templerlord
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[分析探讨]超级单体发展过程中的目视形态变化

楼主#
更多 发布于:2017-07-10 04:17
这算是我这段时间间接观察超级单体发展过程的一个总结。


先说一个比较重要的分析结论:对流柱是否扶正,可作为目视判断背景条件的一个重要参考。在对流柱成型之后,它的倾斜与否并不直接取决于背景风切变。它反映的是风暴下部,也就是外流边界和阵风锋,与风暴主体之间的相对速度。注意,这里的相对速度,指的是相对于低空气层的移动速度,因此强的入流风也要算入相对移动速度之中。当一个风暴的对流柱倾斜度保持不变的时候,这意味着它的风暴主体和外流边界相对于低空气层的相对速度是不变的,此时如果不考虑下垫面和更大尺度的外界影响,基本就可以认为风暴所处的综合条件是不变的。
当一个风暴的移速超过外流边界的移速(风暴时时刻刻都在产生新的外流,这里不考虑这一点,只和离开风暴母体的外流的移动速度作对比)的时候,冷的外流不仅不能阻塞风暴的上升气流,还会让风暴前方的暖湿不稳定气层剧烈抬升,将其转化为强上升气流。在这种情况下,静止锋紧邻对流中心,对流柱倾向于向垂直发展。此时,上升气流非常稳定,而这就意味着下沉气流和降水物质也有稳定来源;同时下沉气流的强弱不能成为影响上升气流的因素,于是风暴发展成一个同时存在着旺盛上升气流和强下沉强降水,并且能维持相当长一段时间的HP超级单体。
当一个风暴的移速和外流边界移速差不多的时候,静止锋处在风暴上升气流区的边界处,外流对风暴的阻断作用和激发作用交替发生,就会产生反复崩溃的上冲顶和上升气流的强弱脉冲。这种情况下,如果二者速度相差较小,就会形成周期性风暴;而如果二者速度相差较大,则会在前方激发新单体的形成。
而如果一个风暴的移速比外流速度慢,则静止锋逐渐被外流推离风暴,逐渐切断风暴的上升气流供应。这个过程正好表现为风暴主体位置少动,而上升气流区被迫越来越加速向前移动,导致对流柱越来越倾斜细长,最终被彻底切断并消散。因此如果看到上升气流基底越来越远离对流顶、对流柱越来越倾斜,则可以认为不仅风暴本身趋于消亡,而且有利于风暴存在的背景条件也在逐渐恶化。

然后借助示意图来讲解超级单体发展中的各个流程和可能性。示意图如下:

图片:TIM图片20170710022325.png





1-2-3a(-3a)-4a路线:
在切变环境中,具备了垂直涡度和上升气流速度的对流单体逐渐发展,但是由于中层逆温层较强而CAPE较弱,因此对流被限制在较低的气层里,成为低顶系统。如同周期性风暴那样,在3a阶段的时候RFD会切割对流柱,老对流柱会表现为细弱的旋涡移向风暴左侧,而新对流柱在风暴右侧加强。如果条件合适,此过程可以重复发生数次;如果条件不合适,则外流冷空气逐渐切断上升气流,对流柱进一步倾斜并逐渐变细,最后由下向上逐渐消散。


1-2-3b-4b-5路线:
在切边环境中,具备垂直涡度和上升气流的对流单体先发展成低顶系统,然后随着条件进一步好转,新激发的对流开始突破逆温层,低顶系统发展为高顶系统,成为LP超级单体。


5-6a-7a路线:
在条件仅能勉强形成高顶超级单体的环境中,随着时间推进,超级单体从入流为主变成外流为主,静止锋的位置倾向于远离对流顶,风暴被剪断上升气流供应,对流柱变细,由下向上逐渐消散。


5-6b-2路线:
在LP超级单体生成后,随着时间推进,对流条件逐渐变得不足以维持高顶系统,但是对流的其它条件仍然良好,于是新的对流以低顶形式存在继续存在。


5-6b-7b-5路线:
在LP超级单体生成后,由于上升气流不稳定,对流柱无法完成扶正,但是对流环境依然存在。当对流柱过于倾斜、不能完成水汽和上升气流输送的时候,旧对流柱发生断裂,在其中前端发展出新的对流来。


