一次超級(jí)單體風(fēng)暴的多普勒雷達(dá)回波特征分析

朱煒靈 葉國富 劉建明

摘 要： 本文利用建陽S波段多普勒天氣雷達(dá)資料對(duì)2007年4月1日下午發(fā)生在閩北地區(qū)的一次典型的超級(jí)單體風(fēng)暴過程進(jìn)行了詳細(xì)分析。此次風(fēng)暴完全具有超級(jí)單體風(fēng)暴的幾個(gè)典型特征，即鉤狀回波，有界弱回波區(qū)以及中氣旋結(jié)構(gòu)。該超級(jí)單體風(fēng)暴歷經(jīng)約1個(gè)半小時(shí)，其間自西南向東北方向移動(dòng)了約80km，其所經(jīng)地區(qū)出現(xiàn)大風(fēng)、冰雹和強(qiáng)降水天氣。

關(guān)鍵詞：多普勒雷達(dá)回波 超級(jí)單體風(fēng)暴 有界弱回波區(qū) 中氣旋

中圖分類號(hào)：P412.25 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-9082（2016）06-0262-01

一、引言

超級(jí)單體風(fēng)暴是局地對(duì)流風(fēng)暴發(fā)展的最強(qiáng)烈的形式，其相應(yīng)的災(zāi)害性天氣有冰雹、龍卷、災(zāi)害性大風(fēng)（包括下?lián)舯┝鳎┖捅┖?。超?jí)單體風(fēng)暴作為一個(gè)強(qiáng)烈發(fā)展的對(duì)流單體的特征除了其準(zhǔn)穩(wěn)定狀態(tài)外，一個(gè)重要的雷達(dá)回波特征是存在一個(gè)弱回波區(qū)或有界弱回波區(qū)。有界弱回波區(qū)也稱為“穹窿?！背?jí)單體風(fēng)暴的另一個(gè)雷達(dá)回波特征是低層的鉤狀回波。

2007年4月1日下午，在閩北地區(qū)出現(xiàn)了一次大范圍的雷雨大風(fēng)、短時(shí)強(qiáng)降水和冰雹等強(qiáng)對(duì)流天氣。在出現(xiàn)的一系列強(qiáng)對(duì)流風(fēng)暴中，有一個(gè)經(jīng)典的超級(jí)單體風(fēng)暴造成了嚴(yán)重的災(zāi)害，該超級(jí)單體風(fēng)暴歷經(jīng)約1個(gè)半小時(shí)，其間自西南向東北方向移動(dòng)了約80km，其所經(jīng)地區(qū)出現(xiàn)大風(fēng)、冰雹和強(qiáng)降水天氣。受災(zāi)最嚴(yán)重的建甌市測(cè)站瞬間極大風(fēng)速達(dá)17.8米/秒，多個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)遭受冰雹襲擊，全市受災(zāi)人口1.416萬人，損壞房屋6687間，直接經(jīng)濟(jì)損失2362萬元。本文利用建陽多普勒雷達(dá)產(chǎn)品資料對(duì)這次超級(jí)單體風(fēng)暴個(gè)例進(jìn)行詳細(xì)分析，以期為今后的強(qiáng)對(duì)流天氣特別是冰雹天氣的臨近預(yù)報(bào)提供一些參考依據(jù)。

二、天氣背景簡要分析

2007年4月1日08時(shí)，500hPa上為兩槽一脊位于中高緯度，高壓脊位于巴爾喀什湖附近。850hPa上低渦切變位于蘇州-武漢-宜昌-宜賓-昆明-思恩一線。福建省處于槽前西南氣流和切變南側(cè)西南氣流控制下。地面靜止鋒位于溫州-江山-南昌-蓮花-衡陽一線，我省處于鋒前暖區(qū)（圖略）。資料還顯示，低層有氣旋式環(huán)流與切變輻合的存在。這一切都預(yù)示著一場強(qiáng)對(duì)流風(fēng)暴即將到來。

