牡丹江大风天气相对螺旋度特征分析

任爱臣,朱广帅

（牡丹江市气象局,黑龙江 牡丹江 157000）

牡丹江大风天气相对螺旋度特征分析

任爱臣,朱广帅

（牡丹江市气象局,黑龙江 牡丹江 157000）

本文利用多普勒雷达资料垂直风廓线(VWP)产品提供发生在牡丹江一次大风天气过程资料及暴雨天气过程，计算并分析这次大风天气的风暴相对螺旋度(SRH)特征，利用垂直风廓线产品计算风暴相对螺旋度(SRH),并分析牡丹江这次大风天气过程的SRH特征。结果表明:风暴相对螺旋度(SRH)对尺度非常小的强对流大风和暴雨天气有提前10-20 min的预报作用。应用VWP产品计算出的SRH,可以作为实际业务工作中预报大风和暴雨等天气的因子。

多普勒雷达;垂直风廓线;相对螺旋度;大风

1 引言

牡丹江市位于黑龙江省的东南部，地处中、俄、朝合围的“金三角”腹地，市区中部是牡丹江河谷盆地，整个地区凸现山势并且连绵起伏，亦纵横河流，被称为“九分山水一分田”。地形则是以山地，丘陵为主，呈现出中山、低山、丘陵、河谷盆地四种地质形态。牡丹江市东南濒临日本海，相距1000 km。受海陆巨大热力差异的影响，形成海洋（半湿润型）中温带季风气候特征。雷暴、大风、冰雹、短时强降水等中小尺度强对流天气是牡丹江地区主要气象灾害。本文采用牡丹江新一代多普勒天气雷达产品计算风暴相对螺旋度，研究其在暴雨、冰雹、大风中的(SRH)值变化，作为实际业务工作中预报大风和暴雨等天气的因子。

2 实例分析

选取牡丹江市2006年7月13日的大风过程,VWP产品选取牡丹江市多普勒天气雷达站探测的资料。

2.1 大风过程

2006年7月13日下午牡丹江地区的海林，牡丹江城区遭受风灾，一些乡镇的蔬菜大棚、麦田、树木、输电线路受损、房屋倒塌，麦田小麦成片被击倒。根据牡丹江自动观测站网资料，本地区大部分观测点出现了5-7级风，8级以上大风有5站，其中牡丹江本站风力最大为10级，海林本站出现9级大风。

2.2 雷达资料产品分析

中午前地面冷锋缓慢进入倒槽，冷空气到达吉林北部与黑龙江东南部地区之间，不断有对流回波产生。在基本反射率0.5PPI图上，11时06分先有小对流单体生成，向东北方向一带发展，12时27分已集结成带状；在12时43分吉林北部的汪清，及牡丹江地区宁安，海林一代有对流回波发展为带状回波，以后两条带状回波逐渐靠近，13时07分合并为100*50 km的回波带,其上有几个对流风暴发展旺盛，其强度达到55 dBz，回波顶高8-11 km（回波顶41号产品），13时26分影响到牡丹江本市时回波呈现出超级单体风暴反射率特征即低层弱回波区和中高层回波悬垂；13时41分本站出现10级27.9 m/s大风，以后磨刀石、亮子河，代马沟也出现强降水，大风天气。

2.3 雷达VWP产品的相对螺旋度分析

由VWP产品得到风的分布,可以看出计算S R H的最大高度取在6.7 km。大风天气主要是由低层辐合引起的,因此将S R H分为上、下两层来计算,2.4 km以下,上层取2.4 km以上,中层间或有“ND”层，计算风向风速均取0。计算结果见表1。

大风出现前十几分钟左右,低层的S R H迅速由负值(-35.7 m．s)转为较大正值 112.3 m．s，大风持续期间S R H均为正值,但大风过后有逐渐减弱趋势,高层的S R H则在大风出现前以及持续的几分钟之内一直为负值，最大值为(-101.7 m．s),大风出现十几分钟后,S R H转为正值。

表1 2006年7月13日13时02—44分的S R H分布(单位:m．s)

灾害性天气出现前低层S R H迅速由负值转为较大正值,灾害性天气出现后S R H迅速下降。高层的S R H的强度与下层相反:在灾害性天气出现前呈减小趋势,灾害性天气发生后呈增大趋势。这种上、下层配置与对流的发展是一致的。由风暴相对螺旋度的物理意义,S R H的增长主要由于存在强的风垂直切变,而强的风垂直切变又引起水平涡度的增大,因此S R H的大小也反映风垂直切变的强弱,其数值越大,越有利于风暴的发展。灾害性天气发生前,低层有正的涡度输送,垂直切变加强,有利于风暴发展,引发强对流天气出现。灾害性天气发生后,低层正涡度输送减弱,垂直切变减弱，风暴发展受到抑制。

3 总结

(1)根据多普勒雷达的垂直风廓线(VWP)产品可以计算得到时间密度非常高的风暴相对螺旋度,对尺度非常小的强对流大风和暴雨天气有提前10-20 min的预报作用，在实际业务运行中,有一定的预报价值。

(2)7.13大风天气发生前后，高、低层的S R H值变化不同，这种高、低层配置与对流的发展相一致。灾害性天气发生前,低层有正的涡度输送,垂直切变加强,有利于风暴发展,引发强对流天气出现。灾害性天气发生后,低层正涡度输送减弱,垂直切变减弱，风暴发展受到抑制。

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P412.25

A

1002－252X(2017)03－0010－01

2017－6－1

任爱臣（1979-），男，黑龙江省牡丹江市人，东北农业大学，本科生，工程师.