一次被冷空气过境所掩盖的阵风锋过程分析

李天祥 鲜凌云 贺新强

摘 要：利用新一代多普勒天气雷达资料、自动观测资料以及飞机观测（AMDAR）等相关资料，对2016年6月15日发生在长沙黄花机场一次阵风锋过程进行了诊断分析，结果表明：阵风锋过程基本特征明显，具有一般阵风锋所具备的风向突变、风速剧增、气压陡升和气温剧降的气象要素特征;阵风锋在多普勒雷达基本反射率因子图上表现为一条强度为35～40dBz的弧状线回波，较一般阵风锋15～20dBz的强度大20dBz左右，但其长度约80千米，宽度约2千米，符合阵风锋的雷达回波强度特征;阵风锋在多普勒雷达径向速度图上没有出现类似于强度图上的弧状线，与一般阵风锋速度特征不同，但速度图上出现的逆风区是一个很好的暴雨判据，正好印证了这次暴雨过程;对于冷空气过境触发的被冷空气过程所掩盖的非典型性阵风锋，预报员很难利用多普勒天气雷达资料对这类非典型性阵风锋进行判断和跟踪，给我们的瞬时地面大风和（或）低空风切变预警带来相当大的难度。

关键词：多普勒天气雷达;阵风锋;逆风区;地面大风;低空风切变

中图分类号：P441 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2019）02-0232-02

0 引言

阵风锋是边界层辐合线的一种类型，也称为雷暴的出流边界，是指对流风暴中的冷性下沉气流到达低空并向外扩散，与低层暖湿空气交汇而引发的强地面风[1]（张培昌等，2001）;阵风锋形成阶段其反射率因子5～10dBz，径向速度15～24m/s[2]（郑丽娜等，2016）;也有阵风锋反射率因子强度为15～35dBz，其长度约60～70千米，高度为1.5～2.5千米[3]（胡文东等，2015）;还有阵风锋反射率因子图上一般表现为一条强度为15～20dBz的弧状线回波，其长度约100千米，宽度约2千米，高度为1～2千米[4]（贺新强，2011）;还有很多全国各地阵风锋特征及形成机制探讨[5-8]（袁子鹏等，2011;张丽平等，2013;曲梅芳等，2016;唐明晖等，2011）。

在雷达回波图上阵风锋常常处于雷暴母体的前方几十千米，预报员可以根据雷达回波上雷暴母体的移动来判断和跟踪阵风锋，从而对可能出现的强地面风或低空风切变做出预警[4]（贺新强，2011）。但2016年6月15日发生在长沙黄花机场的这次阵风锋过程是一次冷空气过境过程中被掩盖了的，这就给我们预警这类非典型性阵风锋所带来的瞬时大风或低空风切变带来相当大的难度。

1 天气概况及形势背景

2016年6月15日黄花机场观测资料显示：早晨02：19-02：50和04：51-06：19机场出现了短时雷阵雨天气，图1a中05：00华中雷达拼图显示强回波区在长沙南面的怀化-邵阳-衡阳-株洲一线呈纬向分布，之后逐渐转为小雨，上午09：00后雨势加大转为间歇性小到中等阵雨，图1b中09：54华中雷达拼图显示强回波区仍在湘中一线，但在湘东北到赣北一带也有一片较强回波区，机场降水过程持续到下午16：00，直至17：30雨停，其中06：20-17：30近11h过程降水量为50.2mm，达到暴雨级别。

2016年6月14日20：00和15日08：00空中各层形势（图略）表明：500hPa本区上游有短波槽快速移过我区，700hPa湘西北一带有切变线逐渐东移南压到湘中一线，850hPa类似于700hPa、也是切变线影响。而14-15日地面形势（图略）表明：有一股冷空气自蒙古国沿西路向我国腹地南侵，其前锋15日08：00到达湘西北一带，而地面冷锋过境黄花机场的时间在13：00左右，图2是黄花机场飞机观测（AMDAR）资料。

