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摘 要:通过自动站观测资料、多普勒天气雷达及常规观测资料分析2014年台风“威马逊”造成云南文山州强降天气,结果表明:受台风西侧螺旋云带的影响,文山州发生强降雨天气;大暴雨发生时雷达反射率因子≥55dBz,径向速度图上存在显著辐合,对应该区域短时强降雨时段。风廓线上高空大风区域位置延伸及收缩同雨强变化有较好的对应。
关键词:强降水天气;反射率因子;径向速度;风廓线
中图分类号:S165 文献标识码:A DOI:10.11974/nyyjs.20161233182
多普勒天气雷达是气象观测业务的重要观测系统,它可以获得高时空分辨率的探测产品,对强降雨天气发生机制的研究分析提供了非常有价值的参考依据。云南省地处低纬高原地区,地形地貌复杂多样,省内各地的强降水因其地形及气候特征的不同,在雷达回波分析上也会存在一定的差异。因此,做好本地多普勒天气雷达观测资料的分析应用就显得至关重要。本文主要结合多普勒雷达资料对2014年7月初发生在云南省文山州的强降雨天气过程进行分析,以掌握这次强降雨天气的发生、发展的可能物理机制,为今后发生此类天气预报提供参考指导。
1 强降水天气概况
2014年7月19日7:10,第9号台风“威马逊”在广西防城港登陆,附近区域最大风力达到15级,属于强台风级,9 :00在防城港市防市区逐渐减弱,形成台风级。19日下午,外围云系开始影响云南省文山东南部地区(文山位于云南东南部,与广西接壤),由东至西出现了强降雨天气过程,局地暴雨。据观测资料统计,20—21日文山大部地区出现100~150mm降水量,给当地人们的生命财产造成了严重的损失。
2 环流背景分析
分析19日08:00高空形势,850~500hPa整个广西受台风“威马逊”环流影响,文山与广西百色接壤,处于台风西侧东南气流中,也受到台风“威马逊”环流影响。850hPa云山风速14m/s,处于东南急流前方的风速幅合区,增湿显著,台风本体云系密集区在广西西南沿海地区,文山受台风西侧螺旋云带影响,为发生强降水天气提供了有利条件。
3 强降水天气雷达回波演变特征分析
3.1 回波强度演变图分析
2014年7月19日下午文山州东南部有回波不断生成,20日凌晨回波覆盖面积扩大西移,强度逐渐增强。20日10:48起,文山东南部存在较强带状回波,受高空引导气流作用向西北移动并逐步加强(图1);14时回波前沿进入文山地区,中心强度达55dBz,14:06回波覆盖整个文山州,14:56回波强度中心保持在40~50dBz,对应14:00~15:00文山站降水量>50mm。14:14~15:20文山州东部有回波新生并逐渐汇入市区强回波中,45dBz以上回波面积延伸到市区中北部,且稳定少动,21日06:19后回波開始北移并移出市区。20日凌晨—21日06:19文山州东南部地区局部雨量>50mm/1h,之后强降水中心缓慢转移市区中部,降水减弱。
强降雨回波经历了一个发展、合并、加强过程,期间有新生回波汇入,强回波达≥55dBz,移动逐渐变慢。说明文山州强降水天气,除了有回波维持外,还存在新生回波汇入补充。
3.2 径向速度图演变分析
文山州20—21日强降雨期间,从天气雷达1.5°仰角上显示1.5km范围以内,零速度线在正负速度之间犬牙交错,风场存在扰动,负速度区面积大于正速度区面积,正速度最大值15m/s,负速度最大值达-17m/s,产生风速辐合,促进强降水发生。零速度线表现为“S”型,说明低层有明显暖平流,零速度线弯向正速度区,风向辐合极其显著,推动对流天气发展。10:48—11:00连续4个体扫上,在2.4°、4.3°仰角,文山州分别对应逆风区,表明1~3km高度有明显辐合。文山州径向速度场垂直剖面上,3km范围有风向辐合,对应逆风区位置区域,辐合层厚度很大,促使对流天气蔓延,正、负速度值均不断增大,0.5~1.5km范围存在风速大值中心,负速度区面积增大,辐合及水汽输送更加显著,文山州达到低空急流标准,具备强降雨天气发生的有利水汽和动力条件。
