江蘇一次暴雨過程的風廓線雷達資料分析

王 易，張 靜，王嘯華

（江蘇省氣象臺，江蘇 南京 210008）

江蘇一次暴雨過程的風廓線雷達資料分析

王 易，張 靜，王嘯華

（江蘇省氣象臺，江蘇 南京 210008）

利用江蘇風廓線雷達資料和常規(guī)氣象資料，對2012-07-08連云港特大暴雨進行了分析，其中，著重研究了風廓線風場資料在短時強降水臨近預報中的應用。通過風廓線雷達資料的分析發(fā)現(xiàn)，3 km以下的西南急流對降水的發(fā)生發(fā)展有著極其重要的作用，同時近地層風速的增強和風向的轉(zhuǎn)變與強降水出現(xiàn)的時間有著很好的對應關系，而近地層風向發(fā)生轉(zhuǎn)變的時刻較降水的開始提前了半小時，對短時臨近預警有著很好的指示作用。

風廓線雷達；暴雨；低空急流；風向切變

在眾多大氣因子中，風場資料是分析天氣演變最直觀和最有價值的資料之一。風廓線雷達能夠?qū)崟r提供大氣的三維風場信息，幫助我們揭示尺度小、生命史短的中小尺度系統(tǒng)連續(xù)變化過程，對提高短時-臨近預報預警水平有直接意義，為研究中小尺度系統(tǒng)與強對流的關系提供有力的工具。

近年來，風廓線雷達資料在暴雨、冰雹等天氣過程研究中有著廣泛的應用。古紅萍等[1]利用風廓線雷達資料發(fā)現(xiàn)，由高空槽和弱冷空氣共同誘發(fā)產(chǎn)生的切變線低渦是產(chǎn)生此次暴雨天氣的主要中尺度系統(tǒng)。劉淑媛等[2]利用風廓線雷達資料分析發(fā)現(xiàn)，在指數(shù)I迅速加強后1～2 h內(nèi)將出現(xiàn)強降水。張檉檉等[3]研究發(fā)現(xiàn)，風廓線雷達每小時的風場資料可以很好地揭示低空急流脈動的強度及向下擴展的程度與中小尺度強降水之間的密切關系。周志敏等[4]利用湖北省咸寧市黑山觀測站風廓線雷達資料發(fā)現(xiàn)，風廓線雷達早于天氣圖獲知冷空氣入侵時間，并能清楚地分析出冷暖平流的分布形勢。董保舉等[5]通過分析大理市暴雨過程的風廓線資料發(fā)現(xiàn)，風廓線雷達產(chǎn)品能清楚地反映降水的開始、結(jié)束以及降水的強度。本文利用江蘇風廓線雷達資料，分析了連云港暴雨過程中的中小尺度系統(tǒng)，得出了一些有意義的結(jié)論，對提高短時天氣預報和強對流天氣臨近預警預報有著非常重要的作用。

1 暴雨過程分析

2012-07-08，我省連云港和鹽城北部地區(qū)出現(xiàn)大暴雨，局部特大暴雨天氣。2012-07-08T05：00—2012-07-09T 05：00，全省1 496個自動站中有54個站雨量在100 mm以上，雨量超過250 mm達到特大暴雨的共有13站，其中，最大的連云港大桅尖24 h雨量達到419.8 mm，最大雨強出現(xiàn)在2012-07-08T22：00—23：00的東海南灣，達到90.8 mm/h，降水高峰主要出現(xiàn)在 2012-07-08T06：00—13：00、2012-07-08T21：00—2012-07-09T02：00。

在2012-07-08 500 hPa天氣圖上，前期槽線在河套東部地區(qū)，08：00向東移動至東北，槽后冷空氣有所南下，08：00射陽站24 h變溫為-4℃，說明已有冷空氣侵入。連云港地區(qū)處于副熱帶高壓邊緣，江淮之間為一致西南氣流，水汽條件較好。到20：00，副高有所增強北抬，副高584線20：00北抬至淮北地區(qū)，此外，在連云港地區(qū)有明顯切變。850 hPa上，08：00切變位于徐州北部至河南地區(qū)，西南急流較強。20：00切變東移至連云港地區(qū)，仍處于西南暖濕氣流控制中。

2 風廓線分析

為了使風切變（比如鋒面過境）的表現(xiàn)形式類似于天氣圖上的形式，將風場高度-時間剖面圖的時間軸取為自右向左逐時增加。在第一段強降水2012-07-08T06：00—13：00連云港的風廓線圖上可以看到，04：00（北京時間，下同）開始，近地面300 m為東南風，向上風向順轉(zhuǎn)為西南或偏南風，表明從邊界層開始有較強的暖平流，它為強降水的產(chǎn)生積累了不穩(wěn)定能量。楊引明等指出，按照時空轉(zhuǎn)換的原則，在風廓線雷達探測范圍內(nèi)（3 000 m以下），連續(xù)3個時次（即持續(xù)時間約大于1 h）探測到大于12 m/s的強南或西南風速，則可視為存在低空急流，因此，在04：00 3 km左右高度開始出現(xiàn)一股風速達到16 m/s的西南低空急流，同時氣流動量逐漸向下擴展，到05：00之后在1.5 km高度基本維持一個12 m/s的風速帶，并且在07：00 12m/s的低空急流下傳到300 m左右。此時，測站降水已經(jīng)有加強的趨勢，到09：30，近地面風速增大到12 m/s，測站降水也達到最強。由于低空急流中心早于近地層急流中心1～2 h，因此可見低空急流到達測站上空不一定立刻引發(fā)強降水。14：00之后，大于12 m/s的低空西南風有明顯的減弱上縮的過程，而此時降水也明顯處于減弱階段。圖1所示為2012-07-08T04：00—16：00（北京時間）連云港雷達風廓線圖。

