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摘要 本文通过对海东地区2018年4月19日下午发生的一次春雷暴天气过程进行分析,綜合分析了造成该过程的有利环流形势、与能量场的配置关系、温湿因素以及对流性降水发生、发展、消亡的演变特征,揭示出本次早春雷暴天气形成、演变的特征,以期为今后类似天气预警预报提供参考。
关键词 雷电天气;春季;红外云图;回波强度;青海海东;2018年4月19日
中图分类号 P458.3 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2018)17-0208-02
雷电多发生在积雨云形成的雷暴云团中,雷暴云降水回波随季节的不同在雷达显示器上有着不同的回波特征,春季雷暴云回波强度、铅直高度都低于夏季和秋季。
由于防雷意识淡薄,春季雷电容易给人们的生命财产造成损失。雷暴云的水平尺度大小、移动、移速及演变趋势决定雷电的水平影响区域和未来影响区域。因此,综合分析雷达回波,对预报雷暴云团是否形成以及做好雷电的精细化预警、预报具有重要意义。
本文对2018年4月19日海东地区春季雷电天气过程的雷达回波进行分析,以期为雷电灾害预报提供科学的参考[1-2]。
1 天气实况
2018年4月16日开始,新疆高压脊向青海省移动,海东地区平均温度开始逐日升高,连续4 d最高气温超过20 ℃。其中,18日海东地区的多个县(区)最高气温超过27 ℃,气压从18日8:00开始逐日降低,温度露点差逐日增大,19日海东地区最高气温仍然较高。平安区气压从14:00的986.2 hPa迅速升高到1 000.5 hPa,相对应的露点从-0.4 ℃增加到6.8 ℃。19日下午至夜间,海东地区出现入春以来首场雷暴以及阵雨天气,其中乐都区寿乐镇、中坝乡,互助县五十镇、哈拉直沟乡,民和县西沟乡,平安区沙沟乡达到中雨量级,降水中心出现在民和县巴州镇,过程降水量为23.8 mm。
2 天气形势
由图1(a)可知,4月10日8:00 500 hPa海西地区有一冷槽,海东地区处于槽前脊后,温度槽落后于高度槽,未来将加强东移影响海东地区,西南气流向海东地区输送暖湿水汽,受暖平流影响,当日温度升幅较大,平安地区最高温度达到24 ℃,温度露点差为1 ℃;海东地区为15 ℃,700 hPa上有与之对应的暖低压,温度露点差>8 ℃。由此可以看出,700 hPa上比较暖干,中低层水汽输送机制在19日8:00尚未建立。
由图1(b)可知,19日20:00 500 hPa上,系统开始东移,高空槽移至海东地区,海东地区温度露点差从15 ℃迅速减小为1 ℃,水汽达到饱和;对应高层200 hPa高度场上温度露点差为10 ℃,冷平流开始影响海东地区。
由700 hPa高空形势(图2)可知,海东地区受热低压控制,形成上干冷下暖湿的对流天气配置。19日8:00,冷锋在天山山脉前部;19日14:00,弱冷空气到达海西中部(图3);19日17:00,冷空气已经侵入河西走廊和环湖地区西部,24 h变压达到14 hPa;19日20:00,冷空气到达海东地区,触发天气系统,雷暴及降水天气开始[3-4]。
3 红外卫星云图分析
此次雷电天气过程的发生是由单个中、小尺度对流云团不断演变所致。2018年4月19日受高空冷温槽和低层热低压的共同影响,海东地区受槽前脊后西南水汽不断输送暖湿水汽,使云团不断发展。由4(a)可知,4月19日15:30,云系沿着西南气流向东南方向移动,多个单个小尺度云图发展;由图4(b)可知,18:30,云团东移并在海东地区合并,亮温温度梯度增大、云团合并后呈现圆形结构,最强云顶亮温达到-55 ℃。云团随着系统移出海东地区进入甘肃省,海东地区雷暴及降水随之结束[5-6]。
4 雷达回报分析
2018年4月19日14:57时,从反射率产品上可以看出,西宁及上游地区有2个块状弱降水回波区,回波强度平均达到35 dBZ,中心最强为50 dBZ(图5),两回波间距相距很近。回波整体有发展趋势,并移向东南,为新生降水回波,相对应的回波顶高平均达到8 km(图6)。15:40时,对流范围进入海东地区;18:00时,多个对流云团沿着槽前的西南气流发展壮大并合并[7-9],最强回波强度达到55 dBZ,与红外云图相符。
5 结语
春季雷暴云雷达回波特征与夏季不同,春季回波强度(PPI)、回波顶铅直高度(RHI)都低于夏季,云团之间的汇聚、合并和雷暴云团内部的新陈代谢是雷暴云团不断发展的条件[3-4,10]。
对2018年4月19日海东地区春季雷电天气过程回波强度分析,雷暴云团水平尺度覆盖范围区域就是雷电影响的区域[11-12]。因此,可根据天气雷达观测到的雷暴云回波特征及其移向、移速,提前对雷暴云的发展趋势及可能影响区域进行较准确的预警、预报[5,13-15]。
6 参考文献
[1] 蒙伟光,闫敬华,扈海波.城市化对珠江三角洲强雷暴天气的可能影响[J].大气科学,2007(2):364-376.
