一次被冷空氣過境所掩蓋的陣風鋒過程分析

李天祥 鮮凌云 賀新強

摘 要：利用新一代多普勒天氣雷達資料、自動觀測資料以及飛機觀測（AMDAR）等相關資料，對2016年6月15日發(fā)生在長沙黃花機場一次陣風鋒過程進行了診斷分析，結果表明：陣風鋒過程基本特征明顯，具有一般陣風鋒所具備的風向突變、風速劇增、氣壓陡升和氣溫劇降的氣象要素特征;陣風鋒在多普勒雷達基本反射率因子圖上表現為一條強度為35～40dBz的弧狀線回波，較一般陣風鋒15～20dBz的強度大20dBz左右，但其長度約80千米，寬度約2千米，符合陣風鋒的雷達回波強度特征;陣風鋒在多普勒雷達徑向速度圖上沒有出現類似于強度圖上的弧狀線，與一般陣風鋒速度特征不同，但速度圖上出現的逆風區(qū)是一個很好的暴雨判據，正好印證了這次暴雨過程;對于冷空氣過境觸發(fā)的被冷空氣過程所掩蓋的非典型性陣風鋒，預報員很難利用多普勒天氣雷達資料對這類非典型性陣風鋒進行判斷和跟蹤，給我們的瞬時地面大風和（或）低空風切變預警帶來相當大的難度。

關鍵詞：多普勒天氣雷達;陣風鋒;逆風區(qū);地面大風;低空風切變

中圖分類號：P441 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）02-0232-02

0 引言

陣風鋒是邊界層輻合線的一種類型，也稱為雷暴的出流邊界，是指對流風暴中的冷性下沉氣流到達低空并向外擴散，與低層暖濕空氣交匯而引發(fā)的強地面風[1]（張培昌等，2001）;陣風鋒形成階段其反射率因子5～10dBz，徑向速度15～24m/s[2]（鄭麗娜等，2016）;也有陣風鋒反射率因子強度為15～35dBz，其長度約60～70千米，高度為1.5～2.5千米[3]（胡文東等，2015）;還有陣風鋒反射率因子圖上一般表現為一條強度為15～20dBz的弧狀線回波，其長度約100千米，寬度約2千米，高度為1～2千米[4]（賀新強，2011）;還有很多全國各地陣風鋒特征及形成機制探討[5-8]（袁子鵬等，2011;張麗平等，2013;曲梅芳等，2016;唐明暉等，2011）。

在雷達回波圖上陣風鋒常常處于雷暴母體的前方幾十千米，預報員可以根據雷達回波上雷暴母體的移動來判斷和跟蹤陣風鋒，從而對可能出現的強地面風或低空風切變做出預警[4]（賀新強，2011）。但2016年6月15日發(fā)生在長沙黃花機場的這次陣風鋒過程是一次冷空氣過境過程中被掩蓋了的，這就給我們預警這類非典型性陣風鋒所帶來的瞬時大風或低空風切變帶來相當大的難度。

1 天氣概況及形勢背景

2016年6月15日黃花機場觀測資料顯示：早晨02：19-02：50和04：51-06：19機場出現了短時雷陣雨天氣，圖1a中05：00華中雷達拼圖顯示強回波區(qū)在長沙南面的懷化-邵陽-衡陽-株洲一線呈緯向分布，之后逐漸轉為小雨，上午09：00后雨勢加大轉為間歇性小到中等陣雨，圖1b中09：54華中雷達拼圖顯示強回波區(qū)仍在湘中一線，但在湘東北到贛北一帶也有一片較強回波區(qū)，機場降水過程持續(xù)到下午16：00，直至17：30雨停，其中06：20-17：30近11h過程降水量為50.2mm，達到暴雨級別。

2016年6月14日20：00和15日08：00空中各層形勢（圖略）表明：500hPa本區(qū)上游有短波槽快速移過我區(qū)，700hPa湘西北一帶有切變線逐漸東移南壓到湘中一線，850hPa類似于700hPa、也是切變線影響。而14-15日地面形勢（圖略）表明：有一股冷空氣自蒙古國沿西路向我國腹地南侵，其前鋒15日08：00到達湘西北一帶，而地面冷鋒過境黃花機場的時間在13：00左右，圖2是黃花機場飛機觀測（AMDAR）資料。

