黄土高原一次伴随飓风强对流天气的特点及成因分析

来源 :第32届中国气象学会年会 | 被引量 : 0次 | 上传用户:maerkangggq
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2013年8月4日19-20时,陕西北部榆林市区出现一次强对流天气,整个强对流天气过程持续不到2小时,但榆阳区气象站观测到50分钟产生55mm的强降水(参见图1),瞬时最大风速达29.7m/s;降雹从19:03开始,19:20结束,持续17分钟,冰雹最大直径达17mm;大风从18:56开始,19:41结束,持续45分钟,榆林城区中心广场自动观测站观测到瞬时风速达34.2m/s的飓风;飓风使城区直径达1.5尺大树连根拔起,撕毁广告牌无数;城区市民观测到有的冰雹如鸡蛋般大,冰雹砸毁居民房屋玻璃无数;强降水产生的洪水冲毁多处道路和若干居民房屋.本文利用榆林多普勒气象雷达(CINRAD-CB)采用VCP21体积扫描模式获得的资料(同时利用距离去折叠算法处理径向速度进行退模糊)、Micaps提供的(FY-2E)红外卫星云图、常规探测资料和物理量场、以及美国NCEP分辨率为1°×1°的每日4次的6h间隔的全球再分析资料等(在河套及周边地区可信度很高)等,对上述雹暴从环流背景、生成发展条件、中尺度系统的活动等方面进行了分析研究.云图分析表明,此次黄土高原强对流风暴是由-β中尺度强对流单体活动造成的;多普勒气象雷达资料分析表明,大于20m·s-1东北风低空急流的生成,是强风暴在榆林城区生成和发展的触发机制之一;强风暴伴随弱中气旋的生成、中层同时形成径向辐台MARC,大风特征明显;风暴相对径向速度分析表明,风暴在榆林市发展,出现从0~180°范围内形成大于27m·s-1向着雷达的风暴相对径向速度;地面飓风出现前,观测到对流层低层形成离开雷达的大于27m·s-1强的风暴相对径向速度;榆林城区降雹期,从风暴相对径向速度也观测到中气旋;液态累积含水量(VIL)分析表明,风暴在榆林市发展前,VIL一直维持大于65kg·m-2的强中心;但从强风暴在榆林市发展到飓风开始,VIL值开始迅速减小;一直减至15~20kg·m-2;降雹开始后,VIL强中心进一步减小至5~10kg·m-2;环流背景及中尺度影响系统分析表明,500hPa西北气流中生成的切变线和700hPa、850hPa副热带高压西北侧生成的切变线的叠置,形成有利于强风暴生成的环流背景;水汽条件分析表明,8日4日14:00风暴区形成10g·cm-1·hPa-1·s-1水汽通量高值中心,风暴区850~600hPa同时形成≤-5×10-7g·cm-2·hpa-1·s-1水汽通量强辐合中心,为强风暴的发生和发展创造了有利的水汽条件;风暴区大气层结状况,8月4日08:00,θse850-θse500=12℃,属于强对流不稳定;8月4日14:00,风暴区同时形成大于1800J·kg-1对流有效位能中心,为强风暴的形成创造了有利的能量条件;分析风暴区0℃和20℃的高度,8月4日08:00,0℃的高度为4500m,20℃的高度为7400m;大于60dBz的强回波从地面一直升到10km的高度,同时有界弱回波区明显,非常有利于大冰雹的形成;涡度场合散度场的配置,从垂直运动场上看到,从270hPa以下形成整层上升运动,对流层低层800hPa附近形成-0.3×10-3hPa·s-1上升运动中心,而对流层高层300hPa附近形成-0.4×10-3hPa·s-1另一上升运动中心,为强风暴的发展提供了动力条件;风暴区,风速和风向垂直切变有利于超级单体的生成发展和较久的维持,冷暖平流的配置有利于强对流风暴的发展;地面能量比大于90℃/hPa的高能中心的形成和北方罕见的能量比等值线密集区的生成,对强风暴的发生有一定的指示意义;对流层低层偏南低空急流的生成、高低空垂直风速切变迅速增大至7m·s-1以上,北方邻近地区边界层已出现大于27m·s-1的强辐散,是临近预报中预报强风暴可利用的重要信息;强风暴发生前,在550hPa以下的对流层中低层,主要是水平平流项的作用产生涡度收支正值;在550hPa以上的对流层中高层,也主要是水平平流项的作用产生涡度收支负值;强风暴开始前,在850hPa以下的边界层出现第一主要加热层(Q1远大于Q2),在700~600hPa之间出现第二主要加热层(主要由于水汽凝结释放热量),而在250~200hPa之间出现冷却层(Q1远大于Q2),大气加热垂直分布也有利于强风暴的发展.
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