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江西两次超级单体风暴雷达回波特征分析

2022-09-19黄中根马中元陈鲍发黄龙飞

气象与环境科学 2022年5期
关键词:右移冰雹风暴

黄中根, 马中元, 谌 芸, 陈鲍发, 黄龙飞

(1.江西省气象科学研究所,南昌 330046; 2.九江市气象局,江西 九江 332000;3.国家气象中心,北京 100081; 4.景德镇市气象局,江西 景德镇 333000)

引 言

每年3-5月,江西强对流天气频繁出现,冰雹天气是其中之一。在江西冰雹个例中,孤立的超级单体风暴排名第一,其次是回波带上的超级单体或强单体回波。早春2月,一些45~50 dBZ的强回波也会产生小冰雹。单部雷达很难看清飑线回波系统的全貌,江西雷达拼图能够弥补单部雷达探测范围不足、雷达盲区挡角、距离衰减、地球曲率等因素造成的缺陷。同时,雷达拼图(网络版)还弥补了雷达PUP终端数量少、基层台站无法看到雷达产品的不足。在强天气监测预警业务中,使用雷达拼图已成为基层台站的首选。

国外专家学者对超级单体风景、雷暴大风等强对流天气进行了大量研究与分析,取得了丰硕研究成果。1963-1964年,Browning等[1-2]首先提出了超级单体雷达回波结构。1970年,Donaldson[3]对超级单体风暴结构作出一些补充和完善。1978年,Browning[4]重新定义超级单体具有深厚持久的中气旋结构。这种超级单体被认为是经典超级单体(Classic Supercell),以产生冰雹、龙卷、雷暴大风等剧烈天气为主。超级单体还有弱超级单体,主要产生强降水和小冰雹等天气。1979年,Lemon等[5]提出超级单体概念模型。1981年,Fujita[6]给出伴有龙卷涡旋状回波的实例。1987年,Klemp[7]利用数值模式解释超级单体的动力机制。1994年,Moller等[8]描述的超级单体风暴特征应用至今。

国内专家学者对超级单体风暴结构进行了详细分析[9-12]。当超级单体风暴CR强度超过60 dBZ,具有中等强度以上中气旋,垂直累积液态含水量(VIL)和VILD密度分别达59 kg·m-2和4.7 g·m-3以上时;超级单体风暴出现中气旋、有界弱回波区及回波悬垂等典型特征;VIL在降雹前出现了跃增等回波特征,需要注意大冰雹的出现[13-15]。超级单体在发展成熟阶段呈现出回波悬垂、低层入流缺口、中气旋,以及三体散射等经典特征,回波伸展高度越高、低层入流越显著、垂直风切变越强的对流系统产生的天气越激烈,易产生大冰雹[16-18]。中尺度地面辐合线的移动和增强在这次超级单体风暴过程中起到了触发和维持、加强的作用,绝大部分具有中气旋的超级单体都产生冰雹和大风等灾害性天气[19-21]。超级单体强风暴分裂成“左移”风暴和“右移”风暴,“左移”超级单体风暴,具有中反气旋、弱回波区和旁瓣回波及强回波中心位于其移动方向左侧等特点[22-25]。超级单体右前方的低层反射率因子呈现明显的钩状回波,垂直剖面呈现出典型的有界弱回波区、回波悬垂和回波墙,最大回波强度超过65 dBZ,中低层径向速度图呈现中等强度中气旋,旋转速度达到22 m·s-1。降雹回波共同特征是出现三体散射长钉回波,成熟阶段均偏向右侧高空风约30°。冰雹出现前后,对流风暴顶高及质心高度迅速下降显著。超级单体最大反射率因子达到60 dBZ以上,垂直累积液态水含量VIL值和VILD密度分别达到60 kg·m-2和5.0 g·m-3,50 dBZ以上强回波区伸展到-30 ℃层高度以上。冰雹直径为15~20 mm的超级单体反射率因子质心点较高,回波核前倾,具有回波悬垂、弱回波区、回波墙和三体散射特征[26-41]。有些专家还针对冰雹日数时空分布特征,以及对冰雹发生规律及预警技术进行了分析和研究[42-45]。上述研究成果从超级单体风暴结构、单部雷达回波产品特征等方面进行论述,为本文研究提供了理论依据。但较少查阅到使用雷达拼图产品来描述超级单体风暴特征的参考文献,高分辨率雷达拼图的应用还不普及,本文在雷达拼图产品应用上做一些尝试。

