风扶幽夜
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[分析探讨]看“风暴观测技巧”后感悟对一次ef3龙卷过程的分析

楼主#
更多 发布于:2017-12-30 20:00
        在本次分析之前,先说一写题外话 :要说本人对强对流的兴趣的萌发,还要追溯到14年的冷涡雷雨季,一次冰雹,敲开了我对强对流天气爱好的大门。在兴趣的驱使下,注册了贴吧号。关注了台风吧,飑线吧等气象贴吧。并且十分崇拜资深会员love仙人球开花, tracy吃tiptemplerlord等大神(曾经还被2t警告过,哈哈,因为挖坟)。去年时候开始买气象书籍学习。到了现在有了微薄的气象知识水平,最近看了t君辛苦翻译的“风暴观测技巧”后有一些感想,又想起了以前在微博上看到的2015年5月31日发生在吉林通榆的一次EF2-3龙卷钩状回波图片,感觉相似之处很大。于是便上微博把该图片找了出来,再利用日本再分析资料,历史探空图以及从微博找到仅有的两张雷达图对这次强对流天气过程做出了分析:
分为

1天气形势背景分析
2T-lnp图分析
3水汽,不稳定能量诊断分析
4雷达图分析以及观“风暴观测技巧”后对此次强对流过程的回波特点的看法
ps:由于学业原因时间较为紧促,可能不能一次性更新完成,请谅解
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Irkalla
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发布于:2017-12-30 20:21
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发布于:2017-12-30 20:40
1.天气形势背景分析
摘取2015年5月31日00z的500hpa天气形势图可以看出:东亚地区存在两个低涡,两个低涡中心分别位于蒙古和远东,我国东北地区处于500hpa冷涡下摆式低槽槽后西北气流控制下,其中一个-21℃的冷中心位于远东地区,随着低涡系统旋转。高空不断有冷平流沿着槽后西北气流南下到我国东北境内,500hpa高空出现明显负变温。且低涡不断分裂出低槽东移,500hpa槽线率先过境,850,700hpa处于槽前,构成前倾槽结构。850hpa处于槽前西南气流控制下,存在风速辐合,且槽前正涡度平流起到降压作用,增大了辐合上升运动。且850hpa存在一个暖中心位于沈阳一带,中心温度18℃。槽前西南急流引导暖脊向北延伸。700hpa亦处于槽前且存在风速辐合。且为一暖脊控制。300hpa未来强天气落区处于300hpa高空急流出口处右下方,存在高空辐散。低空辐合高空辐散增大了上升运动。且地面存在一个温带气旋,西侧二型冷锋东移(700hpa槽后),提供了触发机制,故可以认为此次龙卷天气过程是在500hpa存在冷涡,低空辐合高空辐散,850‘700hpa存在暖脊。’地面存在冷锋东移触发不稳定能量的天气背景下激发。
[风扶幽夜于2017-12-31 17:32编辑了帖子]
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发布于:2017-12-31 09:31
T-lnp图分析
摘取距离通榆较近的长春站00z和12z的探空图并进行分析可以看出:0-6km存在明显的垂直风切变,其中500-400hpa风向随高度逆转,提示存在冷平流。600hpa以下风随高度顺转,提示存在暖平流。且0-6km风向随高度呈现出明显旋转特征,夹角很大。且0-6km存在显著垂直风速切变,达到18-20m/s,属于中等偏强的垂直风速切变。探空所表现出来的较强风向垂直切变,较深厚的风速垂直切变十分有利于有组织的中尺度对流系统发展,如强单体雷暴,多单体强风暴甚至超级单体雷暴发展。并且值得注意的是;00z长春探空0-1km垂直风切变很大,(龙卷发生的两个环境特征:0-1km垂直风切变及低的lcl高度)。良好的垂直风切变环境足以支持午后超级单体风暴发展甚至形成龙卷,00z探空显示,层结曲线大范围位于状态曲线左侧,负不稳定能量明显大于正不稳定能量。lcl以及LFC高度皆比较高,大约在500hpa和850hpa左右。而12z探空表示:层结曲线较大范围位于状态曲线右侧,600-250hpa存在较大的正不稳定能量(指数显示cape=985j/kg)。考虑到龙卷发生时间为下午,此时的不稳定能量应该大于12z探空所显示数值,但是长春较通榆距离较远,探空站并不能完全显示通榆地区的大气状况,且长春并没有出现强对流天气。可能龙卷发生时通榆地区的cape与长春相仿或更大一些。lcl及LFC高度皆有降低,对流上限EL高于250hpa,对流发展空间比较大。且虽然存在抑制能量。但是良好的触发条件仍可以使气块冲破抑制而超过对流自由高度后上升,此次龙卷过程发生在在温带气旋西侧冷锋东移,且850,700hpa槽前,300hpa高空急流出口处右下方,具有良好的触发机制和上升运动条件。00z和12z露点曲线皆开口较大,不利于强降水天气形成。且低层层结曲线有平行干绝热线的存在。有利于风暴后侧下沉气流下降时强烈降温,到地面形成冷池向外推进形成阵风锋。且层结曲线处于干绝热线和湿绝热线间,存在条件性不稳定。
