牡丹江大風天氣相對螺旋度特征分析

任愛臣,朱廣帥

（牡丹江市氣象局,黑龍江 牡丹江 157000）

牡丹江大風天氣相對螺旋度特征分析

任愛臣,朱廣帥

（牡丹江市氣象局,黑龍江 牡丹江 157000）

本文利用多普勒雷達資料垂直風廓線(VWP)產品提供發生在牡丹江一次大風天氣過程資料及暴雨天氣過程，計算并分析這次大風天氣的風暴相對螺旋度(SRH)特征，利用垂直風廓線產品計算風暴相對螺旋度(SRH),并分析牡丹江這次大風天氣過程的SRH特征。結果表明:風暴相對螺旋度(SRH)對尺度非常小的強對流大風和暴雨天氣有提前10-20 min的預報作用。應用VWP產品計算出的SRH,可以作為實際業務工作中預報大風和暴雨等天氣的因子。

多普勒雷達;垂直風廓線;相對螺旋度;大風

1 引言

牡丹江市位于黑龍江省的東南部，地處中、俄、朝合圍的“金三角”腹地，市區中部是牡丹江河谷盆地，整個地區凸現山勢并且連綿起伏，亦縱橫河流，被稱為“九分山水一分田”。地形則是以山地，丘陵為主，呈現出中山、低山、丘陵、河谷盆地四種地質形態。牡丹江市東南瀕臨日本海，相距1000 km。受海陸巨大熱力差異的影響，形成海洋（半濕潤型）中溫帶季風氣候特征。雷暴、大風、冰雹、短時強降水等中小尺度強對流天氣是牡丹江地區主要氣象災害。本文采用牡丹江新一代多普勒天氣雷達產品計算風暴相對螺旋度，研究其在暴雨、冰雹、大風中的(SRH)值變化，作為實際業務工作中預報大風和暴雨等天氣的因子。

2 實例分析

選取牡丹江市2006年7月13日的大風過程,VWP產品選取牡丹江市多普勒天氣雷達站探測的資料。

2.1 大風過程

2006年7月13日下午牡丹江地區的海林，牡丹江城區遭受風災，一些鄉鎮的蔬菜大棚、麥田、樹木、輸電線路受損、房屋倒塌，麥田小麥成片被擊倒。根據牡丹江自動觀測站網資料，本地區大部分觀測點出現了5-7級風，8級以上大風有5站，其中牡丹江本站風力最大為10級，海林本站出現9級大風。

2.2 雷達資料產品分析

中午前地面冷鋒緩慢進入倒槽，冷空氣到達吉林北部與黑龍江東南部地區之間，不斷有對流回波產生。在基本反射率0.5PPI圖上，11時06分先有小對流單體生成，向東北方向一帶發展，12時27分已集結成帶狀；在12時43分吉林北部的汪清，及牡丹江地區寧安，海林一代有對流回波發展為帶狀回波，以后兩條帶狀回波逐漸靠近，13時07分合并為100*50 km的回波帶,其上有幾個對流風暴發展旺盛，其強度達到55 dBz，回波頂高8-11 km（回波頂41號產品），13時26分影響到牡丹江本市時回波呈現出超級單體風暴反射率特征即低層弱回波區和中高層回波懸垂；13時41分本站出現10級27.9 m/s大風，以后磨刀石、亮子河，代馬溝也出現強降水，大風天氣。

2.3 雷達VWP產品的相對螺旋度分析

由VWP產品得到風的分布,可以看出計算S R H的最大高度取在6.7 km。大風天氣主要是由低層輻合引起的,因此將S R H分為上、下兩層來計算,2.4 km以下,上層取2.4 km以上,中層間或有“ND”層，計算風向風速均取0。計算結果見表1。

大風出現前十幾分鐘左右,低層的S R H迅速由負值(-35.7 m．s)轉為較大正值 112.3 m．s，大風持續期間S R H均為正值,但大風過后有逐漸減弱趨勢,高層的S R H則在大風出現前以及持續的幾分鐘之內一直為負值，最大值為(-101.7 m．s),大風出現十幾分鐘后,S R H轉為正值。

表1 2006年7月13日13時02—44分的S R H分布(單位:m．s)

災害性天氣出現前低層S R H迅速由負值轉為較大正值,災害性天氣出現后S R H迅速下降。高層的S R H的強度與下層相反:在災害性天氣出現前呈減小趨勢,災害性天氣發生后呈增大趨勢。這種上、下層配置與對流的發展是一致的。由風暴相對螺旋度的物理意義,S R H的增長主要由于存在強的風垂直切變,而強的風垂直切變又引起水平渦度的增大,因此S R H的大小也反映風垂直切變的強弱,其數值越大,越有利于風暴的發展。災害性天氣發生前,低層有正的渦度輸送,垂直切變加強,有利于風暴發展,引發強對流天氣出現。災害性天氣發生后,低層正渦度輸送減弱,垂直切變減弱，風暴發展受到抑制。

3 總結

(1)根據多普勒雷達的垂直風廓線(VWP)產品可以計算得到時間密度非常高的風暴相對螺旋度,對尺度非常小的強對流大風和暴雨天氣有提前10-20 min的預報作用，在實際業務運行中,有一定的預報價值。

(2)7.13大風天氣發生前后，高、低層的S R H值變化不同，這種高、低層配置與對流的發展相一致。災害性天氣發生前,低層有正的渦度輸送,垂直切變加強,有利于風暴發展,引發強對流天氣出現。災害性天氣發生后,低層正渦度輸送減弱,垂直切變減弱，風暴發展受到抑制。

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P412.25

A

1002－252X(2017)03－0010－01

2017－6－1

任愛臣（1979-），男，黑龍江省牡丹江市人，東北農業大學，本科生，工程師.