本文使用江西雷达拼图资料,结合单部雷达PUP产品等资料,对2021年3月30-31日江西罕见大冰雹天气过程中两次超级单体风暴回波特征进行分析,为江西冰雹天气的监测预警和预报服务提供分析依据。

1 资料来源

天气分析资料、探空数据和卫星云图数据来源于MICAPS平台,雨量资料来源于江西省自动气象站要素显示平台,雷达拼图资料来源于江西WebGIS雷达拼图平台,单部雷达产品数据来源于宜春SA天气雷达PUP产品反演,雷电数据来源于江西省气象局ADTD二维闪电监测定位系统,冰雹资料来源于国家站记录、微信群视频和图片、乡镇村信息员灾情调查资料。文中涉及的地图边界均是基于国家测绘地理信息局标准地图服务网站下载的审图号为GS(2017)3320号的标准地图制作,底图无修改。本文统一使用北京时。

2 天气实况与特点

冰雹实况。2021年3月30-31日,江西出现罕见的大冰雹天气。冰雹自西向东横扫江西,铜鼓、宜丰、上高、高安、奉新、新建、南昌市、南昌、进贤、余干、乐平、景德镇、婺源等地受到影响,其中铜鼓、南昌市等地还出现罕见大冰雹,最大雹径超过 10 cm,呈放射状,普通雹径也在 20~50 mm(图略)。

30-31日江西大冰雹过程主要影响赣北和赣中北部,共出现6次超级单体风暴。30日出现一次超级单体风暴,31日分别出现5次强度不等的超级单体风暴。30-31日6次超级单体风暴中,有两次大冰雹超级单体风暴是从湖南境内产生,经历初生、发展、合并、分裂等过程,形成“右移”超级单体风暴,江西北部和中部受到冰雹灾害影响。

强雷电分布。2021年3月30日00时-4月1日23时,江西雷电次数频繁,两天分别出现6个峰值,有两个最高峰:一是30日第3高峰(由1、2、3、4峰组成),二是31日第6高峰(由5、6峰组成)。两次“右移”超级单体风暴分别发生在第3高峰和第6高峰之前(图略)。这两天冰雹天气过程江西还出现两起雷击事件:一是30日16:40余干县玉亭镇百湖村雷击事件,二是31日14:40南昌县塘南镇西联村雷击事件。

雷暴大风。2021年3月30-31日,江西出现雷暴大风的站数并不多,且风速较小(图略)。大冰雹所经之地,国家站记录极大风速≥17.2 m·s-1的站点有7个,最大风速为23.3 m·s-1(南昌市);区域站记录极大风速≥17.2 m·s-1的站点有33个,最大风速23.3 m·s-1(南昌市)。

短时强降水。2021年3月30-31日,江西出现的短时强降水站数也较少,雨量不大(图略)。大冰雹所经之地,国家站记录雨量≥30.0 mm/24h的站点有9个,最大雨量为91.1 mm/24h(景德镇);区域站记录雨量≥30.0 mm/24h的站点有183个,最大雨量103.0 mm/24h(景德镇市官庄村)。

由此可见,2021年3月30-31日大冰雹天气过程,主要灾害是冰雹和雷击事件,雷暴大风和短时强降水不是很严重,但冰雹站数、影响范围、维持时间、冰雹直径和超级单体风暴的回波强度都是罕见的。

