福建一次颮線過境過程特征分析

楊蘇勤，關(guān)哲忠，葉曉春

（福建省南安市氣象局，福建 南安 362300）

“颮線”是由許多雷暴單體（其中包括若干超級單體）側(cè)向排列而形成的強(qiáng)對流云帶，會帶來風(fēng)向突然改變、風(fēng)速急劇增大的劇烈天氣現(xiàn)象，其出現(xiàn)時氣溫會下降，并伴有降雨。颮線過程風(fēng)力強(qiáng)、造成天氣劇烈，給人們生命財產(chǎn)安全造成極嚴(yán)重?fù)p失，但這種中小尺度天氣系統(tǒng)，往往在大尺度天氣圖上反映不明顯。利用多普勒天氣雷達(dá)對其發(fā)展進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，分析其過程特征，為颮線過程的短時臨近預(yù)報提供客觀依據(jù)，以提高天氣的預(yù)報準(zhǔn)確率。

1 天氣實(shí)況分析

1.1 強(qiáng)對流天氣實(shí)況

2013年5月20日14時開始福建出現(xiàn)了呈東北—西南帶狀走向的窄帶回波系統(tǒng)，伴隨出現(xiàn)強(qiáng)雷電、雷雨大風(fēng)、冰雹等強(qiáng)對流過程。全省受颮線影響，出現(xiàn)8～11級雷雨大風(fēng)且伴有短時強(qiáng)降水。據(jù)統(tǒng)計，全省共53個區(qū)域自動站出現(xiàn)10級以上大風(fēng)，大于10級的有3個，其中以三明沙縣鑼鈸頂為最大，短時陣風(fēng)33.3m/s（11級）。主要大風(fēng)區(qū)分布于福建中北部及西南部，且出現(xiàn)時間與颮線所在位置與移動方向基本一致。

1.2 壓、溫、濕、風(fēng)變化特征

以龍巖連城地面觀測站逐小時觀測資料（圖1）及10分鐘加密動態(tài)資料（圖 2）可以明顯看出颮線經(jīng)過前后，各氣象要素的劇烈變化，以14時前后颮線經(jīng)過連城站時，連城站觀測記錄實(shí)況為例：

本站氣壓：從20日12時開始，本站氣壓持續(xù)下降，在颮線過境的14時下降至最低956.7hPa，過境后，氣壓迅速回升并恢復(fù)到原先水平，形成了一個明顯的低谷。

氣溫：從20日13時-14時，氣溫從27.1℃直接降至20.8℃，1小時下降幅度 6.3℃，其中 14：50到 15：00，10分鐘氣溫從24.7℃下降至20.8℃。

瞬間風(fēng)速風(fēng)向：極大風(fēng)速大小從14時的8m/s，到15時驟增至19.3 m/s，風(fēng)向由偏南風(fēng)突變?yōu)槠憋L(fēng)。

濕度：20日14時-15時，相對濕度從76%增加至93%，露點(diǎn)溫度差從22.3℃減小至19.6℃。

降水量：隨著颮線的過境，14：50-15：00，10 分鐘累積降水量為14.8mm，主要降水集中于颮線帶附近。

以上觀測站氣象要素在風(fēng)暴經(jīng)過前后變化情況為：①氣溫下降；②氣壓涌升；③相對濕度上升；④露點(diǎn)溫度下降；⑤瞬間風(fēng)向突變，由西南～偏南風(fēng)轉(zhuǎn)為西北～偏北風(fēng)；⑥風(fēng)速急增，瞬間陣風(fēng)達(dá)到8～11級；⑦氣溫急降，因此，這是一次颮線過程。

2 環(huán)流特征和影響系統(tǒng)分析

從5月20日08時高空圖（圖略）來看，對流層中層（500hPa）中高緯維持兩槽一脊的緯向環(huán)流形勢，08時東北有一冷渦，并有低槽與其相對應(yīng)，冷渦后部貝加爾湖附近為一高壓，其脊前冷空氣向南輸送。700hPa有一切變線在江西與福建交界，850 hPa切變線位于江西中西部，700、850 hPa在福建省上空均有西南急流帶維持。我省處于高空槽前，中低層均處于切變線前部暖濕氣流控制范圍內(nèi)，且中低層在上空存在西南急流帶，有明顯的上升運(yùn)動，同時西南急流帶來了充沛的水汽，這也是造成這次颮線過程除大風(fēng)外，還伴有明顯的短時強(qiáng)降水過程的原因。

在地面圖（圖略）上，20日14時福建中部切變線附近有颮線生成，地面切變線呈現(xiàn)東北-西南走向，與颮線走向幾乎一致。地面圖上5月20日20時，福建沿海各測站已經(jīng)由西南風(fēng)轉(zhuǎn)為了東北風(fēng)，切變線過境入海，21時颮線過程結(jié)束。此次颮線過程伴隨著地面切變線的東南移動而東南移動，且伴隨著切變線的結(jié)束了而入海減弱消失。