2 雷達回波特征

從15日13：00前后雷達回波動畫過程發(fā)現：回波區(qū)整體是沿著西太平洋副高西北側的引導氣流自西南向東北方向移動的，但同時也注意到機場附近的近地面層有一條近似緯向35-45dBz的窄帶狀弧形回波是隨冷空氣南下而自北向南移動的，這條回波帶的引導氣流是南下的冷空氣，而冷空氣是呈楔形結構，由底層往上向北傾斜，圖2也顯示了此種楔形結構。

15日12：44的基本反射率因子強度，在機場北面25千米處的有一條長約80千米、寬約2千米的弧形回波，15日13：14的基本反射率因子強度，前述弧形回波這時已經移到機場，基本仍呈窄帶狀，只是長度變短，根據兩圖回波移動距離和時間推算出弧形回波移動速度約50千米/小時。

15日13：14、13：26的徑向速度，這里沒有發(fā)現與基本反射率因子強度對應的窄帶狀弧形回波區(qū)[4]（賀新強，2011），而是發(fā)現了逆風區(qū)，也叫逆速度區(qū)，逆風區(qū)在機場北面，逆風區(qū)在機場北面和南面都出現了，逆風區(qū)是一個很好的暴雨判據[9]（張沛源等，1995），15日正好也出現暴雨，給這個暴雨判據提供了一個很好的個案。

一般認為，典型的陣風鋒在雷達回波上的特征是既有基本反射率因子強度特征，又有徑向速度特征，而且還與雷暴母體相關聯（賀新強，2011）;而這次過程只有基本反射率因子強度特征比較契合陣風鋒過程。因此，我們把這樣的過程稱之為非典型性陣風鋒過程，而且這一次陣風鋒還被披上了冷空氣過境這樣一件外衣，更加掩蓋了它的陣風鋒本質，讓預報員很難利用多普勒天氣雷達資料對這類非典型性陣風鋒進行判斷和跟蹤，給我們的瞬時地面大風和（或）低空風切變預警帶來相當大的難度，這一定要引起我們的高度注意和重視。

3 結論和討論

基于多普勒天氣雷達資料、自動觀測系統(tǒng)資料以及飛機觀測等相關資料，對2016年6月15日發(fā)生在長沙黃花機場一次陣風鋒過程進行了診斷分析，得到以下主要結論：

（1）陣風鋒過程基本特征明顯，具有一般陣風鋒所具備的風向突變、風速劇增、氣壓陡升和氣溫劇降的氣象要素特征;（2）陣風鋒在多普勒雷達基本反射率因子圖上表現為一條強度為35～40dBz的弧狀線回波，較一般陣風鋒15～20dBz的強度大20dBz左右，但其長度約80千米，寬度約2千米，符合陣風鋒的雷達回波強度特征;（3）陣風鋒在多普勒雷達徑向速度圖上沒有出現類似于強度圖上的弧狀線，與一般陣風鋒速度特征不同，但速度圖上出現的逆風區(qū)是一個很好的暴雨判據，正好印證了這次暴雨過程;（4）對于冷空氣過境觸發(fā)的被其掩蓋的非典型性陣風鋒，預報員很難利用多普勒天氣雷達資料對這類非典型性陣風鋒進行判斷和跟蹤，給我們的瞬時地面大風和（或）低空風切變預警帶來相當大的難度。

參考文獻

[1] 張培昌，杜秉玉，戴鐵丕，等.雷達氣象學[M].北京：氣象出版社，2001.

[2] 鄭麗娜，刁秀廣.一次華北颮線的陣風鋒天氣過程分析[J].氣象，2016，42（2）：174-182.

[3] 胡文東，楊侃，黃小玉，等.一次陣風鋒觸發(fā)強對流過程雷達資料特征分析.高原氣象，2015，34（5）：1452-1464.

[4] 賀新強.黃花機場一次由陣風鋒產生的低空風切變雷達回波特征分析[A].第二十屆民航氣象技術交流會，2011.

[5] 袁子鵬，王瀛，崔勝權.一次中緯度颮線的陣風鋒發(fā)展特征分析[J].氣象，2011，37（7）：814-820.

[6] 張麗平，王清平，陳陽權，等.烏魯木齊國際機場一次陣風鋒天氣成因分析[J].氣象科技，2013，41（2）：320-325.

[7] 曲梅芳，古明悅.不同天氣系統(tǒng)影響下陣風鋒的對比分析[J].氣象研究與應用，2016，37（2）：20-24.

[8] 唐明暉，張海，余文慧，等.湖南一次陣風鋒形成機制探討[J].干旱氣象，2011，29（2）：211-217.

[9] 張沛源，陳榮林.多普勒速度圖上的暴雨判據研究[J].應用氣象學報，1995，6（3）：373-378.