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驻马店一次飑线大风过程简析

2020-06-04靳婷

农业与技术 2020年10期
关键词:特征环境

靳婷

摘 要:2019年6月3—4日受高空冷槽和切变线影響,驻马店市地区自北向南出现了一次飑线大风天气过程,同时伴有短时强降水、冰雹等强对流天气。利用常规观测资料、风云FY-2G卫星资料和多普勒雷达产品资料等对飑线大风过程进行分析。结果表明:此飑线过程主要发生在高空明显的冷平流与低层逐渐发展的暖湿气流交汇区;近地面有浅薄的逆温层结及低层较小的对流抑制有效位能,为对流的发生发展提供良好的能量环境;上干冷下暖湿的不稳定层结,垂直风切变与低层切变辐合区的建立为此次飑线提供了合适的对流环境;地面中尺度辐合线的建立,有利于对流的触发和组织发展;飑线过程的弓形回波特征明显,垂直风廓线图各层风的转变等对大风的预警有明显的指示作用;垂直液态含水量和回波顶高的变化对对流发展的旺盛具有很好的相关性;降水粒子的拖曳作用对地面大风的产生及增幅有一定的作用。

关键词:飑线大风;环境;触发;特征

中图分类号:S16       文献标识码:A

DOI:10.19754/j.nyyjs.20200530049

引言

飑线因其特殊的组织风暴结构,突发性、破坏性而成为国内外学者研究的热点。早期丁一汇等[1]对华北飑线的大尺度环流背景进行分型,主要分为槽后型、槽前型、台风倒槽型等。俞小鼎等[2]结合雷达径向速度图研究了典型飑线的流场结构,提出了中层径向辐合图像识别的指示意义。王莉萍等[3]利用非常规气象资料分析系统影响时间、强度变化,移动方向方面的对应性特征分析。陈涛等[4]、郑媛媛等[5]都认为地面中尺度辐合线或干线的触发作用极其重要。伍志方等[6]对飑线内超级单体的环境条件和结构进行分析。张宁等对飑线的发展维持原因分析发现风暴发展的正反馈机制的建立使其得以维持。2019年6月初,驻马店地区一次飑线大风范围广,突发性强,通过对此次飑线天气过程的大尺度环流背景和环境触发以及多普勒天气雷达产品进行分析,有助于进一步提升对类似风雹天气的认识,提高区域性风雹天气雷达产品的运用,为预报预警提供一定的参考指示。

1 天气实况

2019年6月3—4日,驻马店市地区自北向南出现了一次飑线大风天气过程,同时伴有短时强降水、冰雹等强对流天气,此次飑线大风过程具有范围广,突发性强,破坏性大等特点。6月3日17∶00—4日05∶00,全市大部分乡镇均出现了17m/s以上大风,平均风速为6~8级,瞬时极大风速为确山马楼水库28.9 m/s(11级);乡镇雨量站有20个站超过25mm,最大为上蔡邵店61.8mm,上蔡、西平、遂平、平舆等多地出现冰雹天气。

2 飑线发生的环境条件

2.1 大尺度环流背景

此次强对流天气发生的主要影响系统是深厚高空冷槽配合中低层切变线,属“槽前”型飑线过程。2019年6月3日08∶00(图1),200hPa和500hPa上赤峰、邢台至卢氏一线有一深厚东北冷槽,河南大部分地区处在槽前西南气流控制当中;700hPa南支阶梯槽位于邢台至卢氏一线,与500hPa槽线南段几乎一致;850hPa上冷切位于安阳至枣阳一线,并且整个河南地区都处在850hPa与500hPa温差大于25℃的温度直减率大值区,上冷下暖,同时在925hPa上,豫西存在一明显的饱和湿区,近地面层暖湿。850hPa豫南有一支8m/s的西南显著气流发展,与低空急流作用相似,西南显著气流将暖湿空气向北输送,从而建立了豫南高空冷空气与低层暖湿空气相重叠的不稳定层结。20∶00(图2)500hPa上驻马店市位于东北冷槽底部,槽后冷平流明显,驻马店市逐渐转受槽后冷平流影响,负变温明显,700hPa上冷槽南压至驻马店市西部,850hPa上西南暖湿气流明显增强,并且在豫西地区形成一低涡,其延伸的“人字形”冷暖切变逐渐影响驻马店市,大气层结不稳定度进一步加大。另外,自下而上分析各层风场发现:低层850hPa及其以下为明显的西南风,700hPa以上各层均为偏西至西北风,风随高度顺转,有暖平流输送,风垂直切变强,十分有利于强对流的发生发展。

综上,此次飑线过程主要发生在深厚高空冷槽(200~700hPa位置几乎重合)的西南气流里,高空明显的冷平流,与低层逐渐发展的暖湿气流交汇,从而建立了上冷下暖的不稳定层结,强的垂直风切变与低层切变辐合区的建立加强了系统抬升运动。在合适的环流条件下,3日傍晚到夜里产生了此次飑线过程。

2.2 不稳定层结

分析南阳探空图可以看出,南阳上空CAPE值很大,达到1710.0J/kg,近地面有浅薄的逆温层结及低层较小的对流抑制有效位能,为对流的发生发展提供良好的能量环境;整层大气上干冷下暖湿,925~600hPa上为明显干层,有干冷空气入侵,925~850hPa上风随高度顺转为暖平流,850~700hPa风随高度逆转为冷平流,冷暖交汇明显;低层存在强的风向切变,有利于倾斜对流的发展与维持;0℃层高度位于600hPa附近,-20℃层高度位于400hPa附近,有利于冰雹形成;850hPa与500hPa温差达到36℃,K指数为32℃,这些参数表明大气层结不稳定条件较好,具有很好的对流发生发展的环境条件。

2.3 近地面层触发机制

2019年6月3日14∶00(图3),自动区域站显示在豫西有一明显偏北风与偏南风的辐合线,随后不断南压;在驻马店市的西北部存在一气旋性环流,地面中尺度辐合线的建立使其附近局地垂直风切变条件明显改善,有利于对流的组织发展。随后几个小时系统南压,在辐合线附近不断触发对流新生发展(图4),向南传播。表明地面中尺度辐合线的形成南压是此次对流天气的动力触发条件,低层的辐合上升运动在触发对流的同时还能够对对流云团起到组织的作用。

3 飑线的多普勒雷达特征

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