ISSN 1004-4965

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华南一次非中气旋海面龙卷的大气条件和雷达特征分析

郭泽勇 张弘豪 胡胜 张晶晶 刘显通 陈玉宝 李昭春

郭泽勇, 张弘豪, 胡胜, 张晶晶, 刘显通, 陈玉宝, 李昭春. 华南一次非中气旋海面龙卷的大气条件和雷达特征分析[J]. 热带气象学报, 2021, 37(4): 541-555. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2021.052
引用本文: 郭泽勇, 张弘豪, 胡胜, 张晶晶, 刘显通, 陈玉宝, 李昭春. 华南一次非中气旋海面龙卷的大气条件和雷达特征分析[J]. 热带气象学报, 2021, 37(4): 541-555. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2021.052
GUO Zeyong, ZHANG Honghao, HU Sheng, ZHANG Jingjing, LIU Xiantong, CHEN Yubao, LI Zhaochun. ANALYSIS OF ATMOSPHERIC CONDITIONS AND RADAR CHARACTERISTICS OF A NON-MESOCYCLONE WATERSPOUT IN SOUTH CHINA[J]. Journal of Tropical Meteorology, 2021, 37(4): 541-555. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2021.052
Citation: GUO Zeyong, ZHANG Honghao, HU Sheng, ZHANG Jingjing, LIU Xiantong, CHEN Yubao, LI Zhaochun. ANALYSIS OF ATMOSPHERIC CONDITIONS AND RADAR CHARACTERISTICS OF A NON-MESOCYCLONE WATERSPOUT IN SOUTH CHINA[J]. Journal of Tropical Meteorology, 2021, 37(4): 541-555. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2021.052

华南一次非中气旋海面龙卷的大气条件和雷达特征分析

doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2021.052
基金项目: 

海南省南海气象防灾减灾重点实验室开放基金项目 SCSF201904

国家重点研发计划“超大城市垂直综合气象观测技术研究及试验” 2017YFC1501701

灾害天气国家重点实验室开放基金 2020LASW-A03

灾害天气国家重点实验室开放基金 2020LASW-B04

详细信息
    通讯作者:

    胡胜, 男, 湖北省人, 研究员级高级工程师, 博士, 从事天气雷达资料应用和强对流天气研究。E-mail: sheng_Hu@gd121.cn

  • 中图分类号: P445.2

ANALYSIS OF ATMOSPHERIC CONDITIONS AND RADAR CHARACTERISTICS OF A NON-MESOCYCLONE WATERSPOUT IN SOUTH CHINA

  • 摘要: 利用S波段双偏振雷达、风廓线雷达、L波段探空雷达、区域自动站等观测资料和ERA5再分析资料, 对2019年5月26日发生在华南地区一次季风暴雨中海上龙卷过程的大气条件和雷达特征进行了详细分析。(1)低层辐合、高层辐散、中层短波槽东移的环流特征为龙卷的对流风暴提供了有利的大尺度动力抬升条件, 与大多数陆龙卷的形成机制相似。(2)该龙卷形成的环境条件也与一般非中气旋陆龙卷近似, 具有中等大小的对流有效位能, 对流抑制能量接近0, 为该对流风暴发生发展提供了热力条件, 具有发生龙卷的潜势; 强0~1 km低层风垂直切变和0~6 km深层风垂直切变为该对流风暴发展提供了动力条件, 其中低层风垂直切变远高于过去对陆龙卷低层风垂直切变统计的下限。(3)雷达发现: 龙卷出现前后, TVS(Tornadic Vortex Signature)雷达产品多次定位提醒, 但中气旋产品并未有提醒, 有一定示警作用; 径向速度产品揭示了龙卷正负速度对的发展变化; 龙卷低层旋转速度大值区多位于带状回波前沿, 对应的差分反射率ZDR减小, 相关系数CC较低, 有利于确定龙卷的持续时间和影响范围。

     

  • 图  1  目击者拍摄龙卷实景(拍摄地见图 3)

    图  2  2019年5月26日08时MICAPS实况环流形势图

    a.200 h Pa; b.500 h Pa; c.850 h Pa; d.地面。图中线条代表等高线(单位: dagpm),★代表阳江探空站位置。

    图  3  观测站点及雷达TVS产品识别数据时空分布

    图  4  2019年5月26日08—15时南鹏岛观测站气象要素变化图

    图  5  阳江探空站2019年5月26日02时(a)、08时(b)风玫瑰图

    图中★数值表示探空仪器所在高度(单位:km)。

    图  6  2019年5月26日ERA5再分析风场资料

    ▲代表闸坡南部近海;□代表龙卷活动区域。a.850 h Pa 11时风场;b.850 h Pa 14时风场;c.975 h Pa 08时风场;d.975 h Pa 10时风场;e.10 m 08时风场;f.10 m 9时风场。

    图  7  2019年5月26日海陵岛风廓线雷达资料

    a.08—16时逐时资料;b.10—13时逐6分钟资料。

    图  8  2019年5月26日海陵岛风廓线雷达风暴相对螺旋度变化

    图  9  0.5°反射率因子变化图

    ●为阳江雷达站位置,★为南鹏岛观测站位置。

    图  10  反射率因子剖面图

    a.11时0.5°仰角反射率因子;b.沿图a中剖线位置剖面;c.11:18 0.5°仰角反射率因子;d.沿图c中剖线位置剖面;e.12:48 1.5°仰角反射率因子;f.沿图e中剖线位置剖面;g.12:54 1.5°仰角反射率因子;h.沿图g中剖线位置剖面。

    图  11  径向速度变化图

    ★为南鹏岛观测站位置。a.12:06 2.4°仰角;b.12:18 1.5°仰角;c.12:30 1.5°仰角。

    图  12  径向速度剖面图

    箭头指向为气流方向,方框内为涡旋垂直伸展高度。a.11时1.5°仰角径向速度图;b.沿图a中剖线位置剖面;c.12:18 1.5°仰角径向速度图;d.沿图c中剖线位置剖面。

    图  13  11时阳江双偏振雷达1.5°仰角偏振量特征图

    a.基本反射率;b.径向速度;c.ZDR; d.CC。

    表  1  2019年5月26日02—08时阳江探空站对流参数

    时间 CAPE/(J/kg) K指数/℃ CIN/(J/kg) 0~1 km风垂直切变/(10-3s-1) 0~6 km风垂直切变/(10-3s-1) SRH/(m2/s2) LCL/m
    02时 405.7 38 73.6 2.0 9.6 83.09 996
    08时 992.9 34 0 10.5 6.7 65.97 996
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    表  2  2019年5月26日10:54—13:00龙卷涡旋距海面高度特征变化

    时间 ID 方位/° 距离/km 特征底高/km 特征顶高/km
    10:54 T3 177 37 0.6 3.0
    11:00 T3 175 36 0.6 2.9
    11:54 C8 153 41 0.7 3.3
    12:06 C8 151 41 0.6 3.2
    12:18 C8 146 40 0.6 3.3
    12:30 WO 157 34 0.6 2.6
    12:36 WO/EO/C8 155/110/139 37/57/42 0.6/0.9/0.7 2.9/2.8/2.7
    12:48 EO/BO 107/149 59/40 0.9/0.6 2.8/3.0
    13:00 EO 104 59 0.9 2.0
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-03-05
  • 修回日期:  2021-07-18
  • 网络出版日期:  2021-12-15
  • 刊出日期:  2021-08-20

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