臺風(fēng)威馬遜造成云南文山州強(qiáng)降水天氣雷達(dá)回波分析

鄭芬+孫瑞+黎霖

摘 要：通過自動(dòng)站觀測資料、多普勒天氣雷達(dá)及常規(guī)觀測資料分析2014年臺風(fēng)“威馬遜”造成云南文山州強(qiáng)降天氣，結(jié)果表明：受臺風(fēng)西側(cè)螺旋云帶的影響，文山州發(fā)生強(qiáng)降雨天氣；大暴雨發(fā)生時(shí)雷達(dá)反射率因子≥55dBz，徑向速度圖上存在顯著輻合，對應(yīng)該區(qū)域短時(shí)強(qiáng)降雨時(shí)段。風(fēng)廓線上高空大風(fēng)區(qū)域位置延伸及收縮同雨強(qiáng)變化有較好的對應(yīng)。

關(guān)鍵詞：強(qiáng)降水天氣；反射率因子；徑向速度；風(fēng)廓線

中圖分類號：S165 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20161233182

多普勒天氣雷達(dá)是氣象觀測業(yè)務(wù)的重要觀測系統(tǒng)，它可以獲得高時(shí)空分辨率的探測產(chǎn)品，對強(qiáng)降雨天氣發(fā)生機(jī)制的研究分析提供了非常有價(jià)值的參考依據(jù)。云南省地處低緯高原地區(qū)，地形地貌復(fù)雜多樣，省內(nèi)各地的強(qiáng)降水因其地形及氣候特征的不同，在雷達(dá)回波分析上也會存在一定的差異。因此，做好本地多普勒天氣雷達(dá)觀測資料的分析應(yīng)用就顯得至關(guān)重要。本文主要結(jié)合多普勒雷達(dá)資料對2014年7月初發(fā)生在云南省文山州的強(qiáng)降雨天氣過程進(jìn)行分析，以掌握這次強(qiáng)降雨天氣的發(fā)生、發(fā)展的可能物理機(jī)制，為今后發(fā)生此類天氣預(yù)報(bào)提供參考指導(dǎo)。

1 強(qiáng)降水天氣概況

2014年7月19日7：10，第9號臺風(fēng)“威馬遜”在廣西防城港登陸，附近區(qū)域最大風(fēng)力達(dá)到15級，屬于強(qiáng)臺風(fēng)級，9 ：00在防城港市防市區(qū)逐漸減弱，形成臺風(fēng)級。19日下午，外圍云系開始影響云南省文山東南部地區(qū)（文山位于云南東南部，與廣西接壤），由東至西出現(xiàn)了強(qiáng)降雨天氣過程，局地暴雨。據(jù)觀測資料統(tǒng)計(jì)，20—21日文山大部地區(qū)出現(xiàn)100～150mm降水量，給當(dāng)?shù)厝藗兊纳?cái)產(chǎn)造成了嚴(yán)重的損失。

2 環(huán)流背景分析

分析19日08：00高空形勢，850～500hPa整個(gè)廣西受臺風(fēng)“威馬遜”環(huán)流影響，文山與廣西百色接壤，處于臺風(fēng)西側(cè)東南氣流中，也受到臺風(fēng)“威馬遜”環(huán)流影響。850hPa云山風(fēng)速14m/s，處于東南急流前方的風(fēng)速幅合區(qū)，增濕顯著，臺風(fēng)本體云系密集區(qū)在廣西西南沿海地區(qū)，文山受臺風(fēng)西側(cè)螺旋云帶影響，為發(fā)生強(qiáng)降水天氣提供了有利條件。

3 強(qiáng)降水天氣雷達(dá)回波演變特征分析

3.1 回波強(qiáng)度演變圖分析

2014年7月19日下午文山州東南部有回波不斷生成，20日凌晨回波覆蓋面積擴(kuò)大西移，強(qiáng)度逐漸增強(qiáng)。20日10：48起，文山東南部存在較強(qiáng)帶狀回波，受高空引導(dǎo)氣流作用向西北移動(dòng)并逐步加強(qiáng)（圖1）；14時(shí)回波前沿進(jìn)入文山地區(qū)，中心強(qiáng)度達(dá)55dBz，14：06回波覆蓋整個(gè)文山州，14：56回波強(qiáng)度中心保持在40～50dBz，對應(yīng)14：00～15：00文山站降水量>50mm。14：14～15：20文山州東部有回波新生并逐漸匯入市區(qū)強(qiáng)回波中，45dBz以上回波面積延伸到市區(qū)中北部，且穩(wěn)定少動(dòng)，21日06：19后回波開始北移并移出市區(qū)。20日凌晨—21日06：19文山州東南部地區(qū)局部雨量>50mm/1h，之后強(qiáng)降水中心緩慢轉(zhuǎn)移市區(qū)中部，降水減弱。