通过分析可知,径向速度图上存在显著的辐合区,低空风速变大,且已达到急流的标准,为强降雨天气的发生提供了极其有利的水汽条件和动力条件。逆风区同强降水中心区相对应。
3.3 风廓线产品分析
20—21日文山州风廓线产品上,20日10:48前≥4km范围可看到明显西南风,风速大、风向稳定、层次厚,随着时间变化,高空大风区域逐渐覆盖中低层,且延伸速度越来越快,风向风速较稳定。21日06:19大风区域受影响收缩,对应雨强大值时段,随后雨强降至34mm/h。高空大风区域位置延伸和收缩正对应雨强大小变化。
4 结论
2014年7月20—21日台风本体云系密集区在广西西南沿海地区,文山州受台风外围螺旋云带上的小块云系发展影响,出现强降雨天气过程。
强降雨天气发生时,回波强度≥45dBz,径向速度上存在显著辐合,低空风速变大,且已达到急流的标准,对应该区域短时强降雨。
风廓线高空大风区域位置延伸和收缩正对应降雨强变化。
参考文献
[1]钟常鸣.9615号台风雷达回波分析[J].广西气象,1997,18(1).
[2]张培昌,杜秉义,戴铁丕.雷达气象学[M].北京:气象出版社,2001.
[3]张培源.多普勒天气雷达资料在强天气短时预报中的应用[M]. 北京:气象出版社,1992.
[4]俞小鼎,姚秀萍,熊廷南,等.新一代天气雷达原理与应用讲义[J].中国气象局培训中心,2004(9).
[5]胡宝明,高太长,汤达章.多普勒天气雷达资料分析与应用[M]. 北京:解放军出版社,2000.
作者简介:郑芬(1980-),女,汉,云南省宣威人,本科,工程师,云南省文山天气雷达站,研究方向:雷达回波分析应用。
关键词:强降水天气;反射率因子;径向速度;风廓线
中图分类号:S165 文献标识码:A DOI:10.11974/nyyjs.20161233182
多普勒天气雷达是气象观测业务的重要观测系统,它可以获得高时空分辨率的探测产品,对强降雨天气发生机制的研究分析提供了非常有价值的参考依据。云南省地处低纬高原地区,地形地貌复杂多样,省内各地的强降水因其地形及气候特征的不同,在雷达回波分析上也会存在一定的差异。因此,做好本地多普勒天气雷达观测资料的分析应用就显得至关重要。本文主要结合多普勒雷达资料对2014年7月初发生在云南省文山州的强降雨天气过程进行分析,以掌握这次强降雨天气的发生、发展的可能物理机制,为今后发生此类天气预报提供参考指导。
1 强降水天气概况
2014年7月19日7:10,第9号台风“威马逊”在广西防城港登陆,附近区域最大风力达到15级,属于强台风级,9 :00在防城港市防市区逐渐减弱,形成台风级。19日下午,外围云系开始影响云南省文山东南部地区(文山位于云南东南部,与广西接壤),由东至西出现了强降雨天气过程,局地暴雨。据观测资料统计,20—21日文山大部地区出现100~150mm降水量,给当地人们的生命财产造成了严重的损失。
2 环流背景分析
分析19日08:00高空形势,850~500hPa整个广西受台风“威马逊”环流影响,文山与广西百色接壤,处于台风西侧东南气流中,也受到台风“威马逊”环流影响。850hPa云山风速14m/s,处于东南急流前方的风速幅合区,增湿显著,台风本体云系密集区在广西西南沿海地区,文山受台风西侧螺旋云带影响,为发生强降水天气提供了有利条件。
