2020年夏季三亞海陸風(fēng)輻合線雷達(dá)回波特征分析

李展睿

摘要：應(yīng)用2020年三亞市氣象局雷達(dá)資料和自動(dòng)氣象觀測(cè)系統(tǒng)（AWOS）實(shí)時(shí)資料，分析研究了三亞夏季海陸風(fēng)輻合線過程的形成、發(fā)展和消散過程的演變規(guī)律，并研究了雷達(dá)觀測(cè)的海陸風(fēng)輻合線與自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)的風(fēng)場(chǎng)結(jié)構(gòu)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。結(jié)果表明：（1）三亞夏季海陸風(fēng)輻合線大致為原地生消型、晴空型、觸發(fā)對(duì)流移動(dòng)型三類;（2）海陸風(fēng)輻合線由于海陸溫差、風(fēng)場(chǎng)結(jié)構(gòu)等原因產(chǎn)生，又會(huì)對(duì)風(fēng)場(chǎng)有明顯的影響，當(dāng)輻合線靠近時(shí)自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)顯示為海風(fēng)控制;

關(guān)鍵詞：海陸風(fēng)輻合線;多普勒雷達(dá);自動(dòng)氣象站;海陸風(fēng)

引 言

三亞鳳凰機(jī)場(chǎng)南面靠海，一年四季都受明顯的海陸風(fēng)影響，但夏季強(qiáng)于冬季，海風(fēng)強(qiáng)于陸風(fēng)[1]，海陸風(fēng)是由于海陸熱力差異引起的白天由海上向內(nèi)陸吹、夜間由內(nèi)陸向海上吹，距海岸線幾十千米的中小尺度熱力環(huán)流，通常發(fā)生在氣壓場(chǎng)較弱、風(fēng)速較小的天氣，同時(shí)也影響沿海地區(qū)的溫度場(chǎng)、濕度場(chǎng)和風(fēng)場(chǎng)的分布[2]，從而帶來的風(fēng)切變、雷暴、短時(shí)大風(fēng)、強(qiáng)降水天氣嚴(yán)重的影響航空安全。國(guó)內(nèi)外對(duì)海陸風(fēng)輻合線都有一定的研究Banta等[3]應(yīng)用多普勒天氣雷達(dá)完整而清晰的捕捉海陸風(fēng)的三維結(jié)構(gòu)特征，王彥等[4]應(yīng)用天氣雷達(dá)和相應(yīng)的自動(dòng)氣象站資料，統(tǒng)計(jì)分析了4次雷達(dá)監(jiān)測(cè)到的渤海灣海陸風(fēng)的特點(diǎn)，并研究渤海灣海陸風(fēng)與強(qiáng)對(duì)流天氣形成、發(fā)展和消散過程演變特征;盧煥珍等[5]研究指出海風(fēng)鋒在經(jīng)過自動(dòng)站時(shí)由陸風(fēng)轉(zhuǎn)為海風(fēng)。而三亞市多普勒天氣雷達(dá)正好位于海面的北岸，能夠捕捉到海陸風(fēng)輻合線中尺度天氣系統(tǒng)。且多普勒天氣雷達(dá)具有高的時(shí)間和空間分辨率精細(xì)產(chǎn)品，能有效的提高由海陸風(fēng)輻合線造成的強(qiáng)對(duì)流天氣的預(yù)警時(shí)效。本文應(yīng)用2020年三亞市氣象局雷達(dá)資料和自動(dòng)氣象觀測(cè)系統(tǒng)（AWOS）實(shí)時(shí)資料，分析研究了三亞夏季海陸風(fēng)輻合線過程的形成、發(fā)展和消散過程的演變規(guī)律，對(duì)準(zhǔn)確預(yù)警三亞機(jī)場(chǎng)海陸風(fēng)輻合線觸發(fā)的對(duì)流天氣，及早發(fā)布天氣預(yù)警信息具有重要意義。