3 环境条件分析

3.1 天气影响系统

2021年3月30日20时,高空低槽位于重庆至贵州西部,槽前有明显的西南急流,500 hPa长沙西南风达26 m·s-1,南昌为30 m·s-1;700 hPa长沙西南风达23 m·s-1,南昌为20 m·s-1;850 hPa长沙西南风达14 m·s-1(图略)。三层急流在江西西北部汇合,南昌位于汇合区附近。汇合区上空赣北200 hPa有分流区。低层850 hPa在江西中北部及其以东地区有明显偏东南气流,925 hPa南昌东南风为12 m·s-1,即伴有超低空急流。低层的明显偏东气流与急流一方面把东海上空水汽输送至对流区上空,另一方面与西部的西南急流、北部偏东急流产生剧烈辐合,同时在垂直方向上随高度增加东南风转西南风形成明显的暖平流,为上升运动提供了支撑。850 hPa切变线位于湖南中部至赣北,切变线上有西南风与东南风的剧烈辐合,是对流触发的重要天气系统,切变线以南在700 hPa有一急流轴从湖南南部伸向赣西北。低层暖湿,850 hPa以下为饱和区,700 hPa开始变干,500 hPa湖南中部有明显干区,长沙t-td=38 ℃,随着槽前西南急流东移,干区移至赣北、赣中上空,“上干下湿”结构为冰雹等强对流发生提供了有利条件。低层(850-925 hPa)有暖脊发展,暖脊从广西经湖南南部伸向赣北、赣中,南昌上空t850-500=28 ℃,低层温度偏高,且高低空温差大,为强对流的发生提供了重要热力条件与触发机制。此时,850 hPa南昌的td=16 ℃,比湿为14 g/kg,表明水汽条件充沛。

由此可见,2021年3月30-31日大冰雹天气过程,天气系统配置有西南急流、地面倒槽、低层切变线、低层暖脊等天气系统,“上干下湿”的大气层结有利于冰雹天气的发生。

3.2 探空分析与环境条件的异同

从探空图上看到(图略),此次大冰雹过程,在500 hPa有明显干层侵入或发展,受长沙等地干区东移影响,南昌t-td从30日20时的8 ℃增至31日08时的22 ℃。中层急流非常强盛,30日20时600 hPa西南急流强度达28 m·s-1,500 hPa的达30 m·s-1,与底层偏东风构成了强风垂直切变,0-5 km的风垂直切变超过30 m·s-1。同时,SI指数异常偏小,30日20时为 -5.94 ℃、31日08时为-4.74 ℃,达到或超过冰雹等强对流天气发生时≤-3.0 ℃的阈值标准。K指数从30日20时的35 ℃增至31日08时的39.1 ℃,表明不稳定能量等条件也异常偏强。对流有效位能(CAPE)中等,31日08时经过订正,南昌CAPE值为848.5 J/kg。

由此可见,本轮强对流天气的重要天气系统有中低层多层西南急流、地面倒槽、低层切变线,同时伴有低层暖脊、“上干下湿”等有利于强天气发生的温、湿条件。水汽条件充沛,层结条件极不稳定,且伴有较强的不稳定能量。但与3-4月典型强对流天气不同的是没有明显冷空气入侵背景,强对流发生时高空低槽也没有明显东移,强对流的发生、发展与中低层切变线附近辐合、低层暖脊发展、西南急流脉动有关,是较为少见的暖区强对流型结构。可见,只要满足水汽、不稳定、抬升三大基本条件,在强的层结不稳定、强不稳定能量、强辐合触发等作用下,冰雹等强对流天气就能发生、发展。

4 超级单体风暴演变与特征

超级单体风暴移动路径最显著的一个特征就是回波系统出现“右移”和“左移”现象。“右移”和“左移”是指超级单体沿高空风(一般500 hPa或500-700 hPa平均风)方向移动时,移动路径出现偏差,朝高空风右侧移动称为“右移”,左侧移动称为“左移”。

4.1 超级单体风暴回波廓线演变

将多张雷达拼图的回波廓线描绘在一张图上,能够清楚地看出回波系统的移动方向和移动速度。回波廓线图是在江西WebGIS雷达拼图上,通过使用Photoshop软件绘制的。