5-6c-7c路线:
由于背景条件适合生成强单体,初生的LP单体很快加强并且完成对流柱扶正,进入经典超级单体的范畴。


7c-8a-6a-7a路线:
这是经典超级单体的发展路线。随着RFD发展,风暴被切割并削弱,生命周期走向结束。


7c-8a-9(-7c-8a-9)-6a-7a路线:
这是周期性风暴发展路线。RFD在切割旧对流柱的同时,也激发了新对流柱的生成和强化,只要背景条件不变,风暴可以在这个阶段完成多次循环,直到最后条件不足以支撑对流,趋于消散。


7c-8b-6a-7a路线:
这是HP超级单体发展路线。虽然RFD生成,但是背景条件足以在RFD保持强降水的同时不影响上升气流强度,于是单体将在这个状态一直延续到条件恶化为止。


8b-9互相转化:
当条件变化的时候,HP超级单体的旧对流柱可能会趋于衰弱,但同时新的对流又足以弥补,产生循环。同时,当循环单体处于更优良的环境中(如更强的低空急流)时,它也可以转化为HP超级单体。


图片:TIM图片20170710022332.png




附上RFD切割的三种情况:
A:RFD落在偏右部分,对对流主体产生严重影响,削弱风暴。
B:RFD落在几乎正中,被切割的两侧对流柱都保有一定的强度,于是风暴分裂成一个气旋性的右移风暴和一个反气旋性的左移风暴。
C:RFD落在偏左部分,切割出一个较弱的副对流柱,这个对流柱在左移的过程中迅速削弱;同时阵风锋在右侧激发主对流柱的强度,使风暴发生循环。
[templerlord于2017-07-10 04:49编辑了帖子]
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我算发现了,就算华北变成潮显半岛,天津市区肯定也是那个旱城
serene_celeste
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发布于:2017-08-22 16:31
2017年8月18日摄于安徽阜阳,来源见水印。

图片:c2821c7bly1fiq905ujlrj20rs0kuabt.jpg

图片:c2821c7bly1firdf69fvrj21bf0qo44c.jpg

图片:fullsizerender.jpg


在微博上不小心看到的,就问了问拍摄者(是个妹子)当时的情况。

具有明显的旋转对流柱和卷云砧,我认为是个LP型超级单体,对流柱倾斜程度来说雷达上回波应该很不明显。
我记得有资料说Low-top系统也分LP、HP和Classic。
这是8月18号下午的向日葵,可见安徽一带有很多对流发展。

图片:snipaste_20170822_162903.png

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serene_celeste
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发布于:2017-08-29 12:15
2017年8月26日15:00-17:00拍摄于深圳莲花村人才大厦附近。台风帕卡来临前激发的台前雷暴系统。
拍摄者:Always_彭(微博)








图片:snipaste_20170829_120827.png


基本上可以断定是由于台风环流带来的垂直风切变引起的,单从vis上就能看到明显的上冲云顶。后来该系统发展为飑线,受台风帕卡影响向西移动,当天午夜趋于消散。
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serene_celeste
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发布于:2017-09-26 10:40
2017年9月25日18:00-19:00四川阿坝
当时tibet西部,四川北部和青海南部高原区都有雷暴活动。

图片:snipaste_20170926_103309.png



图片来源见水印

图片:e510d55cgy1fjw8giewktj20zn0hsgn4.jpg

图片:006ATv9qgy1fjwr1mi16aj30k00f075j.jpg


图片:006ATv9qgy1fjwr1lu81rj30k00f0wgd.jpg


这张对流柱非常明显

图片:006ATv9qgy1fjwr1knwkmj30k00qotbb.jpg

图片:006ATv9qgy1fjwr1ixvffj30k00f0mym.jpg

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台风
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发布于:2017-09-26 17:52
serene_celeste锛2017年9月25日18:00-19:00四川阿坝
当时tibet西部,四川北部和青海南部高原区都有雷暴活动。


图片来源见水印

这张对流柱非常明显
鍥炲埌鍘熷笘
很漂亮的高原LP风暴,可以看出风暴周围的风切变不是很弱,由于上冲云顶正在发展,当地的大气环境可能比较利于这类风暴的出现发展,故不考虑700hpa附近有逆温层。拍摄者应该是处于风暴的西北方向,图中正好可以看到类似于RFD空槽的结构,有几张图甚至风暴的后部也有对流柱发展,所以可以考虑风暴还有可能在分裂
so l just let you go
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