1 資料與方法

1.1 資料選取

本文主要用2020年5月-9月三亞多普勒雷達(dá)監(jiān)測(cè)到海陸風(fēng)輻合線過程的資料和同一時(shí)期的三亞鳳凰機(jī)場(chǎng)AWOS實(shí)時(shí)觀測(cè)資料，分析海陸風(fēng)輻合線的生成規(guī)律以及與強(qiáng)對(duì)流天氣的發(fā)生、發(fā)展的演變關(guān)系，以及演變前后的風(fēng)場(chǎng)物理量特征進(jìn)行分析。

1.2海陸風(fēng)及海陸風(fēng)輻合線的定義

由于海陸間溫度差異而造成的海陸風(fēng)是垂直于海岸線吹的，根據(jù)海岸線的走向三亞機(jī)場(chǎng)夜間的陸風(fēng)風(fēng)向應(yīng)為西北風(fēng)至東風(fēng)，而白天的海風(fēng)風(fēng)向應(yīng)為東南風(fēng)至西風(fēng)。

在低仰角（0.50）基本反射率產(chǎn)品中表現(xiàn)為平行為三亞灣的窄帶弱回波，強(qiáng)度維持在25—45dBz，長(zhǎng)度約為50-100km，本文即定義為海陸風(fēng)輻合線。

2 三亞機(jī)場(chǎng)2020年夏季海陸風(fēng)輻合線月變化規(guī)律

利用2020年5月至9月的三亞多普勒天氣雷達(dá)資料，共有47天出現(xiàn)了海陸風(fēng)輻合線（表1），占到了30.7%，而且主要集中在6和8月份，海陸風(fēng)輻合線出現(xiàn)日數(shù)均達(dá)到10日以上。如果加上對(duì)三亞機(jī)場(chǎng)造成影響的海陸風(fēng)輻合線日數(shù)統(tǒng)計(jì)，也是6月和8月對(duì)本場(chǎng)造成影響數(shù)最多，均達(dá)到5次，5月則最少，沒有對(duì)本場(chǎng)造成影響。新一代三亞多普勒雷達(dá)在低仰角（0.50）的基本反射率產(chǎn)品上，大多觀測(cè)到的為1條海陸風(fēng)輻合線，有時(shí)能觀測(cè)到2條。其中海陸風(fēng)輻合線可以在一天中的任何時(shí)候產(chǎn)生，但大多在凌晨產(chǎn)生。每次持續(xù)的時(shí)間長(zhǎng)短也不一定，最長(zhǎng)維持15小時(shí)，出現(xiàn)在6月20日;最短為1.5小時(shí)，出現(xiàn)在8月7日;平均出現(xiàn)時(shí)長(zhǎng)為3-6小時(shí)。三亞的雷暴活動(dòng)夜間強(qiáng)于白天，分析原因可能是陸風(fēng)與背景風(fēng)的輻合作用影響所致：從5月份南海夏季風(fēng)建立開始，整個(gè)夏季（5-9 月）南海的環(huán)境風(fēng)場(chǎng)為西南風(fēng)，由于海陸風(fēng)的作用，三亞夜間吹偏北陸風(fēng)，與南海環(huán)境風(fēng)場(chǎng)的西南風(fēng)會(huì)產(chǎn)生風(fēng)場(chǎng)輻合，從而容易導(dǎo)致雷暴在沿輻合線地區(qū)發(fā)生[6]。

