2010年9月4日河南孟津罕见雷暴大风过程的分析和预报
2010 年9 月4 日在孟津县发生了一次罕见的雷暴大风伴局地冰雹、短时强降水的强对流天气过程,小浪底自动观测站7 时左右瞬时风速达43 米/秒,最高风力达14 级,为历史罕见。本文首先利用常规观测、地面区域自动观测站资料,分析了其出现的天气背景、物理量场特征:高空低槽、低层切边线以及地面辐合线为强对流风暴提供了抬升机制;高空干层深厚,暖湿层浅薄的大气层结有利于大风的产生;中低层偏东风为强风暴提供了水汽;低层水汽辐合且上升运动较强,有利于强降水的产生; 9 月3 日20 时孟津县位于500-1000 J/kg 的不稳定能量区中,说明有一定的不稳定能量存在,易产生对流天气。地面辐合线不仅有风向辐合而且有风速辐合,强烈的辐合上升运动使得强风暴移到孟津县境内加强发展。孟津县上游区域自动观测站的观测资料中所出现的大风及其移动对县站的短临预报预警具有重要指导意义。其次利用三门峡多普勒天气雷达资料对强风暴的回波结构和演变特征进行了详细的分析。雷暴大风过程中出现了两个超级单体,其中一个超级单体从加强发展到衰亡持续4 个小时左右,在孟津境内影响约两个半小时,产生大风、短时强降水和局地冰雹天气。从雷达基反射率和基速度图上可以看出,两块回波移动的后侧可以明显看到正负速度的辐合,表明后侧强的上升气流,使得强回波维持并继续向偏东方向移动;而前侧却表现为强的正负速度的辐散,为直线型大风的预报提供了依据。在雷达基反射率图上高仰角的高反射率因子核对应低仰角的弱回波区,有很明显的回波悬垂结构,同时也有中气旋、钩状回波等特征。同时降水时段集中,强降水的拖曳作用更有利于下沉气流,是产生大风的原因之一。伴随着这些特征的出现,孟津县境内大部分地区出现了地面直线型风害和局地冰雹天气,雷达回波上的这些典型特征对风害、短时强降水和降雹的短临预报预警的有45—70 分钟的提前量,对县站的短临预报预警具有重要参考意义。此外,文章还探讨了降雹少的可能的原因是9 月份4.3km 的0℃层高度较高,冰雹在下落过程中穿过0℃层时开始融化,降到地面时已经很小或已经融化。针对这次过程,本文还分析了孟津的特殊地形地貌、陆地与水面差异、山脉走向等对此次强风暴的影响,由于“峡管效应”使气流在孟津沿黄河一带汇合抬升,造成对流发展,然后经过小浪底大坝后,气流有所辐散,使得强风暴的发生发展和移动路径具有特殊性。
峡管效应 雷暴大风 超级单体 回波悬垂 中气旋 钩状回波
席世平 白凌霞 赵培娟 孔海江 刘桂君 王美莲
河南省气象服务中心,河南 郑州 450003 孟津县气象局,河南 孟津,471100 河南省气象台,河南 郑州 450003
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2011-11-01(万方平台首次上网日期,不代表论文的发表时间)