ISSN 1004-4965

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2013年春季一次强飑线过程中尺度特征研究

吴瑞姣 黎玥君 林永辉

吴瑞姣, 黎玥君, 林永辉. 2013年春季一次强飑线过程中尺度特征研究[J]. 热带气象学报, 2023, 39(4): 522-535. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2023.047
引用本文: 吴瑞姣, 黎玥君, 林永辉. 2013年春季一次强飑线过程中尺度特征研究[J]. 热带气象学报, 2023, 39(4): 522-535. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2023.047
WU Ruijiao, LI Yuejun, LIN Yonghui. MESOSCALE FEATURES OF A SQUALL LINE IN SPRING 2013[J]. Journal of Tropical Meteorology, 2023, 39(4): 522-535. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2023.047
Citation: WU Ruijiao, LI Yuejun, LIN Yonghui. MESOSCALE FEATURES OF A SQUALL LINE IN SPRING 2013[J]. Journal of Tropical Meteorology, 2023, 39(4): 522-535. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2023.047

2013年春季一次强飑线过程中尺度特征研究

doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2023.047
基金项目: 

国家自然科学基金联合基金 U2242204

安徽省自然科学基金 2208085UQ12

安徽省气象台 AHMO201905

详细信息
    通讯作者:

    黎玥君,女,江西省人,工程师,硕士,从事模式评估检验和释用研究。E-mail:275551891@qq.com

  • 中图分类号: P435

MESOSCALE FEATURES OF A SQUALL LINE IN SPRING 2013

  • 摘要: 运用多种观测数据,结合WRF模式分析了2013年3月19日发生在黔湘地区一次飑线形成期的中尺度特征。(1)此次飑线发生在高空500 hPa槽前的西南气流中,地面冷锋附近。环境风为西南向,且垂直于飑线长轴的分量小于沿着飑线长轴的分量。(2)飑线东、西两段存在显著差异:东段所在环境干燥,下沉对流有效位能DCAPE大,故雷暴大风强而短时强降水弱,对流单体初始于锋区及冷空气一侧,呈碎块状分布;西段环境湿润,短时强降水和冰雹集中,对流单体出现于地面锋区附近中尺度辐合线内,辐合线持久,其上辐合中心处不断有单体新生。(3)此次过程有重力波作用,且飑线西段重力波特征更明显。急流中的波动与中尺度辐合线相交,波动上升气流叠加辐合线上升运动,引起对流发生并迅猛发展,使得对流单体趋向于沿着波动等振幅面排列成带状,进而形成飑线。(4)旧单体南、北两侧均有新对流单体发生:北侧新单体高、低层重力波反相位叠加,对流受到抑制;南侧的新单体高、低层波动同相,上升气流加强,对流得以发展;新旧单体不断迭代更新,飑线整体向东南传播。

     

  • 图  1  2013年3月19日12:00—17:00雷达组合反射率因子(单位:dBZ)演变过程.

    图  2  2013年3月19日11:00—23:00累积降水量(单位:mm)分布(a)、其中6个站点逐小时降水量演变(b)及灾害性天气(短时强降水、雷暴大风、冰雹)分布(c)

    图  3  2013年3月19日12:00 500 hPa(a)、700 hPa(b)、850 hPa(c)、地面(d)天气图,贵阳(e)、桂林(f)、郴州(g)探空图及桂林(红色)、郴州(黑色)站相对于飑线的风场在垂直于飑线长轴(实线)和平行长轴(长虚线)的分量廓线图(h)

    其中a~d中紫色方框为对流起始区,绿色方框为飑线经过区; 粗棕线代表槽线或切变线,蓝粗线代表地面冷锋,黑色等值线为位势高度(单位:dagpm)或海平面气压,红色等值线为温度(单位:℃),蓝色风向杆(每长杠10 m/s),彩色阴影为风速大小(单位:m/s)或雷达组合反射率因子(单位:dBZ);c中紫色数字为各站点的温度露点差。e~g中黑线为温度层结曲线,紫线为状态曲线,绿线为露点温度曲线及单站风廓线黑色风向杆。

    图  4  形成期12:00—16:00地面要素场与雷达组合反射率因子的逐小时(第一行为12:00,第二行为13:00,第三行为14:00,第四行为15:00,第五行为16:00)演变

    a~e中填色为雷达组合反射率因子(单位:dBZ),红色等值线为气温,箭矢为地面风场,蓝色粗实线代表地面冷锋;f~k中填色为1小时变压(单位:hPa),红色等值线为变温(单位:℃)、黑色等值线为散度场(单位:10-5 s-1);m~q中散点为小时降水量和黑色等值线为海平面气压(单位:hPa)。

    图  5  镇远(a)、剑河(b)、邵阳(c)13:00—16:00逐分钟地面气压(单位:hPa)

    图  6  2013年5月19日13:30—17:30 WRF模拟的飑线组合反射率因子(单位:dBZ)演变

    图  7  12:15(a)、12:45(b)、13:15(c)、13:45(d)、14:00(e)低空2 km高度的散度场(彩色填色:10-5 s-1)、风场(灰度箭矢)、组合反射率因子(粗红色等值线:dBZ)演变及各要素沿107.8 °E经线5 min演变(f)

    图  8  水平速度扰动(填色,m/s)和≥40 dBZ反射率因子(红色等值线)沿26.5 °N垂直分布

    图  9  图 7中O点处各要素随时间的变化

    a. 2 km(黑色实线)、4 km(点线)和9 km(长短虚线)高度上的垂直速度(单位:m/s);b. 0~12 km垂直速度(其中>0 m/s的区域填黄色);c. 0~12 km内云水混合比(填色,g/kg),雨水混合比(黑线,g/kg),雷达反射率因子(≥20dBz,红线,等值线间隔10 dBZ);d. a~c中蓝色箭头所示的两次沉降、两次上升过程中垂直速度的垂直分布廓线。

    图  10  6 km高度上水平风速扰动(填色,m/s;细黑线为0值线)与≥40 dBZ反射率因子(粗黑线,间隔5 dBZ)

    图  11  沿107.8 °E各要素的垂直剖面图

    a~d水平风速扰动(单位:m/s); e~h垂直速度(填色,单位:m/s),雷达反射率因子(蓝线,间隔20dBZ),气压扰动(单位:hPa)。

    表  1  贵阳、桂林、郴州站主要的探空参数

    CAPE/(J/kg) CIN/(J/kg) LI/K K DCAPE(600) T-Td(850 hPa) △U(0~3 km) △U(0~6 km)
    贵阳 891 150 -3 34 630 4 22.2 30.7
    桂林 59 552 0.5 29 / 7 21.1 34.2
    郴州 1114 208 -3 30 1380 1 20.3 34.2
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出版历程
  • 收稿日期:  2022-05-19
  • 修回日期:  2022-11-10
  • 网络出版日期:  2023-10-24
  • 刊出日期:  2023-08-20

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