[2] 毛慧琴,宋丽莉,刘爱君,等.广东省雷暴天气气候特征分析[J].广东气象,2005(2):7-9.
[3] 马中元,许爱华,陈云辉,等.江西灾害性强雷电天气的雷达回波特征[J].自然灾害学报,2009(5):16-23.
[4] 刘维成.甘肃省闪电特征分析及雷电预警研究[J].兰州:兰州大学,2013.
[5] 丁德平,李迅,邓长菊,等.北京地区大气电场的特征及雷电预警中的订正分析[J].沙漠与绿洲气象,2012(4):68-73.
[6] 苟杨,向燕,张吉民,等.一次春季冰雹暴雨天气过程分析[J].农业与技术,2018,38(6):242.
[7] 姚维华,杨雷,毕明林,等.朝阳市春季一次雷电天气过程雷达回波分析[J].现代农业科技,2015(22):249-250.
[8] 孙哲.雷达、闪电资料在雷暴天气预测中的应用[D].南京:南京信息工程大学,2014.
[9] 顾东彦.保定雷电分布特征及短时预警研究[D].南京:南京信息工程大学,2013.
[10] 金晨路.湖北省雷电的特征分析及预测[D].南京:南京信息工程大学,2012.
[11] 唐瑶,傅承浩,唐明晖.湖南春秋雷电特征分析[J].科技风,2011(15):31.
[12] 李政.重庆地区雷电活动规律及下垫面状况分析[D].南京:南京信息工程大学,2011.
[13] 王建恒.河北省雷电灾害分布特征及风险区划研究[D].南京:南京信息工程大学,2011.
[14] 于怀征.山东省雷电活动特征研究及雷电灾害评价[D].兰州:兰州大学,2009.
[15] 王洁,曹继军,杜建忠.陕西雷电天气气候分析[J].陕西气象,2007(2):33-35.
关键词 雷电天气;春季;红外云图;回波强度;青海海东;2018年4月19日
中图分类号 P458.3 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2018)17-0208-02
雷电多发生在积雨云形成的雷暴云团中,雷暴云降水回波随季节的不同在雷达显示器上有着不同的回波特征,春季雷暴云回波强度、铅直高度都低于夏季和秋季。
由于防雷意识淡薄,春季雷电容易给人们的生命财产造成损失。雷暴云的水平尺度大小、移动、移速及演变趋势决定雷电的水平影响区域和未来影响区域。因此,综合分析雷达回波,对预报雷暴云团是否形成以及做好雷电的精细化预警、预报具有重要意义。
本文对2018年4月19日海东地区春季雷电天气过程的雷达回波进行分析,以期为雷电灾害预报提供科学的参考[1-2]。
1 天气实况
2018年4月16日开始,新疆高压脊向青海省移动,海东地区平均温度开始逐日升高,连续4 d最高气温超过20 ℃。其中,18日海东地区的多个县(区)最高气温超过27 ℃,气压从18日8:00开始逐日降低,温度露点差逐日增大,19日海东地区最高气温仍然较高。平安区气压从14:00的986.2 hPa迅速升高到1 000.5 hPa,相对应的露点从-0.4 ℃增加到6.8 ℃。19日下午至夜间,海东地区出现入春以来首场雷暴以及阵雨天气,其中乐都区寿乐镇、中坝乡,互助县五十镇、哈拉直沟乡,民和县西沟乡,平安区沙沟乡达到中雨量级,降水中心出现在民和县巴州镇,过程降水量为23.8 mm。
2 天气形势
由图1(a)可知,4月10日8:00 500 hPa海西地区有一冷槽,海东地区处于槽前脊后,温度槽落后于高度槽,未来将加强东移影响海东地区,西南气流向海东地区输送暖湿水汽,受暖平流影响,当日温度升幅较大,平安地区最高温度达到24 ℃,温度露点差为1 ℃;海东地区为15 ℃,700 hPa上有与之对应的暖低压,温度露点差>8 ℃。由此可以看出,700 hPa上比较暖干,中低层水汽输送机制在19日8:00尚未建立。
由图1(b)可知,19日20:00 500 hPa上,系统开始东移,高空槽移至海东地区,海东地区温度露点差从15 ℃迅速减小为1 ℃,水汽达到饱和;对应高层200 hPa高度场上温度露点差为10 ℃,冷平流开始影响海东地区。
