Page 207 - 《高原气象》2021年第5期
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高 原 气 象 40 卷
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带、地势西高东低的地理特征有一定关系。 外的雷暴过程,利用公式(3)进行 500 hPa温度平流
(简写 advT )的计算,时刻的选择同样以最靠近雷
4 雷暴天气的分类方法 500
暴发生的整点时刻为准。将 advT <-0. 3(单位:×
500
-1
-5
冷暖空气运动引起的明显温度变化,是大规模 10 ℃·s ,下同)的雷暴过程归为冷平流强迫类,
天气变化的原因之一。依据雷暴所处环境场的斜 advT >0. 3 的雷暴过程归为暖平流强迫类,-0. 3≤
500
压锋生作用以及热力条件的差异,将双流机场 advT ≤0. 3的雷暴过程归为弱平流类。经过普查分
500
2013-2018 年间累积发生的 283 次雷暴过程分为如 析发现,大多数情况下,500 hPa 温度平流大于 0. 3
下四类:冷平流强迫类、暖平流强迫类、斜压锋生 的雷暴过程暖平流会随时间增强,500 hPa温度平流
类和弱平流类。具体的分类方式如下: 小于-0. 3 的雷暴过程冷平流会随时间增强,而 500
第一步:运用欧洲中心 ERA5 的逐小时再分析 hPa温度平流值在-0. 3~0. 3的这类雷暴过程温度平
资料,利用公式(2)对 2013-2018 年每一次雷暴过 流基本不随时间变化;因此有上述分类结论。
程进行 700 hPa、850 hPa 两层的锋生函数(简写 各类雷暴的次数统计和分类标准如表 1 所示。
F 、F )值计算,选取的时刻为最靠近雷暴发生的 通过计算和统计,2013-2018 年双流机场发生最多
850
700
整点时刻。若两层中有一层的锋生函数值大于 3 的是冷平流强迫类雷暴,共计 85 次,占总数的
(单位:×10 K·m ·s ),则将该次雷暴过程归类为 30. 04%;暖平流强迫类雷暴次之,共计发生 83 次,
-9
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斜压锋生类。此类雷暴的确定,是通过阅读相关参 占总数的 29. 33%;第三为斜压锋生类雷暴,共计
考文献《双流机场雷暴的气候特征分析及预报初 发生 70 次,占总数的 24. 73%;弱平流类雷暴发生
探》(冉心,2001),考虑到受冷锋影响的雷暴的实 次数最少,共计 45 次占总数的 15. 90%。可见该地
际占比,确定了上述临界值。 区的雷暴天气以冷平流强迫类和暖平流强迫类为
第二步:运用相同资料,将斜压锋生类雷暴以 主,弱平流类最少。
表1 双流机场2013-2018年各类雷暴的次数统计和分类标准
Table 1 Statistics and classification criteria of various types of thunderstorms at Shuangliu Airport from 2013 to 2018
项目 冷平流强迫类 暖平流强迫类 斜压锋生类 弱平流类
发生次数/次 85 83 70 45
占总次数的比例 30. 04% 29. 33% 24. 73% 15. 90%
-9
锋生函数值(×10 K·m ·s ) F 850 <3. 0 且F 700 <3. 0 F 850 <3. 0 且F 700 <3. 0 F 850 >3. 0 或F 700 >3. 0 F 850 <3. 0 且F 700 <3. 0
-1
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-5
温度平流值(×10 ℃·s ) advT 500 <-0. 3 advT 500 >0. 3 无特别要求 -0. 3≤ advT 500 ≤0. 3
5 各类雷暴的天气特征 巴伦支海的冷空气顺槽南倾进入我国。内蒙古-陕
西-四川有一短波槽,有温度场落后于高度场的特
不同类型的雷暴,在环境场上有不同的特征,
征,西北冷空气沿短波槽南下,双流机场位于该槽
这些特征对雷暴发生所起的作用也有差异,现从各
后部,受冷平流控制。22:00 双流机场的 500 hPa 温
类雷暴中分别选取一个典型个例进行分析,以探讨
度平流值为-2. 2×10 ℃·s 。
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不同类型雷暴的天气特征和形成条件。
5. 1. 2 天气系统配置及探空特征
5. 1 冷平流强迫类雷暴的特征
雷暴过程在 21 日 20:00 的天气系统配置如图 3
冷平流强迫类雷暴多发生在 500 hPa 高空西北
(a)所示,双流机场位于 500 hPa 槽后,受槽后冷平
气流或冷涡背景下,起主导作用的是高空强干冷平
流控制,为典型的冷平流强迫类雷暴。850~700 hPa
流(孙继松等,2014),其带来的天气以雷暴大风为
主,有时伴有冰雹和短时强降水。现以 2018年 8月 低空有弱的偏南气流,并在双流机场附近形成切变
21 日 22:23 发生的雷暴过程为例,来探讨冷平流强 线,机场处于切变线北侧。高层的干冷气流叠加在
迫类雷暴的特征。 中低层的暖湿气流之上的热力结构加大了高低层
5. 1. 1 环流特征 温差,增强了层结的潜在热力不稳定。200 hPa 高
2018 年 8 月 21 日 20:00 的 500 hPa 欧亚中纬地 空有明显的偏西风大风速带,双流机场位于大风速
区为两槽一脊环流形势(图略),两槽分别位于乌拉 带的右侧,有利于高低空气流的耦合,使上升运动
尔山以东和亚洲东岸,脊位于贝加尔湖附近。来自 增强。此外,雷暴发生前地面为少云天气,随着日