3 三亞機(jī)場(chǎng)夏季海陸風(fēng)輻合線的分類

三亞夏季海陸風(fēng)輻合線既可以觸發(fā)強(qiáng)烈天氣，也可能不觸發(fā)，其大致可以分為三類（表2），第一類為原地生消型，海陸風(fēng)輻合線上有對(duì)流發(fā)展，但是幾乎是原地消散，并沒有移動(dòng)，這類海陸風(fēng)輻合線出現(xiàn)較多，占36.2%;第二類為晴空型，一直以窄帶回波形式存在，并不觸發(fā)任何對(duì)流，這類海陸風(fēng)輻合線在5月份和9月份出現(xiàn)較多，占27.6%;第三類為移動(dòng)觸發(fā)對(duì)流型，基本都有不同強(qiáng)度的對(duì)流發(fā)展，并發(fā)生了移動(dòng)，且大多出現(xiàn)在6-8月份，占比和第一類相同為36.2%。因此海陸風(fēng)輻合線不一定會(huì)產(chǎn)生對(duì)流，其移動(dòng)速度時(shí)快時(shí)慢，大致為15-50km/h，但一般觸發(fā)對(duì)流的海陸風(fēng)輻合線移動(dòng)速度也非?？欤ǔ?0-50km/h，其移動(dòng)方向多是疊加在東南或西南環(huán)境場(chǎng)氣流之上，向西北或者東北方向移動(dòng)。

4 典型個(gè)例分析

4.1 海陸風(fēng)輻合線對(duì)風(fēng)場(chǎng)的影響

整個(gè)過程是從雷達(dá)的西南方向向雷達(dá)站移動(dòng)的，在8月03日01：00時(shí)（圖1（a））雷達(dá)的西南面有一條明顯的輻合線形成，在其后側(cè)有弱的對(duì)流生成，到01：29時(shí)（圖1（b））輻合線上面有多個(gè)雷暴生成，形成一條帶狀的回波，輻合線逐漸消失，并向東北方向移動(dòng)，到了01：52時(shí)（圖1（c））雷暴到達(dá)三亞機(jī)場(chǎng)，開始影響本場(chǎng)。到了02：26時(shí)（圖1（d））時(shí)雷暴維持并擴(kuò)散，影響范圍逐漸加大，但強(qiáng)度開始減弱。

從海陸風(fēng)輻合線到達(dá)本場(chǎng)的時(shí)間抽取出自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)可以看出，在輻合線影響前本場(chǎng)為110°附近5m/s的陸風(fēng)控制，輻合線到達(dá)時(shí)本場(chǎng)風(fēng)速突增到200°附近9m/s左右，基本上為海風(fēng)控制，由此可知在輻合線靠近時(shí)自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)顯示為海風(fēng)控制。

5 結(jié)論

1、三亞夏季的海陸風(fēng)輻合線可以分為三類，第一類為原地生消型，有對(duì)流發(fā)展，但是幾乎是原地消散，并沒有移動(dòng)，占36.2%;第二類為晴空型，一直以窄帶回波形式存在，并不觸發(fā)任何對(duì)流，占27.6%;第三類為移動(dòng)觸發(fā)對(duì)流型，有不同強(qiáng)度的對(duì)流發(fā)展，并發(fā)生了移動(dòng)，大致為36.2%。

2、海陸風(fēng)輻合線是由于海陸溫差、風(fēng)場(chǎng)結(jié)構(gòu)等原因產(chǎn)生的，但是其又會(huì)反過來對(duì)風(fēng)場(chǎng)有明顯的影響，當(dāng)海陸風(fēng)輻合線靠近時(shí)自動(dòng)觀測(cè)系統(tǒng)顯示為海風(fēng)控制。

參考文獻(xiàn)

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[4]王彥，李勝山，郭立，等.渤海灣海風(fēng)鋒雷達(dá)回波特征分析[J].氣象，2006，32（12）：23-28.

[5]盧煥珍，趙玉潔，俞小鼎等.雷達(dá)觀測(cè)的渤海灣海陸風(fēng)輻合線與自動(dòng)觀測(cè)站資料的對(duì)比分析[J]，2008，34（9）：57-65

[6]海南省天氣預(yù)報(bào)技術(shù)手冊(cè)：415-223

第一作者簡(jiǎn)介：1996年、女、本科、助理工程師、從事民航氣象預(yù)報(bào)