2020年夏季三亞海陸風輻合線雷達回波特征分析

李展睿

摘要：應用2020年三亞市氣象局雷達資料和自動氣象觀測系統（AWOS）實時資料，分析研究了三亞夏季海陸風輻合線過程的形成、發展和消散過程的演變規律，并研究了雷達觀測的海陸風輻合線與自動觀測系統的風場結構的對應關系。結果表明：（1）三亞夏季海陸風輻合線大致為原地生消型、晴空型、觸發對流移動型三類;（2）海陸風輻合線由于海陸溫差、風場結構等原因產生，又會對風場有明顯的影響，當輻合線靠近時自動觀測系統顯示為海風控制;

關鍵詞：海陸風輻合線;多普勒雷達;自動氣象站;海陸風

引 言

三亞鳳凰機場南面靠海，一年四季都受明顯的海陸風影響，但夏季強于冬季，海風強于陸風[1]，海陸風是由于海陸熱力差異引起的白天由海上向內陸吹、夜間由內陸向海上吹，距海岸線幾十千米的中小尺度熱力環流，通常發生在氣壓場較弱、風速較小的天氣，同時也影響沿海地區的溫度場、濕度場和風場的分布[2]，從而帶來的風切變、雷暴、短時大風、強降水天氣嚴重的影響航空安全。國內外對海陸風輻合線都有一定的研究Banta等[3]應用多普勒天氣雷達完整而清晰的捕捉海陸風的三維結構特征，王彥等[4]應用天氣雷達和相應的自動氣象站資料，統計分析了4次雷達監測到的渤海灣海陸風的特點，并研究渤海灣海陸風與強對流天氣形成、發展和消散過程演變特征;盧煥珍等[5]研究指出海風鋒在經過自動站時由陸風轉為海風。而三亞市多普勒天氣雷達正好位于海面的北岸，能夠捕捉到海陸風輻合線中尺度天氣系統。且多普勒天氣雷達具有高的時間和空間分辨率精細產品，能有效的提高由海陸風輻合線造成的強對流天氣的預警時效。本文應用2020年三亞市氣象局雷達資料和自動氣象觀測系統（AWOS）實時資料，分析研究了三亞夏季海陸風輻合線過程的形成、發展和消散過程的演變規律，對準確預警三亞機場海陸風輻合線觸發的對流天氣，及早發布天氣預警信息具有重要意義。

1 資料與方法

1.1 資料選取

本文主要用2020年5月-9月三亞多普勒雷達監測到海陸風輻合線過程的資料和同一時期的三亞鳳凰機場AWOS實時觀測資料，分析海陸風輻合線的生成規律以及與強對流天氣的發生、發展的演變關系，以及演變前后的風場物理量特征進行分析。

1.2海陸風及海陸風輻合線的定義

由于海陸間溫度差異而造成的海陸風是垂直于海岸線吹的，根據海岸線的走向三亞機場夜間的陸風風向應為西北風至東風，而白天的海風風向應為東南風至西風。

在低仰角（0.50）基本反射率產品中表現為平行為三亞灣的窄帶弱回波，強度維持在25—45dBz，長度約為50-100km，本文即定義為海陸風輻合線。

2 三亞機場2020年夏季海陸風輻合線月變化規律

利用2020年5月至9月的三亞多普勒天氣雷達資料，共有47天出現了海陸風輻合線（表1），占到了30.7%，而且主要集中在6和8月份，海陸風輻合線出現日數均達到10日以上。如果加上對三亞機場造成影響的海陸風輻合線日數統計，也是6月和8月對本場造成影響數最多，均達到5次，5月則最少，沒有對本場造成影響。新一代三亞多普勒雷達在低仰角（0.50）的基本反射率產品上，大多觀測到的為1條海陸風輻合線，有時能觀測到2條。其中海陸風輻合線可以在一天中的任何時候產生，但大多在凌晨產生。每次持續的時間長短也不一定，最長維持15小時，出現在6月20日;最短為1.5小時，出現在8月7日;平均出現時長為3-6小時。三亞的雷暴活動夜間強于白天，分析原因可能是陸風與背景風的輻合作用影響所致：從5月份南海夏季風建立開始，整個夏季（5-9 月）南海的環境風場為西南風，由于海陸風的作用，三亞夜間吹偏北陸風，與南海環境風場的西南風會產生風場輻合，從而容易導致雷暴在沿輻合線地區發生[6]。

