷空氣移動的痕跡，并和南來急流暖濕云團(tuán)強(qiáng)烈合并，正處在冷暖空氣的交界區(qū)域，這也是部分市縣強(qiáng)對流性天氣的發(fā)生的因素之一。

4 雷達(dá)回波分析

從我們觀測到的7日15時(shí)48分到16時(shí)20分的多普勒雷達(dá)數(shù)據(jù)來分析，回波在15時(shí)48分時(shí)，分成了幾塊對流單體，中心強(qiáng)度達(dá)到了52Dbz，通過vcs和cappi的截圖來看最大高度達(dá)到了10km以上。并且明顯的看到有著“V”型缺口。到了15時(shí)59分這幾款對流單體有明顯合并跡象邊界逐漸清晰，強(qiáng)度梯度較大，中心強(qiáng)度達(dá)到了55Dbz，此時(shí)出現(xiàn)了大風(fēng)、強(qiáng)降水、雷電等天氣。到了16時(shí)20分回波中心已經(jīng)移出了牡丹江站點(diǎn)，降水強(qiáng)度逐漸減弱，主要降水時(shí)段基本結(jié)束。

5 物理量分析

5.1 K指數(shù)

K指數(shù)以下式表示：K=（T850-T500）+Td850-（T-Td）在暴雨分析和預(yù)報(bào)中，K指數(shù)是一個(gè)可供參考的指數(shù)。上式的第一項(xiàng)代表溫度直減率，第二項(xiàng)表示低層的水汽條件，第三項(xiàng)可以反映中層的飽和程度。所以K指數(shù)是強(qiáng)對流天氣預(yù)報(bào)一個(gè)很好的預(yù)報(bào)指標(biāo)。在7日08時(shí)到20時(shí)的K指數(shù)圖上，牡丹江處在K指數(shù)一直是30以上的大值區(qū)內(nèi)，其移動趨向和強(qiáng)度與短時(shí)強(qiáng)對流天氣有很好的對應(yīng)關(guān)系，短時(shí)強(qiáng)對流落區(qū)正好位于K指數(shù)30度以上大值區(qū)的下游區(qū)域。T639的預(yù)報(bào)圖上明顯的體現(xiàn)了牡丹江處于K大值區(qū)內(nèi)，與局地暴雨、雷雨、大風(fēng)、冰雹等強(qiáng)對流性天氣的發(fā)生相對應(yīng)。

5.2 渦度場

從850hpa渦度場的變化情況來看，6月7日8時(shí)我市西部有一正渦度大值區(qū)，中心在40以上，到了20時(shí)，渦度大值區(qū)有向東移動的趨勢，強(qiáng)度變化不大，我市上空有明顯的輻合氣流。

6 風(fēng)力條件分析

工作人員對齊齊哈爾、哈爾濱、牡丹江（由牡丹江相近站點(diǎn)）的連線進(jìn)行了T-log圖的空間剖面圖分析，可以看出，500hpa以上西北氣流為主，在700-500hpa為12-22m·s-1的西南到偏西的氣流，700-1000hpa上為西南到偏南氣流為主，說明高層風(fēng)向有利于冷空氣入侵，底層風(fēng)有利于渤海以及日本的水汽向牡丹江地區(qū)輸送，形成有力的動力結(jié)構(gòu)。

7 結(jié)束語

7.1 2012年6月7日的短時(shí)強(qiáng)對流天氣與渤海的西南暖濕氣流輸送和所產(chǎn)生的高溫高濕環(huán)流條件密切相關(guān)。

7.2 低空急流和切變線是2012年6月7日此次短時(shí)強(qiáng)對流天氣產(chǎn)生的關(guān)鍵。

7.3 物理量產(chǎn)品的應(yīng)用為準(zhǔn)確及時(shí)的預(yù)報(bào)出暴雨的落區(qū)及系統(tǒng)的發(fā)展提供了可靠的預(yù)報(bào)依據(jù)。