2021年3月30日20:00-31日01:00,超级单体风暴是在湖南境内发展起来的对流回波,通过单体合并,不断发展加强为60 dBZ的强单体回波。南昌探空风场显示,30日20时南昌500 hPa为30 m·s-1西南偏西风,湖南境内产生的对流单体回波沿500 hPa高空风移动(图1a)。21:00,强单体回波出现分裂,形成A回波和A1回波。A1回波在后续发展中偏离高空风方向左侧,发展成为“左移”强单体回波;A1回波在“左移”过程中,擦着修水边缘东北移,并逐渐消亡,没有进入江西境内。“右移”超级单体风暴系统的移动方向和移动速度,回波系统与气压梯度力、地转偏向力、高空风之间的关系见图1(c)。21:40,A回波发展成为超级单体风暴,强中心达到65 dBZ,60 dBZ强回波面积(粉色)较大,属于“右移”超级单体风暴。22:00,A超级单体风暴进一步发展壮大,接近江西铜鼓边界。22:20,A超级单体风暴移入江西铜鼓境内,首先在铜鼓出现大冰雹。22:40,A超级单体移入宜丰北部,造成部分乡镇出现冰雹。22:20-23:20这段时间,A超级单体风暴从中心强度70 dBZ下降至65 dBZ,回波强度有所降低,但60 dBZ回波面积不断增大,伴有≥20 mm,≤50 mm 的冰雹。23:40,A超级单体重新发展起来,中心强度回到70 dBZ,并且60 dBZ(小冰雹)和65 dBZ(中冰雹)回波面积超大,一直到31日01:00,A超级单体风暴路径经高安、新建、南昌、进贤等地,沿途不断出现大冰雹,其中南昌大冰雹比较罕见。超级单体风暴维持时间(指65 dBZ强回波维持时间,下同)3~4 h。

图1 2021年3月30日和31日两次超级单体风暴45 dBZ回波廓线图(a)30日超级单体风暴廓线,(b)31日超级单体风暴廓线,(c)30日超级单体移动方向与高空风,(d)31日超级单体移动方向与高空风

2021年3月31日17:00-4月1日00:00,江西经历5次由超级单体风暴造成的冰雹袭击。超级单体风暴系统有强有弱,A超级单体风暴比较强,造成的冰雹较大较强;其他超级单体风暴较弱,造成的雹较小较弱,其中图1(b)是“右移”超级单体风暴系统。2021年3月31日17:00-21:00(图1b),超级单体风暴系统非常类似3月30日超级单体风暴系统:①都是在湖南境内产生,经过单体合并发展后分裂为A、A1两个回波系统,A“右移”向东移动,A1“左移”强单体回波移入修水,未造成冰雹灾害。②A“右移”超级单体风暴强度达到70 dBZ,经过铜鼓、宜丰,有一个短暂的减弱,后又一次发展起来,与3月30日超级单体风暴系统相似。③超级单体风暴降雹后期都具有南北向“盾状”回波特征。④超级单体风暴维持时间长达3 h(18-21时)。“右移”超级单体风暴系统的移动方向和移动速度,回波系统与气压梯度力、地转偏向力、高空风之间的关系见图1(d)。

由此可见,3月30日和3月31日两次“右移”超级单体风暴系统是在湖南境内产生,经历单体回波合并发展,回波分裂为A“右移”超级单体和A1“左移”超级单体过程,分裂后的A、A1回波的移动方向都偏离500 hPa高空风向。“左移”风暴对江西影响不大;“右移”超级单体是江西大冰雹的主要回波系统,回波强度65~70 dBZ。“右移”超级单体风暴经历:初始单体→发展加强→强大旺盛→稍有减弱→重新强盛等发展阶段,铜鼓、宜丰、南昌等地受到影响,超级单体风暴维持时间3~4 h。“右移”超级单体风暴系统的移动方向和移动速度,与气压梯度力、地转偏向力、摩擦力和高空风之间的关系密切。

4.2 超级单体风暴PUP产品特征

3月30日22:08,组合反射率CR(图2a),超级单体风暴强度65 dBZ(粉红色),≥60 dBZ(白色)的回波面积≥300 km2,垂直累积液态水含量VIL≥60 kg/m2(图2b),0.5°仰角径向速度V0.5°具有明显的速度对(图2c),是典型的超级单体冰雹回波结构。