由700 hPa高空形势(图2)可知,海东地区受热低压控制,形成上干冷下暖湿的对流天气配置。19日8:00,冷锋在天山山脉前部;19日14:00,弱冷空气到达海西中部(图3);19日17:00,冷空气已经侵入河西走廊和环湖地区西部,24 h变压达到14 hPa;19日20:00,冷空气到达海东地区,触发天气系统,雷暴及降水天气开始[3-4]。
3 红外卫星云图分析
此次雷电天气过程的发生是由单个中、小尺度对流云团不断演变所致。2018年4月19日受高空冷温槽和低层热低压的共同影响,海东地区受槽前脊后西南水汽不断输送暖湿水汽,使云团不断发展。由4(a)可知,4月19日15:30,云系沿着西南气流向东南方向移动,多个单个小尺度云图发展;由图4(b)可知,18:30,云团东移并在海东地区合并,亮温温度梯度增大、云团合并后呈现圆形结构,最强云顶亮温达到-55 ℃。云团随着系统移出海东地区进入甘肃省,海东地区雷暴及降水随之结束[5-6]。
4 雷达回报分析
2018年4月19日14:57时,从反射率产品上可以看出,西宁及上游地区有2个块状弱降水回波区,回波强度平均达到35 dBZ,中心最强为50 dBZ(图5),两回波间距相距很近。回波整体有发展趋势,并移向东南,为新生降水回波,相对应的回波顶高平均达到8 km(图6)。15:40时,对流范围进入海东地区;18:00时,多个对流云团沿着槽前的西南气流发展壮大并合并[7-9],最强回波强度达到55 dBZ,与红外云图相符。
5 结语
春季雷暴云雷达回波特征与夏季不同,春季回波强度(PPI)、回波顶铅直高度(RHI)都低于夏季,云团之间的汇聚、合并和雷暴云团内部的新陈代谢是雷暴云团不断发展的条件[3-4,10]。
对2018年4月19日海东地区春季雷电天气过程回波强度分析,雷暴云团水平尺度覆盖范围区域就是雷电影响的区域[11-12]。因此,可根据天气雷达观测到的雷暴云回波特征及其移向、移速,提前对雷暴云的发展趋势及可能影响区域进行较准确的预警、预报[5,13-15]。
6 参考文献
[1] 蒙伟光,闫敬华,扈海波.城市化对珠江三角洲强雷暴天气的可能影响[J].大气科学,2007(2):364-376.
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[3] 马中元,许爱华,陈云辉,等.江西灾害性强雷电天气的雷达回波特征[J].自然灾害学报,2009(5):16-23.
[4] 刘维成.甘肃省闪电特征分析及雷电预警研究[J].兰州:兰州大学,2013.
[5] 丁德平,李迅,邓长菊,等.北京地区大气电场的特征及雷电预警中的订正分析[J].沙漠与绿洲气象,2012(4):68-73.
[6] 苟杨,向燕,张吉民,等.一次春季冰雹暴雨天气过程分析[J].农业与技术,2018,38(6):242.
[7] 姚维华,杨雷,毕明林,等.朝阳市春季一次雷电天气过程雷达回波分析[J].现代农业科技,2015(22):249-250.
[8] 孙哲.雷达、闪电资料在雷暴天气预测中的应用[D].南京:南京信息工程大学,2014.
[9] 顾东彦.保定雷电分布特征及短时预警研究[D].南京:南京信息工程大学,2013.
[10] 金晨路.湖北省雷电的特征分析及预测[D].南京:南京信息工程大学,2012.
[11] 唐瑶,傅承浩,唐明晖.湖南春秋雷电特征分析[J].科技风,2011(15):31.
[12] 李政.重庆地区雷电活动规律及下垫面状况分析[D].南京:南京信息工程大学,2011.
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[14] 于怀征.山东省雷电活动特征研究及雷电灾害评价[D].兰州:兰州大学,2009.
[15] 王洁,曹继军,杜建忠.陕西雷电天气气候分析[J].陕西气象,2007(2):33-35.