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[分析探讨]强对流分析

楼主#
更多 发布于:2018-02-17 22:19
今天是狗年的第二天,也是天津的“姑爷节”再进行此次分析之前,先提前祝福大家新年快乐!事业有成!学业进步!身体健康!生活多姿多彩!好啦,就说这么多;接下来,让我们进入主题吧。ps:本人已经接近4个月未进行中尺度分析,水平已大不如前,内容难免会出现错误,请列表各位大佬海涵~
利用常规天气图,Jam再分析资料,NCEP―GFS再分析资料,T-lnp图,雷达观测资料对2015年5月6日夜间发生在河南的一次强对流天气过程做出较全面的分析。
①.强对流天气实况:2015年5月6日21点以后,河南地区遭遇强对流天气袭击,出现以雷雨大风,冰雹为主的强对流天气,其中洛阳等地在21时左右遭遇雹暴袭击,出现特大冰雹,最大直径达到一个鸡蛋大小(≥4cm),更有甚者接近苹果直径(≥6cm),同时多个地区遭受大风天气袭击,最大风力出现在叶县达到12级。从上面可以看出,此次强对流天气过程具有以下特点:⒈以雷雨大风和大冰雹为主,短时强降水并不剧烈、⒉强度大:多地出现特大冰雹,最大风力达12级。⒊波及范围广:除了洛阳,登封等地区同样遭遇特大冰雹袭击,且多地出现大风天气。由此可见,这是一次不太多见的强对流天气过程
②.环流形势分析:从jam再分析资料可以看出,:5月5日08时东亚环流形势为两槽两脊型,其中两脊分别位于哈萨克斯坦和内蒙古东部,其中新疆脊更加强,同时有两个冷涡中心分别位于蒙古和我国东部地区,两槽皆为低涡下摆式低槽,两槽槽底大致位于朝鲜半岛和陕西一带。日本海东部地区为一脊并维持,5日20时天气图可以看出:原新疆脊强烈发展,迫使蒙古冷涡东移,此时位于内蒙古东部的脊减弱,两个冷涡趋于合并。同时鄂海脊继续维持,6日20时nmc天气图(来自台风论坛)可以看出:原内蒙古东部的脊基本已经减弱消失,两个冷涡合并,东亚地区大致形势为两槽一脊型,一脊位于新疆,其中东北冷涡下摆式低槽槽底延伸至朝鲜半岛西部的黄海海面上,对应新疆脊的,蒙古一带存在一横槽。同时在蒙古一带存在-44℃的冷中心。华东地区存在一个短波槽,槽底下探到福建北部,河南处于短波槽后西北急流控制下,且西风气流较平直,有冷平流沿槽后西北急流南下,对应的:从探空来看,500hpa08-20时南阳站出现明显的负变温。同时河南中部有一短波小槽过境,且有温度槽配合。与华东短波槽形成阶梯槽形势,槽前正涡度平流输送,对低层的降压作用,有利于辐合上升运动发展。从850hpa来看,蒙古冷涡下摆槽延伸至陕西中部地区,河南西部亦有短波小槽东移,但略落后500hpa小槽,形成前倾槽形势,且处于850hpa槽前西南风控制下,增大了层结的不稳定性。700hpa槽线已经过境,处槽后西北气流控制下。地面场来看:低压中心位于内蒙古,地面冷锋位置在蒙古至陕西西南部一带,其中河南西部处于锋前热低压控制下,地面冷锋东移,是地面的触发抬升机制。配合良好的大气形势场是强对流的触发机制之一。
②T-lnp图及数据分析:
摘取08和20时南阳站探空数据以及T-lnp图分析,可以看出:20时露点曲线呈上开口,下拢合的喇叭口结构,呈现上干下湿出对流性不稳定,并适合雷暴大风等强对流天气的发展,但是整层温度露点差皆比较大,仅900hpa左右较湿,侧面反应出了此次强对流过程以雷暴大风和冰雹为主,短时强降水并不显著。对流自由高度LFC在800hpa左右,抬升凝结高度LCL在900hpa左右,有利于强对流天气的发展,同时对流平衡高度EL的高度较高,接近300hpa,对流发展空间较大。同时LFC上部正不稳定能量区域较大,指数显示cape达到1183J/kg。