三、多普勒雷達(dá)回波資料分析

1.超級(jí)單體風(fēng)暴回波的演變

2007年4月1日13時(shí)46分左右，在福建省三明、沙縣、尤溪等地附近開始有塊狀對(duì)單體風(fēng)暴生成，此后風(fēng)暴在向東北方向移動(dòng)過程中不斷發(fā)展加強(qiáng)，到14時(shí)46分左右，該風(fēng)暴系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)展成由多個(gè)對(duì)流單體風(fēng)暴連成的一條南北走向的短帶（圖略）。之后，上述短帶北端的對(duì)流風(fēng)暴在不斷東北移動(dòng)過程中從該短帶中分離出來，成為一個(gè)孤立的單體風(fēng)暴并且變得更加強(qiáng)盛。15時(shí)22分，在該單體風(fēng)暴前進(jìn)方向的右后側(cè)開始出現(xiàn)突出物，逐漸顯示出超級(jí)單體低層回波特征。15時(shí)28分，單體風(fēng)暴已經(jīng)呈現(xiàn)出典型的超級(jí)單體鉤狀回波特征，相應(yīng)的基本速度圖上可觀測(cè)到明顯的中氣旋（圖略）。實(shí)際上，在15時(shí)04分的基本速度圖上已經(jīng)可見明顯的中氣旋特征。所以我們判斷在15時(shí)左右，上述強(qiáng)對(duì)流單體風(fēng)暴發(fā)展成為超級(jí)單體風(fēng)暴。15時(shí)28分，沿入流方向穿過最強(qiáng)回波位置的反射率因子垂直剖面圖呈現(xiàn)出明顯的有界弱回波區(qū)的結(jié)構(gòu)（圖略）。15時(shí)34分，超級(jí)單體基本反射率因子強(qiáng)度為65dBz以上，達(dá)到了頂峰，風(fēng)暴右后側(cè)的典型鉤狀回波的反射率因子也變得更強(qiáng)。最大的回波強(qiáng)度出現(xiàn)在回波墻上部，達(dá)到65 dBz以上，相應(yīng)的基本速度圖上可觀測(cè)到明顯的中氣旋。隨后，超級(jí)單體迅速失去其特征，至16時(shí)04分，其相應(yīng)的鉤狀回波和中氣旋特征消失。在此次風(fēng)暴過程中，超級(jí)單體的典型結(jié)構(gòu)特征包括鉤狀回波、有界弱回波區(qū)（穹窿）和中氣旋總共持續(xù)了大約1小時(shí)。

2.超級(jí)單體風(fēng)暴回波結(jié)構(gòu)分析

此次超級(jí)單體風(fēng)暴在4月1日下午17時(shí)34分發(fā)展到最強(qiáng)盛時(shí)期，以下具體分析該超級(jí)單體在此時(shí)所呈現(xiàn)的回波結(jié)構(gòu)特征（圖略）。

1.5°仰角的基本反射率因子圖上顯示了帶有典型鉤狀回波的超級(jí)單體，最大反射率因子強(qiáng)度位于鉤狀回波的北部，達(dá)到65 dBz以上。其回波前端出現(xiàn)一個(gè)開口較大的倒“V”字形缺口，這也是超級(jí)單體風(fēng)暴常見的特征之一。與鉤狀回波的缺口區(qū)相對(duì)應(yīng)，1.5°仰角的基本速度圖上是一個(gè)明顯的氣旋式切變速度對(duì)，即中氣旋。

在2.4°仰角，基本反射率因子圖上仍顯現(xiàn)出鉤狀回波特征，其回波位置相對(duì)于1.5°

仰角的向回波移動(dòng)方向擴(kuò)展，最強(qiáng)回波也位于鉤狀回波北部，達(dá)到65dBz。相應(yīng)的速度圖上，中氣旋特征仍很顯著。旋轉(zhuǎn)速度比1.5°稍強(qiáng)。

3.4°仰角，基本反射率因子圖上仍具有鉤狀回波特征，但不如前2個(gè)仰角明顯，相應(yīng)的速度圖上中氣旋物特征依然清晰。反射率因子的輪廓進(jìn)一步向回波移動(dòng)方向擴(kuò)展，展現(xiàn)出超級(jí)單體自低往高向低層入流一側(cè)傾斜的特征。與低層鉤狀回波的入流缺口相對(duì)應(yīng)的閉合的有界弱回波區(qū)也是自低到高向低層入流一側(cè)傾斜的。相應(yīng)的速度圖上呈現(xiàn)出氣旋式輻散的結(jié)構(gòu)。

另外需要指出的是，此次超級(jí)單體不是孤立存在的，在其周圍還有其它對(duì)流風(fēng)暴發(fā)展，共同構(gòu)成一個(gè)中尺度對(duì)流系統(tǒng)MCS。

四、結(jié)論與討論

1.本文利用建陽S波段多普勒天氣雷達(dá)資料對(duì)2007年4月1日下午發(fā)生在閩北地區(qū)的一次典型的超級(jí)單體風(fēng)暴過程進(jìn)行了詳細(xì)分析。此次風(fēng)暴完全具有超級(jí)單體風(fēng)暴的幾個(gè)典型特征，即鉤狀回波，有界弱回波區(qū)以及中氣旋結(jié)構(gòu)。

2.超級(jí)單體風(fēng)暴是局地對(duì)流風(fēng)暴發(fā)展的最強(qiáng)烈的形式，其相應(yīng)的災(zāi)害性天氣有冰雹、龍卷、災(zāi)害性大風(fēng)（包括下?lián)舯┝鳎┖捅┖?。通過對(duì)影響閩北地區(qū)的此次超級(jí)單體風(fēng)暴的具體分析，為今后在監(jiān)測(cè)預(yù)警類似強(qiáng)對(duì)流天氣時(shí)提供一定的參考。

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