白鹤滩一次斜压锋生强对流型大风过程分析

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  [摘 要]利用常规资料、探空、和区域自动站等多种观测资料,对2016年5月11日在白鹤滩水电站新田观测站发生的十级大风进行了分析。结果表明:此次大风为斜压锋生强对流型大风,发生在,前期有700hPa暖中心和地面热低压造成的高温天气的背景下,累计了足够的能量,当高空有强冷平流入侵时,冷暖平流交汇造成了强的斜压锋生,同时有很明显的切变线生产,造成强对流产生;而低层环境温度垂直减率接近于干绝热递减率,有利于风速加强。
  [关键词]大风;斜压锋生;对流
  中图分类号:P445.4 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)18-0252-01
  引言
  金沙江下游白鹤滩流域,位于四川省凉山州东南部宁南县白鹤滩镇,白鹤滩水电站坝区是新田村河流两边山脉较窄之处,此处河流为南北走向,因为具备狭管效应的特征,成为一天然的风口地带。5月在中高层有强冷平流入侵时,由于这个季节白鹤滩时常受中低层温度脊,地面热低压控制,所以极易产生强对流天气。本文通过对一次斜压锋生型强对流天气产生的大风进行了一次分析,以期为以后此类大风的预报服务提供参考。
  1 大风天气实况
  2015年5月10日夜间,白鹤滩水电站出现了大风天气,其中11日1时24分马脖子极大风速达到33.9米/秒(北风12级),新田1时23分极大风速达到28.0米/秒(西南风10级),这次大风天气过程空间分布不均匀。从图1中可以看出,此次大风具有持续时间短、强度强的特点。新田最低气温从11日00时的28.7℃下降到2时的19.7℃,2小时降温9℃;11日00时到2时2小时降雨3.3mm。
  2 天气形势、云图及雷达回波特征
  2.1 高空环流形势(图2,图3)
  10日08时凉山州上空受温度脊控制,整个四川为偏北气流,青海到四川西北部有强冷平流。20时中高纬低涡位置南掉,位于内蒙古中部,深厚的温度槽位于青海到四川北部,等温线密集,川西高原到凉山为一致的偏北风,温度场与风场交角较大,有较强的干冷平流输送到凉山,白鹤滩坝区有明显的冷空气入侵。(图4,图5)
  10日08时700hPa图白鹤滩一带为较强西南气流,切变位于河套到川西高原。20时凉山处于16℃暖中心控制,坝区温度持续升高,切变南圧在四川南部生成低涡,由于河套地区较强偏北风带来的冷平流与暖中心交汇,使坝区上空等温线密集。显著的冷暖空气交汇导致斜压锋生和强烈的辐合抬升形成的动力强迫是强对流发生的重要条件。由于高空冷平流和低空暖平流都很显著,使温度递减率加大,有利于对流的发生。
  2.2 地面特征(图6,图7)
  从图1可以看出,风速在10日23时后开始增加到7及以上。23时的地面图中,坝区位于冷锋前沿,此次冷空气为偏北路径南下,冷空气中心在内蒙古西部,达到1025,等压线密集,冷气强度很强。坝区位于冷锋前热低压控制区内,当冷空气伴随锋面南压,高低空显著的冷暖平流在坝区交汇导致斜压锋生。
  2.3 探空图特征
  西昌站SI<0,层结不稳定,威宁站CAPE达到1413.6,能量较强,整个层结呈上干下湿,有利于对流产生。近地面层干冷。低层层结为条件性不稳定,并且存在对流抑制能量,有利于能量的储存,在锋面过境后触发对流发生。中低层环境温度垂直减率较大,接近于干绝热递减率,有利于保持下沉气流在下沉增压增温过程中和环境之间的负温差,使得下沉气流在下降过程中温度始终低于环境温度,一直保持向下的加速度,从而使风速加强。干绝热层越厚,雷暴大风越强。
  3 卫星云图和雷达回波特征
  从卫星云图中可以看出,有对流云系位于坝区上空。雷达回波显示,有强回波11日1时自坝区北部约10公里的布拖县与宁南县交界地区,快速向东南方向移动,白鹤滩坝区位于强回波边缘。
  4 结论
  通过以上的分析,得到一些观测预报结论,可为今后此类大风的预报服务提供参考,具体如下。
  (1)四川500hpa偏北气流带来的干冷平流有利于强对流天气的发展,并有利于引导低层切变和地面冷空气南压。
  (2)700hpa前期暖中心的形成有愧于坝区升温,在冷平流入侵时冷暖空气交汇使等温线密集。地面冷鋒前热低压加强了斜压锋生。
  (3)探空图中低层环境温度垂直减率接近于干绝热递减率,有利于保持下沉气流在下沉增压增温过程中和环境之间的负温差,使得下沉气流在下降过程中温度始终低于环境温度,一直保持向下的加速度,从而使风速加强。
  (4)强对流云团自白鹤滩水电站坝区西北部快速向东略偏南方向移动,其下击暴流经过坝区,对坝区大风有叠加效果,使大风在短时间内异常增加。
  (5)在金沙江下游的白鹤滩河谷风口地段,由于地形狭窄,形成狭管效应,使得冷空气过境时风速明显增加。
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