[风扶幽夜于2017-12-31 17:28编辑了帖子]
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发布于:2017-12-31 09:50
长春站00z,12z探空
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发布于:2017-12-31 18:04
水汽,不稳定能量分析:
对此次龙卷天气过程发生之前的水汽和不稳定能量进行分析,发现此次龙卷发生之前不稳定能量很大,但是水汽供应相对比较少(本次强对流过程短时强降水天气并不明显),利用NCPE(禁传资料,故图片不上传)再分析资料可以看出:14时强对流发生区域位于不稳定能量高能舌区:cape>1000J/kg,局地大于1200j/kg,Dcape>1600J/kg,很有利于雷暴大风天气发生。BLI呈带状高能区分布于东北一带,龙卷发生的通榆地区BLI<-4K。k指数略低,在24-28℃左右,也表明此次强对流天气过程短时强降水不强。强天气威胁指数SweaT达到435,超过龙卷发生阈值(400)。T850-500>34℃。ΘSE850-500亦>16℃,存在强的热力不稳定。水汽方面来看,有块状水汽辐合中心零星分散于分布于吉林西北部和黑龙江东部,大部分在在-2g/kg ,水汽供应较差。PWAT22'3MM,零度层高度很低,大约在3600-4000m左右,有利于冰雹天气的出现。
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发布于:2018-01-01 08:17
雷达图分析以及观“风暴观测技巧”后对此次强对流过程的回波特点的看法
雷达图分析(采用仅有的几张nmc雷达图进行分析,径向速度图等资料缺失故无法分析):5月31日午后,受到温带气旋西侧冷锋东移触发不稳定能量,吉林西部和黑龙江西南部不断有强回波生成并自西向东移动,并且在良好的大气条件下快速发展,且对流系统呈现出一定的组织化,其中位于吉林中南部的对流系统移动到位于通榆地区的不稳定能量高能区时迅速加强。并且逐渐呈现出超级单体特征,从15;15开始低层弱回波区便逐渐明显,表示有暖湿气流不断进入云内并参与到上升运动中。接下来几个体扫一直到到15:31分,钩状回波特征逐渐发展明显,风暴在强垂直风切变的背景下形成的垂直涡管旋转,使得上升气流围绕中气旋进行上升运动。到15:46分,钩状回波特征已经极其显著,同时入流缺口很明显,可知有较强的暖湿气流被卷入风暴内并参与到上升运动中。且出现BWER(有界弱回波区),该风暴发展成一个比较典型的经典超级单体风暴(CL).FFD(前缘下降区)区域最大反射率因子>60DBZ,且位于风暴东南部有一条不太明显的阵风锋,由FFD(前缘下降区)和RFD(后缘下降区)的下沉气流此时在通榆北部地区产生一个EF2-3的龙卷(现场有客车,货车被掀翻),随后超级单体减弱,并在继续东移过程中逐渐减弱消散。

观看视频后的个人见解:
在观看风暴观测技巧后对此次强对流过程的雷达回波特征提出了自己的看法,首先在强的垂直风切变背景下形成垂直涡管并形成强烈的旋转上升运动,如图所示:棕线所画,围绕钩状回波的部位为环绕中气旋旋转上升气流部分,卷入了ffd的下沉气流和来自风暴外界的暖湿气流。而两条蓝线分别代表ffd的下沉气流被卷入的入流已经来自风暴外部的暖湿气流被卷入的入流。来自后侧的橙线代表后侧入流急流,由后侧入流急流打出来的弱回波区。而蓝点所代表位置大致为RFD的位势,并在两端形成两个弯曲部位---即马蹄结构(一个气旋性弯曲,一个反气旋性弯曲),北半球的龙卷大部分呈气旋性旋转,当马蹄结构的气旋性弯曲部位中的涡度与中气旋中的涡度结合时,使得涡度加强,且北半球龙卷一般呈气旋性旋转,使得在钩状回波北部顶端部位形成龙卷。
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发布于:2018-01-01 08:23
补充:雷达图及天气形势图

图片

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