海南岛一次强飑线系统演变的双偏振特征分析

邢峰华; 黄彦彬; 李光伟; 敖杰; 李思腾

doi:10.16032/j.issn.1004-4965.2023.064

海南岛一次强飑线系统演变的双偏振特征分析

doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2023.064

邢峰华^{1, 2},
黄彦彬^{1, 2, ,},
李光伟^{1, 2},
敖杰^{1, 2},
李思腾³

1.
海南省气象科学研究所，海南海口 570203
2.
海南省南海气象防灾减灾重点实验室，海南海口 570203
3.
北京市城市气象研究院，北京 100089

基金项目:

珠江流域（华南区域）气象科研开放基金项目 ZJLY202308

海南省自然科学基金项目 421QN372

详细信息

通讯作者:
黄彦彬，男，海南省人，研究员，主要从事大气物理及人工影响天气相关研究。E-mail: yanbinhuang@139.com

中图分类号: P445
计量
- 文章访问数: 96
- HTML全文浏览量: 32
- PDF下载量: 40
- 被引次数: 0
出版历程
- 收稿日期: 2022-10-28
- 修回日期: 2023-03-02
- 网络出版日期: 2023-12-30
- 刊出日期: 2023-10-20

DUAL-POLARIZATION CHARACTERISTICS OF A STRONG SQUALL LINE EVOLUTION IN HAINAN ISLAND

XING Fenghua^{1, 2},
HUANG Yanbin^{1, 2
, ,},
LI Guangwei^{1, 2},
AO Jie^{1, 2},
LI Siteng³

1.
Hainan Institute of Meteorological Science, Haikou 570203, China
2.
Key Laboratory of South China Sea Meteorological Disaster Prevention and Mitigation of Hainan Province, Haikou 570203, China
3.
Institute of Urban Meteorology, CMA, Beijing 100089, China

摘要

摘要: 2020年4月22日发生在海南岛的一次长生命史飑线系统导致海南岛中北部地区遭受大风、强降雨等气象灾害影响。结合常规气象资料及双偏振雷达等探测数据对该次飑线天气系统的演变发展过程进行分析，结果表明：该次飑线天气过程发生在副热带高压带西北边缘地区，地面受准静止锋控制，冷空气强度偏弱，主要受西南暖湿气流影响，配合地面辐合线及合适的热力条件提供较好的环境触发因素。在飑线成形至后续发展演变过程中，雷达反射率因子始终保持较强盛状态（大片云体超过55 dBZ）；在飑线初始阶段（16:20— 16:43），云系内部的差分反射率因子（Z_DR）出现大片区域超过5 dB（垂直方向伸展至8~9 km）；在飑线影响过程中海口站和文昌站上空的Z_DR均在降水前期达到最大值，随后伴随降水的逐渐增大而进入减弱阶段，差分传播相移率（K_DP）基本与降水强度的变化呈现同升同降趋势。此外，地闪频数在降水前期15~20 min内有明显跃升趋势，并且较Z_DR提前6~12 min左右达到最大值，比K_DP提前24~48分钟左右达到最大值。
- 飑线系统 /
- 海南岛 /
- 上升气流 /
- 双偏振雷达
Abstract: A long-lived squall line system caused strong winds and heavy rainfall in the central and northern parts of Hainan Island on April 22, 2020. The present study analyzed the evolution of the squall line system by comparing conventional meteorological data with dual-polarization radar detection data. The results indicated that the squall line occurred on the northwestern edge of the subtropical high-pressure zone, with a quasi-stationary front controlling the ground. Mainly affected by the warm and humid southwest airflow, the intensity of cold air was generally weak. The ground convergence line and suitable thermal conditions acted as environmental triggers. Throughout the evolution of the squall line, the radar combined reflectivity consistently maintained a strong value with large areas exceeding 55 dBZ. However, the differential reflectance (Z_DR) of the cloud system exhibited a large area exceeding 5 dB and extended up to 8-9 km vertically during the initial formation of the squall line (16:20-16:43). During the squall line process, the Z_DR over Haikou and Wenchang stations peaked approximately 12 minutes before ground precipitation and decreased as precipitation increased. The K_DP was closely correlated with precipitation intensity. Additionally, the frequency of ground lightning increased in the early stage of precipitation, peaking approximately 6 to 12 minutes before Z_DR and about 24 to 48 minutes before K_DP.
- squall line /
- Hainan Island /
- updraft /
- dual-polarization radar