3 强降水天气雷达回波演变特征分析
3.1 回波强度演变图分析
2014年7月19日下午文山州东南部有回波不断生成,20日凌晨回波覆盖面积扩大西移,强度逐渐增强。20日10:48起,文山东南部存在较强带状回波,受高空引导气流作用向西北移动并逐步加强(图1);14时回波前沿进入文山地区,中心强度达55dBz,14:06回波覆盖整个文山州,14:56回波强度中心保持在40~50dBz,对应14:00~15:00文山站降水量>50mm。14:14~15:20文山州东部有回波新生并逐渐汇入市区强回波中,45dBz以上回波面积延伸到市区中北部,且稳定少动,21日06:19后回波開始北移并移出市区。20日凌晨—21日06:19文山州东南部地区局部雨量>50mm/1h,之后强降水中心缓慢转移市区中部,降水减弱。
强降雨回波经历了一个发展、合并、加强过程,期间有新生回波汇入,强回波达≥55dBz,移动逐渐变慢。说明文山州强降水天气,除了有回波维持外,还存在新生回波汇入补充。
3.2 径向速度图演变分析
文山州20—21日强降雨期间,从天气雷达1.5°仰角上显示1.5km范围以内,零速度线在正负速度之间犬牙交错,风场存在扰动,负速度区面积大于正速度区面积,正速度最大值15m/s,负速度最大值达-17m/s,产生风速辐合,促进强降水发生。零速度线表现为“S”型,说明低层有明显暖平流,零速度线弯向正速度区,风向辐合极其显著,推动对流天气发展。10:48—11:00连续4个体扫上,在2.4°、4.3°仰角,文山州分别对应逆风区,表明1~3km高度有明显辐合。文山州径向速度场垂直剖面上,3km范围有风向辐合,对应逆风区位置区域,辐合层厚度很大,促使对流天气蔓延,正、负速度值均不断增大,0.5~1.5km范围存在风速大值中心,负速度区面积增大,辐合及水汽输送更加显著,文山州达到低空急流标准,具备强降雨天气发生的有利水汽和动力条件。
通过分析可知,径向速度图上存在显著的辐合区,低空风速变大,且已达到急流的标准,为强降雨天气的发生提供了极其有利的水汽条件和动力条件。逆风区同强降水中心区相对应。
3.3 风廓线产品分析
20—21日文山州风廓线产品上,20日10:48前≥4km范围可看到明显西南风,风速大、风向稳定、层次厚,随着时间变化,高空大风区域逐渐覆盖中低层,且延伸速度越来越快,风向风速较稳定。21日06:19大风区域受影响收缩,对应雨强大值时段,随后雨强降至34mm/h。高空大风区域位置延伸和收缩正对应雨强大小变化。
4 结论
2014年7月20—21日台风本体云系密集区在广西西南沿海地区,文山州受台风外围螺旋云带上的小块云系发展影响,出现强降雨天气过程。
强降雨天气发生时,回波强度≥45dBz,径向速度上存在显著辐合,低空风速变大,且已达到急流的标准,对应该区域短时强降雨。
风廓线高空大风区域位置延伸和收缩正对应降雨强变化。
参考文献
[1]钟常鸣.9615号台风雷达回波分析[J].广西气象,1997,18(1).
[2]张培昌,杜秉义,戴铁丕.雷达气象学[M].北京:气象出版社,2001.
[3]张培源.多普勒天气雷达资料在强天气短时预报中的应用[M]. 北京:气象出版社,1992.
[4]俞小鼎,姚秀萍,熊廷南,等.新一代天气雷达原理与应用讲义[J].中国气象局培训中心,2004(9).
[5]胡宝明,高太长,汤达章.多普勒天气雷达资料分析与应用[M]. 北京:解放军出版社,2000.
作者简介:郑芬(1980-),女,汉,云南省宣威人,本科,工程师,云南省文山天气雷达站,研究方向:雷达回波分析应用。