圖1 2012-07-08T04：00—16：00（北京時間）連云港雷達風廓線圖

圖2 2012-07-08T21：00—2012-07-09T02：00（北京時間）連云港雷達風廓線圖

降水第二高峰2012-07-08T21：00—2012-07-09T02：00連云港雷達風廓線圖如圖2所示。由圖2可知，第二段強降水發(fā)生前（16：00），3 km以下的西南風基本在8～10 m/s。17：00開始，12 m/s的低空急流風速帶從3 km左右向下開始擴展，到18：00擴展到了600 m左右，并在300～600 m維持直到21：00，之后逐漸向上收縮。在此期間，西南急流明顯加強，風速達到16～18 m/s，部分時刻達到了20 m/s，低空急流不斷增強和向下伸展說明西南低空急流一直在為降水的發(fā)生提供充足的水汽和能量。高層5 km處在18：00開始轉(zhuǎn)為西北風，且風速不斷加強，達到16～18 m/s，說明高層有冷空氣侵入，同時在高空急流動量快速下傳過程中，攜帶大量的冷空氣不斷向地面擴展，為暴雨過程的發(fā)生提供了較好的動力條件。近地層上，在18：00，風向由偏南風轉(zhuǎn)為偏東風，風速突然減弱，同時垂直方向上出現(xiàn)了非常明顯的風向切變，表明在近地層內(nèi)存在強烈的不穩(wěn)定能量，能量正在積蓄。到21：30，近地層到300 m的風向由偏南風轉(zhuǎn)為東北風，垂直風向切變有所加強，表明近地層有切變經(jīng)過測站。到22：00，風速開始加大，從4 m/s加強到8 m/s；22：30—23：00，近地層風速進一步加強，達到12 m/s，同時東北風進一步向上擴展至1 km，而1km以上一致的西南風，風向切變明顯；在22：30，3～4 km的西南急流也達到20～24 m/s，為降水提供充足的水汽條件，此時，1 h降水達到最大。2012-07-09T 01：00之后，3 km以下西南風較前幾個時次明顯減弱，基本在8～10 m/s，此時，降水也開始明顯減弱。

3 結(jié)論

本文通過分析2012-07-08連云港特大暴雨的風廓線雷達風場資料，得出以下幾點結(jié)論：①從整個降水過程中可以看出，降水前期3 km以下低空西南急流對降水的發(fā)生發(fā)展有著重要的作用，低空急流的增強和向下伸展，為降水的發(fā)生提供了充足的水汽和能量條件；②高空冷空氣的向下侵入，提供了較好的動力條件，而近地層的風向切變表明近地層內(nèi)存在不穩(wěn)定能量；③近地層風速的增強和風向的轉(zhuǎn)變與強降水出現(xiàn)的時間有著很好的對應關系，可作為判斷強降水發(fā)生的指標；④近地層風向發(fā)生轉(zhuǎn)變的時刻較降水的開始提前了半小時，對短時臨近預警有著很好的指示作用。以上結(jié)論只是在一次個例中得出，還有許多不足，為了能得到普遍適用的指標，還需要對大量的個例樣本進行分析研究。

［1］古紅萍，馬慶舒，王迎春，等.邊界層風廓線雷達資料在北京夏季強降水天氣分析中的應用［J］.氣象科技，2008，36（3）：300-304.

［2］劉淑媛，鄭永光，陶祖鈺.利用風廓線雷達資料分析低空急流的脈動與暴雨關系［J］.熱帶氣象學報，2003，19（3）：285-290.

［3］張檉檉，胡明寶，鄧少格，等.利用風廓線雷達資料對暴雨與低空急流關系的分析［J］.氣象水文海洋儀器，2011，3（1）：32-35.

［4］周志敏，萬蓉，崔春光，等.風廓線雷達資料在一次冰雹過程分析中的應用［J］.暴雨災害，2010，29（3）：251-256.

［5］董保舉，劉勁松，高月忠.基于風廓線雷達資料的暴雨天氣過程分析［J］.氣象科技，2009，37（4）：411-414.

王易（1986—），男，江蘇蘇州人，研究生，工程師，研究方向為短時臨近預報。

〔編輯：劉曉芳〕

P458.1+21.1

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2017.24.011

2095-6835（2017）24-0011-02