并且存在一定的cin,在抑制对流的同时也阻止了不稳定能量过快释放,当地面冷锋东移触发,突破抑制使对流迅速加强,同时层结曲线有平行于干绝热线的存在,有利于发展成熟的雷暴后侧下沉气流下沉时形成剧烈降温,到地面形成冷池向外推进形成阵风锋。同时对垂直风分析发现,850―地面风随高度顺转,存在暖平流,800hpa风随高度逆转,存在冷平流。高空冷平流叠加在低空暖平流上,更加大了层结的不稳定性,0-6km垂直风切变达到28m/s―30m/s,达到强垂直风切变标准。0-3km垂直风切变也达到16m/s,且高低空风向夹角较大,较高的热力不稳定,强的深厚垂直风切变十分利于高度组织化的对流系统(超级单体风暴,飑线)发展。0℃层高度仅3600m左右,有利于大冰雹的生成和降落。从各项指数来看:08时南阳站上空500hpa温度-13℃,20时减小至-15℃有明显负变温,925hpa有正变温,高低空形成温度差动平流,T850-500≥28℃。各项强对流指数也有增加,k指数从08时的13.2℃增跃至27℃。LI从0.93下降至-5k。强天气威胁指数Sweat增跃至255.88,cape从5.68J/kg增大到1183J/kg,表明强对流发生之前已经积赞了大量的不稳定能量,在地面冷锋东移触发,配合高空槽背景生成
④.水汽,不稳定能量分析:河南地区处Dcape高能区,普遍大于1000J/kg,其中西部处Dcape高能舌区,局地>1200J/kg,有利于产生雷暴大风天气。BLI低于局部―4℃。850hpa△T-Td西部≥ 4℃,中东部=2℃,并在河南中西部一带地区形成露点锋,而500hpa△T-Td≥28℃,有利于雷暴大风的发展。水汽通量辐合中心仅在河南河南西北部有零散的块状分布,且强度较弱,仅为-1g/cm2.hpa.s,Pwat(整层可降水量)仅有35mm,也表明了此次强对流天气过程以雷暴大风和冰雹为主,短时强降水并不剧烈
⑤.从21点开始,有一条自东北至西南有向的飑线自西向东移动,其中南段存在一个强单体风暴。此中β尺度对流系统刚开始为直线型飑线,但是由于雷暴前侧的下沉大风强烈出流形成的阵风锋向前退进,由于阵风锋相对于对流单体随高度呈斜切面,风暴前部暖湿气流被抬升从而斜升进入风暴内,在中层产生降压作用,为了补偿,于是便有一支气流从后侧入流到风暴内,这就是后侧入流急流的来源,同时径向速度图上可以看到MARC。另外后侧入流急流可以将中层干冷气流卷入,雨滴上升到此蒸发并在雨水的拖拽作用下形成下击暴流。此时飑线南段的一部分转化为弓状回波,或许除了上述原因和地面中尺度系统(地面辐合线,边界层扰波动,干线)有关,整个飑线转化为LEWR。飑线内弓状回波前端最大反射率>60dbz时间大约在21:44左右,并未来南移造成大风冰雹天气,同时郑州一带一个原存在的一个原非超级单体强风暴在阵风锋抬升暖湿气流作用下,暖湿入流进入云体内,风暴加强形成超级单体风暴(除了阵风锋或许还与其和地面中尺度系统相互作用的功效)。反射率高值区沿低层入流区域分布,也标志该风暴进入强风暴阶段。最大反射率>65dbz。且出现钩状回波特征。此时后侧由于雷暴的出流和前端新生单体的发展,后侧弓状回波略有减弱,但后来合并超单再度加强。同时位于风暴南端的一个强风暴单体发展。反射率最大>65dbz,该风暴大部分时间内孤立与飑线主体发展,但是该飑线内雷暴的下沉出流抬升暖湿气流使之不断的加强。最终形成hp超级单体风暴,反射率因子最大>70dbz,同时出现明显的FIN和RIN特征,先是前侧入流缺口出现,表明有暖湿气流被风暴卷入参与到上升运动中,后来因为雷暴大风下沉出流造成后侧入流缺口补偿入流辐合,形成后侧入流缺口RIN,整个风暴呈s型,风暴整体随飑线系统东移,造成路径上的大冰雹和大风天气。
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