2 雷达回波特征

从15日13：00前后雷达回波动画过程发现：回波区整体是沿着西太平洋副高西北侧的引导气流自西南向东北方向移动的，但同时也注意到机场附近的近地面层有一条近似纬向35-45dBz的窄带状弧形回波是随冷空气南下而自北向南移动的，这条回波带的引导气流是南下的冷空气，而冷空气是呈楔形结构，由底层往上向北倾斜，图2也显示了此种楔形结构。

15日12：44的基本反射率因子强度，在机场北面25千米处的有一条长约80千米、宽约2千米的弧形回波，15日13：14的基本反射率因子强度，前述弧形回波这时已经移到机场，基本仍呈窄带状，只是长度变短，根据两图回波移动距离和时间推算出弧形回波移动速度约50千米/小时。

15日13：14、13：26的径向速度，这里没有发现与基本反射率因子强度对应的窄带状弧形回波区[4]（贺新强，2011），而是发现了逆风区，也叫逆速度区，逆风区在机场北面，逆风区在机场北面和南面都出现了，逆风区是一个很好的暴雨判据[9]（张沛源等，1995），15日正好也出现暴雨，给这个暴雨判据提供了一个很好的个案。

一般认为，典型的阵风锋在雷达回波上的特征是既有基本反射率因子强度特征，又有径向速度特征，而且还与雷暴母体相关联（贺新强，2011）;而这次过程只有基本反射率因子强度特征比较契合阵风锋过程。因此，我们把这样的过程称之为非典型性阵风锋过程，而且这一次阵风锋还被披上了冷空气过境这样一件外衣，更加掩盖了它的阵风锋本质，让预报员很难利用多普勒天气雷达资料对这类非典型性阵风锋进行判断和跟踪，给我们的瞬时地面大风和（或）低空风切变预警带来相当大的难度，这一定要引起我们的高度注意和重视。

3 结论和讨论

基于多普勒天气雷达资料、自动观测系统资料以及飞机观测等相关资料，对2016年6月15日发生在长沙黄花机场一次阵风锋过程进行了诊断分析，得到以下主要结论：

（1）阵风锋过程基本特征明显，具有一般阵风锋所具备的风向突变、风速剧增、气压陡升和气温剧降的气象要素特征;（2）阵风锋在多普勒雷达基本反射率因子图上表现为一条强度为35～40dBz的弧状线回波，较一般阵风锋15～20dBz的强度大20dBz左右，但其长度约80千米，宽度约2千米，符合阵风锋的雷达回波强度特征;（3）阵风锋在多普勒雷达径向速度图上没有出现类似于强度图上的弧状线，与一般阵风锋速度特征不同，但速度图上出现的逆风区是一个很好的暴雨判据，正好印证了这次暴雨过程;（4）对于冷空气过境触发的被其掩盖的非典型性阵风锋，预报员很难利用多普勒天气雷达资料对这类非典型性阵风锋进行判断和跟踪，给我们的瞬时地面大风和（或）低空风切变预警带来相当大的难度。

参考文献

[1] 张培昌，杜秉玉，戴铁丕，等.雷达气象学[M].北京：气象出版社，2001.

[2] 郑丽娜，刁秀广.一次华北飑线的阵风锋天气过程分析[J].气象，2016，42（2）：174-182.

[3] 胡文东，杨侃，黄小玉，等.一次阵风锋触发强对流过程雷达资料特征分析.高原气象，2015，34（5）：1452-1464.

[4] 贺新强.黄花机场一次由阵风锋产生的低空风切变雷达回波特征分析[A].第二十届民航气象技术交流会，2011.

[5] 袁子鹏，王瀛，崔胜权.一次中纬度飑线的阵风鋒发展特征分析[J].气象，2011，37（7）：814-820.

[6] 张丽平，王清平，陈阳权，等.乌鲁木齐国际机场一次阵风锋天气成因分析[J].气象科技，2013，41（2）：320-325.

[7] 曲梅芳，古明悦.不同天气系统影响下阵风锋的对比分析[J].气象研究与应用，2016，37（2）：20-24.

[8] 唐明晖，张海，余文慧，等.湖南一次阵风锋形成机制探讨[J].干旱气象，2011，29（2）：211-217.

[9] 张沛源，陈荣林.多普勒速度图上的暴雨判据研究[J].应用气象学报，1995，6（3）：373-378.