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时间:2017-12-29
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1、万安县一次春季冰雹过程研究 摘要:利用常规观测资料及新一代多普勒雷达资料对2013年3月20日发生在万安的冰雹过程进行分析,以期为短时强对流天气的预报提供参考。此次冰雹过程主要是由于北方较强冷空气南下,加之西南暖湿气流北上,造成了强烈的冷暖气流交汇;上干下湿的层结和湿对流有效位能骤然增加,较高的地面气温在冷空气过境时产生的抬升作用,激发了不稳定能量的释放。关键词:万安冰雹过程分析中图分类号:S761.4文献标识码:A文章编号:1引言冰雹、雷暴、短时强降水等强对流天气因其发生发展的局地性和突发性,使得对其的预报有较大的难度[1]。春季是冰雹的多发季节,冰雹会
2、造成水稻秧苗折断、果树断肢及树叶、新生花蕾被击落等灾害,对农作物造成严重的影响。万安县农作物主要以富硒水稻、柑桔、烤烟为主。因此做好对冰雹过程的及时预报、预警,对气象防灾减灾有着重要的意义。82013年3月20日凌晨4~6时万安县出现了一次明显的冰雹过程,百加镇、韶口镇、宝山乡、顺峰乡先后出现冰雹,其中百加镇冰雹最大直径达15毫米,给当地农业生产造成了一定的损失。2天气形势3月19日20时,在500hPa上,较强的东北冷涡东移,引导冷涡底部的冷空气快速南下;在西南地区有深厚的南支槽东移,两个系统有汇合的趋势(见图1)。在850hPa上,冷空气已进入长江中下游
3、和江南西北部大部分地区,而西南地区南部有强大的暖中心。华南、江南东部有一强度达20m/s的西南风急流,急流轴北侧的风速切变十分明显。另外,赣中偏南地区有一暖舌(见图2);西南暖湿气流在夜间加强,带来了充沛的水汽;长江中游地区的西北风引导北方强冷空气快速南压,冷暖空气交汇,有利于激发不稳定能量释放。图13月19日20时500hPa位势高度场及温度场图23月19日20时850hPa温度场和风场3大气稳定度和流场3.1上干下湿的层结3月19日20时,在700hPa上引导气流主要为偏西风,万安相对湿度在60%以下,700hPa有干空气卷入是冰雹形成的重要因素之一。在
4、850hPa上,华南至江南东南部的西南暖湿气流带来了丰富的水汽,万安相对湿度均在80%以上,大部分都在90%以上(见图3a-b)。8图3a3月19日20时700hPa图3b850hPa相对湿度场和风场3.2湿对流有效位能19日08时,赣州站的湿对流有效位能CAPE仅为0.79/kg,到19日20时湿对流有效位能CAPE突然增加至927.5J/kg,有较强的位势不稳定能量。到20日08时,位势不稳定能量几乎完全释放,湿对流有效位能CAPE骤减到0J/kg。湿对流有效位能CAPE突然增加有利于冰雹发展。3.3深厚的上升气流3月19日20时,中低层风向随高度顺转,
5、说明有较强的辐合上升运动。而冰雹过程发生后的20日08时,中低层风向转为一致的偏北风,万安区域为冷空气控制。3.4高于常年的气温3月19日万安县的气温明显偏高,平均气温为19.8℃,3月中旬该县最高气温历年平均值为16.1℃;19日最高气温达到27.6℃。较高的气温在冷空气南下扩散会产生较为强烈的抬升作用,容易激发不稳定能量的释放,产生雷暴、冰雹、大风等强对流天气。3.5对冰雹生长有利的环境因素80℃层高度和-20℃层高度是对云冰雹云的发展不可缺少的因子,当环境存在比较合适的-20℃与0℃之间的厚度层时,冰雹云中的雹胚与过冷水滴发生有效碰撞的机会较多,有利于
6、冰雹的形成。19日20时万安上空的0℃层高度和-20℃层高度分别为600hPa(约4.6km)和420hPa(约7.4km)附近。3.6近地面层流场20日05时地面图上可以看出有冷空气南下,冷锋正好到达赣州市中部的位置,湖南郴州存在一个中心强度为14.1hpa的地面小高压中心,郴州到赣州气压差为8.2hpa,在浙江南部、抚州东部、赣州到广西贺州一带为一条地面中尺度辐合线。4雷达产品从雷达回波的形态来看,这次冰雹过程为一次飑线南压的过程,在其南压的过程中,飑线上不断有中小尺度天气系统生成。4.1风暴演变从0.5°仰角的基本反射率因子产品上看,4:39雷达回波进
7、入万安境内时,强回波带上存在三个相对孤立的多单体风暴,它们的分别位于297°,69km、325°,64km和7°,83km,命名为风暴1、风暴2和风暴3,对比于1.4°和2.4°仰角的产品上来看,风暴1在垂直方向上表现为后倾结果,风暴2和3的回波前沿均表现为前倾,且风暴2和3在4.4km以上均存在60dBz以上的反射率因子,8而4.4km的高度已经相当接近0℃层了;在回波南压的过程中,风暴1的水平尺度不断加大,表现为一条狭长的强回波带,同时风暴2和3的尺度也不断加大,到5:04多单体风暴组织起来的回波带变现问相当明显的飑线结构,风暴2和3在其前进的过程中,它
8、们右后方出现突出物,而且突出物的反射率因子和尺度都不
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