3 不穩(wěn)定度分析

20日08時，龍巖站K指數(shù)降至37s-1，沙氏指數(shù)0.6℃，廈門站K指數(shù)降至37s-1，沙氏指數(shù)為-1.3℃，中低層有暖平流，高層為冷平流，不穩(wěn)定度高。隨著白天溫度的升高，不穩(wěn)定能量逐漸積累，有利于強(qiáng)對流天氣的發(fā)生與發(fā)展。

4 雷達(dá)回波特征分析

4.1 雷達(dá)速度圖分析

雷達(dá)速度圖上，在a區(qū)為西北風(fēng)，b、c兩區(qū)為西南風(fēng)，這是一次典型的鋒面過境過程，此時冷鋒海沒有到達(dá)雷達(dá)站，冷鋒后為西北風(fēng)，冷鋒前為西南風(fēng)。

4.2 雷達(dá)回波演變特征分析

圖1 2013年5月20日03時-21日03時龍巖連城地面觀測站逐小時觀測資料

圖2 2013年5月20日12時-16時龍巖連城地面觀測站逐10分鐘加密動態(tài)觀測資料（降水為累加量）

據(jù)龍巖雷達(dá)站組合反射率圖顯示，5月20日14時，在連城、永安、武平一線，由多個回波單體組成了西南-東北向的對流回波帶，回基本反射率圖上，颮線對流區(qū)域長度200km，寬35km，其雷達(dá)反射率（R19）普遍在50dBz以上?；夭◣е饾u向東南方向移動，移動過程中不斷加強(qiáng)，范圍擴(kuò)大，逐漸由直線型發(fā)展為弓形回波，回波帶前沿邊緣光滑。

15時左右開始，在颮線前沿，也就是其西南側(cè)出流邊界強(qiáng)度加強(qiáng)，形成回波帶上也存在強(qiáng)中心，陣風(fēng)鋒位于平遠(yuǎn)至永定一帶，不斷向東北方向移動，并在颮線前側(cè)不斷觸發(fā)新的雷暴生成。16：02兩條回波帶的西側(cè)匯合，回波帶南側(cè)局地對流發(fā)展旺盛，部分加強(qiáng)為超級單體。隨著回波帶的繼續(xù)東南移，回波帶減弱入海。

4.3 颮線前部超級單體回波特征分析

因回波單體位置比較偏東偏南，已超出龍巖雷達(dá)站的探測范圍，而且所選用廈門雷達(dá)站資料圖來分析颮線前部的超級單體，可以看到，南安、永春、安溪交界處也有雷暴單體在東南移動過程中逐漸加強(qiáng)為超級單體。從回波反射率因子垂直剖面圖，即RCS50圖可以看出，17：19左右超級單體中心強(qiáng)度為72dBz，強(qiáng)回波中心處于中空，且低層存在弱回波區(qū)，其經(jīng)過地區(qū)有出現(xiàn)冰雹。

因?yàn)樵摶夭ň值匦暂^強(qiáng)，缺少上游資料，無法準(zhǔn)確預(yù)測其影響。于冰雹單體并非由液態(tài)水構(gòu)成，導(dǎo)致很強(qiáng)的VLI，所以有助于識別較大的冰雹單體，過雷達(dá)垂直累積液態(tài)水（VIL57）資料，來識別是否有冰雹單體存在，進(jìn)而進(jìn)行及時服務(wù)。

5 短時臨近預(yù)報預(yù)警服務(wù)

此次颮線過程不管是對于大風(fēng)的提前預(yù)警，還是對于短時臨近降水的服務(wù)都非常的及時到位。

首先根據(jù)雷達(dá)觀測資料，即雷達(dá)回波特征，來準(zhǔn)確判斷影響系統(tǒng)性質(zhì)，和上游臺站緊密聯(lián)防，判斷產(chǎn)生天氣的可能影響程度。同一時間電話通知縣局做好相應(yīng)服務(wù)，并將情況通知下游單位。

自動站加密觀測資料中，風(fēng)向在短時間內(nèi)的大幅度轉(zhuǎn)換同時配合風(fēng)速的快速增大預(yù)示著中小尺度系統(tǒng)的存在，以此也可以作為提高災(zāi)害預(yù)警級別的參考指標(biāo)。

6 結(jié)語

（1）2013年5月20日過程，對流系統(tǒng)的云系發(fā)展以及其東南移動過程中均表現(xiàn)出一定的系統(tǒng)性。是一次以災(zāi)害性大風(fēng)為主、有短時強(qiáng)降水相伴隨、局部還有冰雹發(fā)生的強(qiáng)天氣過程，影響系統(tǒng)尺度小、生命史短。

（2）此次颮線過程其帶狀回波走向與移向移速與地面切變線幾乎保持一致，是一次伴隨地面切變線的過程。

（3）選擇有利觀測的雷達(dá)站資料分析，同時結(jié)合多種雷達(dá)產(chǎn)品來判定降雹的可能性，及時進(jìn)行預(yù)警服務(wù)。