3 三亞機場夏季海陸風輻合線的分類

三亞夏季海陸風輻合線既可以觸發強烈天氣，也可能不觸發，其大致可以分為三類（表2），第一類為原地生消型，海陸風輻合線上有對流發展，但是幾乎是原地消散，并沒有移動，這類海陸風輻合線出現較多，占36.2%;第二類為晴空型，一直以窄帶回波形式存在，并不觸發任何對流，這類海陸風輻合線在5月份和9月份出現較多，占27.6%;第三類為移動觸發對流型，基本都有不同強度的對流發展，并發生了移動，且大多出現在6-8月份，占比和第一類相同為36.2%。因此海陸風輻合線不一定會產生對流，其移動速度時快時慢，大致為15-50km/h，但一般觸發對流的海陸風輻合線移動速度也非常快，通常為30-50km/h，其移動方向多是疊加在東南或西南環境場氣流之上，向西北或者東北方向移動。

4 典型個例分析

4.1 海陸風輻合線對風場的影響

整個過程是從雷達的西南方向向雷達站移動的，在8月03日01：00時（圖1（a））雷達的西南面有一條明顯的輻合線形成，在其后側有弱的對流生成，到01：29時（圖1（b））輻合線上面有多個雷暴生成，形成一條帶狀的回波，輻合線逐漸消失，并向東北方向移動，到了01：52時（圖1（c））雷暴到達三亞機場，開始影響本場。到了02：26時（圖1（d））時雷暴維持并擴散，影響范圍逐漸加大，但強度開始減弱。

從海陸風輻合線到達本場的時間抽取出自動觀測系統數據可以看出，在輻合線影響前本場為110°附近5m/s的陸風控制，輻合線到達時本場風速突增到200°附近9m/s左右，基本上為海風控制，由此可知在輻合線靠近時自動觀測系統顯示為海風控制。

5 結論

1、三亞夏季的海陸風輻合線可以分為三類，第一類為原地生消型，有對流發展，但是幾乎是原地消散，并沒有移動，占36.2%;第二類為晴空型，一直以窄帶回波形式存在，并不觸發任何對流，占27.6%;第三類為移動觸發對流型，有不同強度的對流發展，并發生了移動，大致為36.2%。

2、海陸風輻合線是由于海陸溫差、風場結構等原因產生的，但是其又會反過來對風場有明顯的影響，當海陸風輻合線靠近時自動觀測系統顯示為海風控制。

參考文獻

[1]陳炎源，魏敏捷.海陸風研究的進展[J].氣象科技，1985，（1）：11-15

[2]七謙.網走地區的海陸風[J].研究時報，1979，（31）：353-364.

[3]Banta R.M ，Dollvier and D.H.Leviason，Evolution of the montery Sea-Breeza Layler as observed by pulsed Doppler radar[J].Atmos.sci，1993，（50）;3959-3982

[4]王彥，李勝山，郭立，等.渤海灣海風鋒雷達回波特征分析[J].氣象，2006，32（12）：23-28.

[5]盧煥珍，趙玉潔，俞小鼎等.雷達觀測的渤海灣海陸風輻合線與自動觀測站資料的對比分析[J]，2008，34（9）：57-65

[6]海南省天氣預報技術手冊：415-223

第一作者簡介：1996年、女、本科、助理工程師、從事民航氣象預報