2017-05湛江機(jī)場(chǎng)一次颮線過(guò)程天氣分析

陳 程，周順倫

（中國(guó)民用航空湛江空中交通管理站，廣東 湛江 524017）

1 概述

颮線是一種帶（線）狀的、深厚的、有組織性的對(duì)流系統(tǒng)，通常伴隨雷暴、暴雨、大風(fēng)、冰雹或龍卷風(fēng)等猛烈天氣，對(duì)航空安全危害極大。颮線經(jīng)常出現(xiàn)在熱帶地區(qū)和中緯度地區(qū)，它的出現(xiàn)經(jīng)常會(huì)使得溫度、氣壓、風(fēng)向等氣象要素值突變。早期對(duì)颮線的研究，主要是通過(guò)常規(guī)的觀測(cè)資料分析颮線發(fā)生的天氣背景、觸發(fā)條件等[1]。近年來(lái)，隨著技術(shù)的發(fā)展，我國(guó)一些典型颮線系統(tǒng)的中尺度特征被進(jìn)一步揭示[2-3]。楊成芳、朱君鑒分析了弓狀回波，表明反射率因子圖上后側(cè)入流槽口的出現(xiàn)是弓狀回波即將形成的前兆信號(hào)[4]。

2 資料

本文主要采用湛江機(jī)場(chǎng)氣象雷達(dá)資料、自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)、高空資料等數(shù)據(jù)資料。湛江機(jī)場(chǎng)的氣象雷達(dá)位于（21°13′，110°21′）。本文所用時(shí)間均為世界標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間（UTC）。

3 天氣形勢(shì)

2017-05-04，500 hPa受高空槽過(guò)境影響，850 hPa受切變線影響，地面為低壓槽形勢(shì)，天氣多云間陰，短時(shí)有雷雨。受高空槽和切變線的共同作用，湛江機(jī)場(chǎng)出現(xiàn)持續(xù)2 h以上的雷雨天氣，其中，最強(qiáng)為強(qiáng)雷雨天氣，陣風(fēng)達(dá)到24 m/s，00：29出現(xiàn)最大降水速率為3.3 mm/min，整個(gè)過(guò)程總降水量為48.6 mm，接近暴雨量級(jí)。

4 氣象要素分析

4.1 雷達(dá)資料分析

查看23：29的雷達(dá)回波圖，如圖1（a）所示，在湛江本場(chǎng)的西北面有一條明顯的弓狀回波向東南方向移動(dòng)，長(zhǎng)度超過(guò)150 km，距離本場(chǎng)還有25 km，回波強(qiáng)度強(qiáng)，移動(dòng)速度快，云團(tuán)的頂高10 km，氣象雷達(dá)圖上反射率因子的強(qiáng)度達(dá)到15～50 dBz，中心帶的反射率強(qiáng)度超過(guò)50 dBz。系統(tǒng)的西面有新的對(duì)流單體生成，預(yù)計(jì)未來(lái)1 h內(nèi)會(huì)影響本場(chǎng)。相較于23：29的雷達(dá)回波圖，23：47的雷達(dá)回波圖在颮線系統(tǒng)的前沿不斷有新的對(duì)流系統(tǒng)形成，如圖1（b）所示。23：57的（圖略）回波距離本場(chǎng)有13 km，回波依然很強(qiáng)，呈弓狀分布，由西北向東南方向移動(dòng)。00：00（圖略），該強(qiáng)回波帶由西向東繼續(xù)移動(dòng)。由00：17的雷達(dá)回波圖可見(jiàn)，如圖1（c），颮線系統(tǒng)已經(jīng)移動(dòng)到本場(chǎng)，本場(chǎng)中心反射率強(qiáng)度達(dá)到45～50 dBz。此時(shí)，載有大量能量的積雨云已經(jīng)逐漸覆蓋在湛江機(jī)場(chǎng)的上空，反射率強(qiáng)度為25～35 dBz的強(qiáng)回波帶分布在機(jī)場(chǎng)附近10～15 km。00：21（圖略），此時(shí)的強(qiáng)回波已經(jīng)完全覆蓋本場(chǎng)，00：30（圖略）颮線已經(jīng)過(guò)境湛江機(jī)場(chǎng)。00：50，從雷達(dá)回波圖來(lái)看，如圖1（d）所示，機(jī)場(chǎng)上空的反射率強(qiáng)度已經(jīng)下降到40 dBz。雖然此時(shí)回波帶范圍增大，但強(qiáng)度逐漸減小、減弱，最終消散，進(jìn)而雨勢(shì)減小。

