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
                                 -1
                              -1
             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
                               -1
                                -1
                           -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 。
                                                                                        -1
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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
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