HTML全文

图 1 2020年4月22日08:00 500 hPa形势叠加FY-4卫星水汽通道图像

下载: 全尺寸图片幻灯片

图 2 2020年4月22日14:00海平面气压场和地面观测填图

下载: 全尺寸图片幻灯片

图 3 2020年4月22日14:00—17:00海南岛内加密自动站风场资料

下载: 全尺寸图片幻灯片

图 4 2020年4月22日海南岛雷达组合反射率时序图

下载: 全尺寸图片幻灯片

图 5 2020年4月22日16:20海南岛雷达偏振量分布

a.Z_H；b. Z_DR, c. K_DP, d. V。

下载: 全尺寸图片幻灯片

图 6 2020年4月22日16:43海南岛雷达偏振量分布

a.Z_H；b. Z_DR, c. K_DP, d. V。

下载: 全尺寸图片幻灯片

图 7 2020年4月22日17:29海南岛雷达偏振量分布

a.Z_H；b. Z_DR, c. K_DP, d. V。

下载: 全尺寸图片幻灯片

图 8 2020年4月22日海口站（a）和文昌站（b）地面降水量、地闪个数和雷达0.5 °仰角双偏振参量时序对比

下载: 全尺寸图片幻灯片

参考文献(21)

[1]	冯箫, 吴俞, 李玉梅, 等. 基于格点实况的海南岛网格晴雨预报检验[J]. 热带气象学报, 2022, 38(1): 91-100.
[2]	郑艳, 俞小鼎, 蔡亲波, 等. "4·11"海南致灾雷暴大风环境场与多普勒雷达回波特征分析[J]. 热带气象学报, 2017, 33(6): 850-860.
[3]	吴俞, 李国平, 冯文. 与海南岛秋季暴雨有关的一类热带中尺度涡旋的动力学分析[J]. 热带气象学报, 2022, 38(2): 227-238.
[4]	邢峰华, 黄菲婷, 黄彦彬, 等. 基于风廓线雷达的降水云分类方法在海南地区的应用[J]. 海南大学学报, 2020, 38(1): 76-83.
[5]	冯璐, 夏丰, 万齐林, 等. 广东两次飑线过程的微物理特征分析研究[J]. 热带气象学报, 2019, 35(6): 812-821.
[6]	方翀, 林隐静, 曹艳察, 等. 华南地区西风带飑线和台风飑线环境场特征统计对比分析[J]. 热带气象学报, 2017, 33(6): 965-974.
[7]	李文娟, 郦敏杰, 李嘉鹏, 等. 浙江省春季至夏初飑线分型及对比分析[J]. 热带气象学报, 2019, 35(4): 480-490.
[8]	THROPE A J, MILLER M J, MONCRIEFF M W. Two-dimensional convection in non-constant shear: a model of mid-latitude squall lines [J]. Quart J Roy Meteor Soc, 1982, 108(458): 739-762.
[9]	BLUESTAIN H B, JAIN M H. Formation of mesoscale lines of precipitation: Severe squall lines in Oklahoma during the spring[J]. J Atmos Sci, 1987, 42(16): 1 711-1 732.
[10]	WEISMAN M L, KLEMP J B, ROTUNNO R. Structure and evolution of numerically simulated squall lines[J]. J Atmos Sci, 1988, 45(14): 1 990-2 013.
[11]	王林, 沈新勇, 王勇, 等. 华南一次飑线升尺度增长过程的机制分析[J]. 高原气象, 2021, 40(1): 145-158.
[12]	李宏江, 曹洁, 李勋, 等. 基于有限区域风场分解的海南岛一次飑线过程演变特征分析[J]. 自然灾害学报, 2021, 30(2): 25-35.
[13]	许可, 杜小玲, 周文钰, 等. 贵州一次暖区飑线大风与大冰雹的雷达结构特征分析[J]. 中低纬山地气象, 2021, 45(3): 65-72.
[14]	董琪如, 邱晓滨, 王莹, 等. 循环同化雷达资料对一次飑线系统临近预报的改进作用[J]. 气象与环境学报, 2021, 37(3): 1-11.
[15]	HUBBERT J C, BRINGI V N. The effects of three-body scattering on differential reflectivity signatures[J]. J Atmos Ocean Technol, 2000, 17(1): 51-61.
[16]	JEFFREY C S, ALEXANDER V R. A ZDR column detection algrithm to examine convective storm updrafts[J]. Wea Forecasting, 2015, 30 (14): 1 819-1 844.
[17]	赖晨, 支树林, 李婕, 等. SC型双偏振雷达在江南南部一次对流性天气过程中的应用分析[J]. 气象, 2020, 46(11): 1 427-1 439.
[18]	林文, 张深寿, 罗昌荣, 等. 不同强度强对流云系S波段双偏振雷达观测分析[J]. 气象, 2020, 46(1): 63-72.
[19]	黄勇, 吴林林, 冯妍, 等. 两次对流云合并过程的双偏振雷达观测研究[J]. 高原气象, 2015, 34(5): 1 474-1 485.
[20]	申高航, 高安春, 李君. 雨滴谱及双偏振雷达等资料在一次强降水过程中的应用[J]. 气象, 2021, 47(6): 737-745.
[21]	吴翀. 双偏振雷达的资料质量分析, 相态识别及组网应用[D]. 南京: 南京信息工程大学, 2018.