圖1 雷達(dá)回波圖

4.2 高空資料分析

圖2 雷達(dá)回波圖

從圖2所示的雷達(dá)回波圖上可以看出，此次颮線過(guò)程從西北向東南方向移動(dòng)，颮線主體在2017-05-04T00：00左右經(jīng)過(guò)湛江。本文選取了颮線前后的3個(gè)探空站點(diǎn)，即北海（59644）、陽(yáng)江（59663）、海口（59758）進(jìn)行分析。2017-05-04T00：00，颮線已經(jīng)經(jīng)過(guò)北海，此時(shí)北海的層結(jié)結(jié)構(gòu)趨于穩(wěn)定，對(duì)流有效位能比較小，能量已經(jīng)得到釋放。颮線經(jīng)過(guò)?？谂c湛江的時(shí)間基本一致，此時(shí)海口正是颮線經(jīng)過(guò)，沙氏指數(shù)為－4，對(duì)流有效位能非常大，表現(xiàn)出極強(qiáng)的不穩(wěn)定性。陽(yáng)江處于颮線前，此時(shí)颮線還未經(jīng)過(guò)陽(yáng)江。在陽(yáng)江站900～1 000 hPa之間出現(xiàn)了明顯的逆溫，沙氏指數(shù)為－4，對(duì)流有效位能比較大，表明有充足的能量積蓄。

4.3 氣象要素資料分析

圖3描述了各種氣象要素在2017-05-04的日變化。從雷達(dá)圖分析可知，颮線系統(tǒng)從00：00開(kāi)始過(guò)境湛江機(jī)場(chǎng)。從00：00—07：00，我們可以發(fā)現(xiàn)，各個(gè)氣象要素都經(jīng)過(guò)了劇烈的變化。00：00之前（颮線到來(lái)之前），氣溫約為25℃，露點(diǎn)也處于高位（約25.5℃）。這意味著大氣承載水汽的能力較強(qiáng)，所以，此時(shí)大氣濕潤(rùn)（相對(duì)濕度最大值接近98%），風(fēng)以東南風(fēng)為主。當(dāng)颮線過(guò)境時(shí)，東南風(fēng)轉(zhuǎn)變?yōu)槲鞅憋L(fēng)，這是因?yàn)轱R線本質(zhì)上是中尺度對(duì)流系統(tǒng)（Mesoscale Convective System，MCS），風(fēng)向的轉(zhuǎn)變代表局地對(duì)流的形成。一方面，MCS有利于地面水汽蒸發(fā)，地面液態(tài)水相變吸收大量熱使得氣溫從00：00—02：00持續(xù)下降；另一方面，MCS使氣壓下降，從而使得露點(diǎn)降低，最終導(dǎo)致抬升凝結(jié)高度（Lifting Condensation Level，LCL）降低。LCL下降直接導(dǎo)致大氣水汽過(guò)飽和，引起降水。降水所引起的潛熱釋放使得地面溫度在02：00—06：00出現(xiàn)回升。此時(shí)，雖然大氣中水汽的絕對(duì)含量減少，但是，較低的LCL使得相對(duì)濕度有所回升。這種相對(duì)濕度的回升隨著颮線離開(kāi)而減緩也是因?yàn)長(zhǎng)CL逐漸升高所致。颮線過(guò)境過(guò)后，各個(gè)氣象要素逐漸恢復(fù)平穩(wěn)。