強(qiáng)降雨回波經(jīng)歷了一個(gè)發(fā)展、合并、加強(qiáng)過程，期間有新生回波匯入，強(qiáng)回波達(dá)≥55dBz，移動(dòng)逐漸變慢。說明文山州強(qiáng)降水天氣，除了有回波維持外，還存在新生回波匯入補(bǔ)充。

3.2 徑向速度圖演變分析

文山州20—21日強(qiáng)降雨期間，從天氣雷達(dá)1.5°仰角上顯示1.5km范圍以內(nèi)，零速度線在正負(fù)速度之間犬牙交錯(cuò)，風(fēng)場存在擾動(dòng)，負(fù)速度區(qū)面積大于正速度區(qū)面積，正速度最大值15m/s，負(fù)速度最大值達(dá)-17m/s，產(chǎn)生風(fēng)速輻合，促進(jìn)強(qiáng)降水發(fā)生。零速度線表現(xiàn)為“S”型，說明低層有明顯暖平流，零速度線彎向正速度區(qū)，風(fēng)向輻合極其顯著，推動(dòng)對流天氣發(fā)展。10：48—11：00連續(xù)4個(gè)體掃上，在2.4°、4.3°仰角，文山州分別對應(yīng)逆風(fēng)區(qū)，表明1～3km高度有明顯輻合。文山州徑向速度場垂直剖面上，3km范圍有風(fēng)向輻合，對應(yīng)逆風(fēng)區(qū)位置區(qū)域，輻合層厚度很大，促使對流天氣蔓延，正、負(fù)速度值均不斷增大，0.5～1.5km范圍存在風(fēng)速大值中心，負(fù)速度區(qū)面積增大，輻合及水汽輸送更加顯著，文山州達(dá)到低空急流標(biāo)準(zhǔn)，具備強(qiáng)降雨天氣發(fā)生的有利水汽和動(dòng)力條件。

通過分析可知，徑向速度圖上存在顯著的輻合區(qū)，低空風(fēng)速變大，且已達(dá)到急流的標(biāo)準(zhǔn)，為強(qiáng)降雨天氣的發(fā)生提供了極其有利的水汽條件和動(dòng)力條件。逆風(fēng)區(qū)同強(qiáng)降水中心區(qū)相對應(yīng)。

3.3 風(fēng)廓線產(chǎn)品分析

20—21日文山州風(fēng)廓線產(chǎn)品上，20日10：48前≥4km范圍可看到明顯西南風(fēng)，風(fēng)速大、風(fēng)向穩(wěn)定、層次厚，隨著時(shí)間變化，高空大風(fēng)區(qū)域逐漸覆蓋中低層，且延伸速度越來越快，風(fēng)向風(fēng)速較穩(wěn)定。21日06：19大風(fēng)區(qū)域受影響收縮，對應(yīng)雨強(qiáng)大值時(shí)段，隨后雨強(qiáng)降至34mm/h。高空大風(fēng)區(qū)域位置延伸和收縮正對應(yīng)雨強(qiáng)大小變化。

4 結(jié)論

2014年7月20—21日臺風(fēng)本體云系密集區(qū)在廣西西南沿海地區(qū)，文山州受臺風(fēng)外圍螺旋云帶上的小塊云系發(fā)展影響，出現(xiàn)強(qiáng)降雨天氣過程。

強(qiáng)降雨天氣發(fā)生時(shí)，回波強(qiáng)度≥45dBz，徑向速度上存在顯著輻合，低空風(fēng)速變大，且已達(dá)到急流的標(biāo)準(zhǔn)，對應(yīng)該區(qū)域短時(shí)強(qiáng)降雨。

風(fēng)廓線高空大風(fēng)區(qū)域位置延伸和收縮正對應(yīng)降雨強(qiáng)變化。

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作者簡介：鄭芬（1980-），女，漢，云南省宣威人，本科，工程師，云南省文山天氣雷達(dá)站，研究方向：雷達(dá)回波分析應(yīng)用。