風(fēng)廓線雷達(dá)資料在江蘇特大暴雨中的應(yīng)用

王易　王嘯華　姜麟

【摘 要】本文主要利用江蘇風(fēng)廓線雷達(dá)資料和常規(guī)氣象資料，對2012年8月10日響水特大暴雨進(jìn)行了分析，著重研究了風(fēng)廓線風(fēng)場資料在短時強(qiáng)降水臨近預(yù)報中的應(yīng)用。通過風(fēng)廓線雷達(dá)資料的分析發(fā)現(xiàn)，風(fēng)廓線產(chǎn)品能很好的反應(yīng)降水系統(tǒng)的演變趨勢，同時近地層風(fēng)速的增強(qiáng)和風(fēng)向的轉(zhuǎn)變與強(qiáng)降水出現(xiàn)的時間有著很好的對應(yīng)關(guān)系，而近地層風(fēng)向發(fā)生轉(zhuǎn)變的時刻早于降水的開始時刻，對于短時臨近預(yù)警有著很好的指示作用。

【關(guān)鍵詞】風(fēng)廓線雷達(dá)；暴雨；低空急流

0 引言

強(qiáng)對流天氣常常導(dǎo)致嚴(yán)重的災(zāi)害，雷暴、暴雨、大風(fēng)、龍卷、冰雹等都與這種系統(tǒng)有關(guān)。其特點是空間尺度小、生命史短、突發(fā)性強(qiáng)、發(fā)展演變迅速、破壞力大。江蘇是遭受強(qiáng)對流較嚴(yán)重的省份，每年因強(qiáng)對流造成的生命財產(chǎn)損失相當(dāng)嚴(yán)重。為了更好的提高氣象服務(wù)質(zhì)量，做好防災(zāi)、減災(zāi)工作，必須不斷采用新的探測手段，風(fēng)廓線雷達(dá)作為一種先進(jìn)的探測設(shè)備正是滿足了這一需求。風(fēng)廓線雷達(dá)能夠幫助我們揭示出尺度小、生命史短的中小尺度系統(tǒng)連續(xù)的變化過程，因此在局地暴雨、冰雹等夏季強(qiáng)對流天氣預(yù)報中的應(yīng)用越來越受到人們的重視，通過分析強(qiáng)對流過程前后風(fēng)廓線資料的演變特點，對提高短時臨近預(yù)報預(yù)警水平有直接意義，為研究中小尺度系統(tǒng)與強(qiáng)對流的關(guān)系提供有力的工具。

近年來，風(fēng)廓線雷達(dá)資料在暴雨、冰雹等天氣過程研究中有著廣泛的應(yīng)用。劉淑媛等[1]利用風(fēng)廓線雷達(dá)資料分析了低空急流的脈動與暴雨關(guān)系，表明風(fēng)廓線對強(qiáng)降水的出現(xiàn)有一定的預(yù)示性。古紅萍[2]等利用風(fēng)廓線雷達(dá)資料分析了北京一次強(qiáng)降水天氣過程，發(fā)現(xiàn)切變線低渦是產(chǎn)生此次暴雨天氣的主要中尺度系統(tǒng)。周志敏等[3]利用湖北省咸寧市黑山觀測站風(fēng)廓線雷達(dá)資料對該市2010年4月12日降雹過程的水平風(fēng)和垂直速度進(jìn)行了分析。董保舉等[4]發(fā)現(xiàn)風(fēng)廓線雷達(dá)產(chǎn)品能清楚的反映降水的開始、結(jié)束以及降水的強(qiáng)度。季崇萍等[5]利用風(fēng)廓線資料對北京局地暴雨進(jìn)行了分析，表明低空和超低空急流的發(fā)展對降水的發(fā)生有較好的指示意義。本文利用江蘇風(fēng)廓線雷達(dá)資料，分析了2012年8月10日響水特大暴雨過程，得出了一些有意義的結(jié)論，對提高短時天氣預(yù)報和強(qiáng)對流天氣臨近預(yù)警預(yù)報有著非常重要的作用。

1 暴雨過程分析

1.1 天氣實況概述

受臺風(fēng)“?？庇绊?，2012年8月10日我省出現(xiàn)區(qū)域性暴雨到大暴雨，局部特大暴雨天氣，降水主要集中在我省東北部地區(qū)。從10日05時-11日05時我省自動站降水分布來看，全省1496個自動站中，有64個站降水超過100毫米，有10個站降水超過250毫米，達(dá)到特大暴雨，其中24小時最大降水出現(xiàn)在響水，達(dá)到511.1毫米，最大雨強(qiáng)出現(xiàn)在10日07時-08時的灌云，達(dá)到124.3毫米/小時。此次臺風(fēng)“?？睂ξ沂∮绊憰r間之長為近22年來罕見，過程雨量之大也為近年來少見。8月10日灌云、響水、連云港、漣水等4個站小時降水量超歷史極值。

1.2 天氣形勢分析

臺風(fēng)“?？庇?日3時20分在浙江省象山縣鶴浦鎮(zhèn)沿海登陸，登陸后向西北方向移動，8日20時前后進(jìn)入安徽寧國，并減弱為熱帶風(fēng)暴，9日12時減弱為熱帶低壓。從8月10日天氣圖上可以看到（圖1a），8月10日08時，500hPa在東北有槽東移，槽后冷空氣隨東北冷渦底部和大陸高壓前的東北風(fēng)滲透到山東半島至江蘇淮北地區(qū)一帶，射陽站24小時變溫為-4℃；副高主體位于海上，副高588線穩(wěn)定少動；在四川以北地區(qū)有一大陸高壓穩(wěn)定維持，熱帶低壓“海葵”中心位于安徽南部，受西部大陸高壓的阻擋，在安徽境內(nèi)回旋少動；從地面圖上可以看出（圖1b），低壓倒槽從安徽東南部伸展到本省東北部地區(qū)。