00：00，自動(dòng)觀測(cè)觀測(cè)站資料顯示，00：13本場(chǎng)西面第一次聞雷，此時(shí)風(fēng)向30°，風(fēng)速2 m/s，與00：00的情況相比，水平能見(jiàn)度10 km，總云量為滿天云覆蓋，5個(gè)碎雨云240 m，3個(gè)積雨云900 m，溫度為27.0℃，修正海平面氣壓為1 011.8 hPa，與00：00的情況相比，風(fēng)向轉(zhuǎn)為了偏北風(fēng)，風(fēng)速變化不大，修正海平面氣壓增加1 hPa，發(fā)布00：13的特殊天氣報(bào)告SPECI ZGZJ 040013Z03003MPS 340V0909999 TS BKN008 SCT030CB27/25Q1011 NOSIG=。00：15天氣現(xiàn)象為小陣雨，并伴有雷暴。00：17狂風(fēng)暴雨，烏云密布，天空陰暗，使得00：18主導(dǎo)能見(jiàn)度急速下降到1 000 m，天氣現(xiàn)象為強(qiáng)陣雨，伴有雷暴，風(fēng)向330°，風(fēng)速比00：13報(bào)文增加5 m/s，修正海壓比上一時(shí)次上升了2 hPa，云量狀況為5個(gè)碎雨云240 m，3個(gè)積雨云900 m，5個(gè)層積云9 0 0m，發(fā)布特殊天氣報(bào)文S P E C IZ G Z J 040018Z33008MPS1000 R34/P2000+TSRA BKN008 SCT030CB BKN03027/25Q1013 NOSIG=。00：19，風(fēng)速為24 m/s，風(fēng)向?yàn)?30°，00：30，大風(fēng)繼續(xù)存在，天氣現(xiàn)象為強(qiáng)雷雨，天空猶如黑夜般，溫度比上一份報(bào)文下降6℃。此時(shí)，回波已經(jīng)完全覆蓋本場(chǎng)，00：33陣風(fēng)降至17 m/s以下。颮線系統(tǒng)過(guò)境。01：00，風(fēng)向?yàn)?10°，偏東風(fēng)，風(fēng)速降為2 m/s，能見(jiàn)度也逐漸轉(zhuǎn)好，強(qiáng)雷雨轉(zhuǎn)為中雷雨，對(duì)流云的量也減少。01：05（回波圖）天氣轉(zhuǎn)為小陣雨，能見(jiàn)度5 000 m，從回波圖中可以看出，云團(tuán)逐漸消散，強(qiáng)雷雨解除。

圖3 各種氣象要素在2017-05-04的日變化

5 結(jié)論

颮線沿線天氣非常劇烈，沿線會(huì)出現(xiàn)暴雨、冰雹、龍卷等天氣。由湛江機(jī)場(chǎng)2017-05-04的這一次颮線天氣過(guò)程可見(jiàn)，颮線過(guò)境時(shí)給本場(chǎng)帶來(lái)了狂風(fēng)暴雨，烏云密布，多項(xiàng)氣象要值的改變達(dá)到了特殊發(fā)報(bào)標(biāo)準(zhǔn)。在颮線過(guò)境的過(guò)程中，溫度和露點(diǎn)都出現(xiàn)了驟降，氣壓涌升，風(fēng)向轉(zhuǎn)變，風(fēng)速快速增大，與過(guò)去觀測(cè)的快速移動(dòng)副熱帶颮線一致。08：21本場(chǎng)溫度為24.4℃，08：22本場(chǎng)溫度變?yōu)?1.1℃，08：00修正海平面氣壓為1 010.6 hPa，08：30修正海平面氣壓1 014.6 hPa。由颮線的雷達(dá)回波圖可見(jiàn)，颮線過(guò)境之前，反射率強(qiáng)度能達(dá)到50 dBz，強(qiáng)回波帶成弓狀；颮線過(guò)境之后，反射率強(qiáng)度變小，并且強(qiáng)強(qiáng)回波帶逐漸消散，整個(gè)過(guò)程持續(xù)時(shí)間短，但在雷達(dá)回波圖上卻明顯。颮線過(guò)境能夠給氣象要素值帶來(lái)劇烈變化，從而颮線內(nèi)積蓄的能量也大量釋放，帶來(lái)狂風(fēng)暴雨。

［1］丁一匯，李鴻洲，章名立，等.我國(guó)颮線發(fā)生條件的研究［J］.大氣科學(xué)，1982，6（1）：18-27.

［2］梁漆波，陳春波，劉強(qiáng)軍.弱窄帶回波在分析和預(yù)報(bào)強(qiáng)對(duì)流天氣中的應(yīng)用［J］.氣象學(xué)報(bào)，2006，64（1）：121-127.

［3］劉淑媛，孫健，楊引明.上海2004-07-12颮線系統(tǒng)中尺度分析研究［J］.氣象學(xué)報(bào)，2007，65（1）：84-93.

［4］楊成芳，朱君鑒.一次弓狀回波和超級(jí)單體過(guò)程分析［J］.氣象科學(xué)，2008，28（04）：409-414.