华东“高架”雷暴气候分布特点及“0210”过程动力学分析

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本文利用常规观测、全国闪电定位、FY-2E卫星云图、T213物理量场、上海青浦多普勒雷达等资料;美国国家环境预报中心(National Center for Environmental Prediction,简称NCEP)水平分辨率1°X1°、垂直方向共26层基本物理量资料的逐6小时再分析格点资料,对2010年2月10日出现在长江下游地区的“高架”雷暴过程进行了天气尺度背景场分析,着重讨论了各天气尺度系统的演变过程以及它们之间的配置和相互作用关系;并在此基础之上利用Weather Research and Forecasting(简称WRF)中尺度数值预报模式,通过数值模拟的方法研究了此次强对流天气过程中的中小尺度系统演变特征和对流触发机制。另外,本文还利用2006-2012年常规观测、灾害天气报等资料,简要分析了华东地区“高架”雷暴天气的气候分布特点。  此次“高架”雷暴天气过程,是暖湿气流沿着地面静止锋爬升到一定高度,静止锋转换成冷锋南压时,由中空冷平流触发的一次“高架”雷暴天气。过程发生前,地面上我国淮河流域以北为庞大冷高压控制,冷高压中心稳定维持,强度增强,同时,我国西南地区有暖倒槽强烈发展,并逐步伸向江淮地区,冷暖空气的对峙和冷暖平流的共同作用使江南静止锋稳定维持,能量锋区明显;此时,对流层中层,500hPa贝加尔湖以西切断低压内不断分裂小槽东移,带动地面冷空气补充南下,同时,四川盆地东部低槽受槽前暖平流减压作用不断加深,槽前正涡度平流加强,促进和加强了低空急流的生成和发展。在槽前正涡度平流的减压以及低空西南急流左侧辐合流场的共同作用下,在四川盆地东部诱生出一西南低涡。在低空急流轴北部,由低涡中心向东伸展出一条东北偏东风与西南风之间的切变线,其附近存在明显的θse锋区,大气斜压性明显。长江下游处在高空槽前、低空急流轴左侧以及地面静止锋锋后,这种辐合和锋面逆温层结的存在有利于锋面之上暖湿气流和不稳定能量的积累。另外,高层200hPa副热带西风急流以及辐散流场的抽吸作用也加强了低空急流、低空辐合流场以及锋面次级环流。从数值模拟结果来看,低层西南低涡分裂出来的一个中β尺度小涡旋,沿低空切变线东传,以及强的垂直风切变等因素是长江下游沿江一线雷暴天气和安徽中部产生大范围冰雹天气的最主要的原因。  通过翻查近几年的历史资料发现,“高架”雷暴多出现在冷季,尤以2-4月的冬末和初春居多,白天和夜间均有出现,尤以上半夜为多。“高架”雷暴天气出现时,中低空一般有明显的24小时变温梯度和比湿平流,低空有冷平流入侵,存在低空锋面逆温,且上游地区常有明显的θse高能舌向雷暴区扩展,K值普遍在30℃以上。雷暴天气易出现在θse高能舌的北部边缘,地面锋面冷空气一侧1-5个纬距,特别是2-4个纬距间,以及低空西南急流的左侧。另外,“高架”雷暴天气出现时还常伴有大风、冰雹等灾害性天气,相比之下,龙卷发生的概率较低。  根据“高架”雷暴生成及空间分布特点,华东地区的“高架”雷暴可分为倒槽锋生型、江淮气旋型(静止锋转换型)、静止锋摆动型和强冷锋后部型四大类,其中以江淮气旋型(静止锋转换型)和静止锋摆动型居多,分别占总次数的38.5%和53.8%,主要出现在2-4月。“高架”雷暴和普通雷暴在天气形势、大气层结、降水强度、出现的时间、触发机制等发面均存在明显差异。
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