2 風(fēng)廓線分析

為了使風(fēng)切變的表現(xiàn)形式類似于天氣圖上的形式（如鋒面過境），將風(fēng)場的高度-時間剖面圖的時間軸取為自右向左逐時增加。從10日03時-15時（北京時，下同）連云港的風(fēng)廓線圖可以看出（圖2），03時開始，在近地層為明顯的東北風(fēng)，但風(fēng)速較弱，300m-3km為一致的東南氣流。從04時30分開始，近地層已由偏東風(fēng)轉(zhuǎn)為東北風(fēng)，且0-300m風(fēng)向已轉(zhuǎn)為一致東北風(fēng)，說明已有冷空氣入侵并開始向上伸展，地面倒槽開始通過測站。05時開始，近地層風(fēng)速突然增大，從10m/s增大到14m/s，此時降水開始增大；05時30分，300m處東北風(fēng)達(dá)到了20m/s，06時0-300m的東北風(fēng)都達(dá)到了20m/s，此時連云港出現(xiàn)短時強(qiáng)降水天氣，05時-06時1小時降水量達(dá)到82.8毫米。06時-07時，1.5km以下風(fēng)速仍然維持較強(qiáng)的東北風(fēng)，風(fēng)速達(dá)到了16m/s，此時風(fēng)速比05時-06時的風(fēng)速小，1小時降水量也比上一時次小，但也達(dá)到59.1mm。從上可以看出，300m以下風(fēng)速的突然增大是判斷強(qiáng)降水開始的標(biāo)志，而地面冷空氣開始入侵的時間（04時30分）比強(qiáng)降水開始的時間提前30分鐘，這對短時監(jiān)測預(yù)警有著重要的指示作用。

07時開始近地層風(fēng)速迅速減小，08時已減弱到8m/s，同時1.5km以下也從東北風(fēng)轉(zhuǎn)為東風(fēng)，這時從圖6a可以看出，連云港站降水迅速減弱，07時-08時1小時降水僅有4.3毫米。從地面向上伸展的冷空氣在07時已達(dá)到5.5km的高度，08時3km左右偏北風(fēng)已增大到20m/s，之后在3km-4.5km高度層維持20m/s的風(fēng)速，說明從07時開始中層已有很強(qiáng)的冷空氣勢力侵入，東北冷渦底部和地面高壓前部的東北風(fēng)開始影響該區(qū)域，此時灌云開始出現(xiàn)強(qiáng)降水。之后偏北風(fēng)從5.5km高度逐漸下降，到14時偏北大風(fēng)已下落到1.5-3.0km，但風(fēng)速仍然維持在20m/s左右，而3km以上轉(zhuǎn)為弱的東南風(fēng)場，表明冷空氣厚度逐漸變薄，對該區(qū)域的影響已逐漸減弱，強(qiáng)降水結(jié)束。

3 結(jié)論

本文通過分析2012年8月10日響水特大暴雨的風(fēng)廓線雷達(dá)風(fēng)場資料，得到了以下結(jié)論：

（1）風(fēng)廓線雷達(dá)資料可以清楚的展示風(fēng)場的垂直結(jié)構(gòu)和變化特點，直觀的反映出暴雨過程中的風(fēng)場變化特征，可為短時天氣預(yù)報提供一種重要依據(jù)。

（2）從整個降水過程中可以看出，近地層風(fēng)向的逐漸轉(zhuǎn)變，表明了冷空氣侵入的時間與發(fā)展趨勢，同時也能看出地面倒槽系統(tǒng)經(jīng)過測站的時間及對降水的影響。

（3）近地層風(fēng)速的突然增大和風(fēng)向的突然轉(zhuǎn)變與強(qiáng)降水出現(xiàn)的時間有著較好的對應(yīng)關(guān)系，可作為判斷強(qiáng)降水發(fā)生的指標(biāo)。

（4）近地層風(fēng)向發(fā)生轉(zhuǎn)變的時刻提前于降水的開始時刻，對于短時臨近預(yù)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，為了能得到具有普遍適用的指標(biāo)，還需要大量的個例樣本進(jìn)行分析研究。

【參考文獻(xiàn)】

[1]劉淑媛，鄭永光，陶祖鈺.利用風(fēng)廓線雷達(dá)資料分析低空急流的脈動與暴雨關(guān)系.熱帶氣象學(xué)報，2003，19（3）：285-290.

[2]古紅萍，馬慶舒，王迎春等.邊界層風(fēng)廓線雷達(dá)資料在北京夏季強(qiáng)降水天氣分析中的應(yīng)用.氣象科技，2008，36（3）：300-304.

[3]周志敏，萬蓉，崔春光，等.風(fēng)廓線雷達(dá)資料在一次冰雹過程分析中的應(yīng)用.暴雨災(zāi)害，2010，29（3）：251-256.

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

[5]季崇萍，付宗鈺，吳慶梅，張代萍.風(fēng)廓線雷達(dá)資料在局地暴雨臨近預(yù)報中的應(yīng)用.中國氣象學(xué)會2005年年會論文集，2005.