反射率因子垂直剖面RCS(Reflectivity Cross Section)呈现为大面积的强回波,60 dBZ回波顶在11.0 km,65 dBZ回波顶在8.0 km,强回波伸展高度高,水平尺度较宽,对冰雹云的生长十分有利(图2d)。沿径向回波垂直结构观测到悬挂、穹窿和回波墙等特殊特征(图2e)。径向速度垂直剖面VCS(Velocity Cross Section)主要特点是超级单体具有明显的中气旋结构(图2f、g)。

图2 2021年3月30日22:08 宜春SA雷达(9795)回波产品特征(a)组合反射率CR,(b)垂直累积液态水含量VIL,(c)0.5°仰角径向速度V0.5°,(d)切向反射率因子垂直剖面RCS,(e)径向反射率因子垂直剖面RCS,(f)切向速度垂直剖面VCS,(g)径向速度垂直剖面VCS

3月31日18:58,组合反射率CR(图3a),超级单体风暴强度65 dBZ(粉色),≥60 dBZ(白色)回波面积较大,垂直累积液态水含量VIL≥60 kg/m2(图3b),0.5°仰角径向速度V0.5°具有明显的速度对(图3c),是典型的超级单体冰雹回波结构。

反射率因子垂直剖面RCS呈现为大面积的强回波,60 dBZ回波顶在10.0 km,65 dBZ回波顶在8.0 km,强回波伸展高度高,水平尺度较宽(图3d)。沿径向回波垂直结构观测到悬挂、穹窿和回波墙等特殊特征(图3e)。径向速度垂直剖面VCS沿切向具有明显的中气旋结构(图3f),沿径向却是上正下负速度场结构(图3g)。

由此可见,A超级单体回波强度65 dBZ,≥60 dBZ回波面积较大,垂直累积液态水含量VIL≥60 kg/m2,径向速度V0.5°具有明显的速度对,属于典型的超级单体冰雹回波结构。反射率因子垂直剖面RCS具有悬挂、回波墙等结构回波特征,径向速度垂直剖面VCS沿切向具有明显的中气旋结构,沿径向却是上正下负速度场结构。

图3 2021年3月31日18:58 宜春SA雷达(9795)回波产品特征(a)组合反射率CR,(b)垂直累积液态水含量VIL,(c)0.5°仰角径向速度V0.5°,(d)切向反射率因子垂直剖面RCS,(e)径向反射率因子垂直剖面RCS,(f)切向速度垂直剖面VCS,(g)径向速度垂直剖面VCS

4.3 超级单体风暴的演变

超级单体风暴的发展加强,往往是前方不断有小块对流单体回波的合并造成的。单体回波的合并,使超级单体回波进一步发展加强(图4a、d)。超级单体猛烈发展中,紧贴超级单体北侧有新生回波发展,强度明显弱于超级单体(图4b、e),随后超级单体北侧发展起来的强单体朝东北方向移动,回波强度有所发展;而超级单体本身朝东方向移动。当超级单体风暴北侧的强单体回波移动方向与超级单体不一致时,表面上看就像超级单体回波出现“分裂”现象,实质是超级单体北侧新生强单体回波的移动方向不同所致(图4c、f)。

图4 2021年3月30日和31日两次超级单体回波分裂特征图(a)30日20:40,(b)30日21:00,(c)30日21:20,(d)31日17:20,(e)31日17:40,(f)31日18:00

5 环境条件对超级单体风暴的影响

5.1 山地抬升和湖南辐合线的影响

2021年3月30日和31日,江西两次“右移”超级单体风暴系统的初生回波,都发生在湖南境内,由湖南境内不同下垫面产生的回波系统。

3月30日19:40(图5a),在湖南长沙的西北和西南象限,地面中尺度辐合线形成对流回波带,其中A回波CR强度达到45~50 dBZ。20:10(图5b),A回波移入长沙市,受到午后地表受热增温和城市热岛效应影响,A回波猛烈发展,中心CR强度达到60 dBZ,55 dBZ回波面积迅速增大,辐合线上回波单体在朝东北方向移动过程中,合并进入A回波之中,使A回波快速发展,辐合线回波带西段快速减弱。20:30(图5c),A回波逐渐向东北方向移动,回波CR强度基本保持在55~60 dBZ,与辐合线相配合的回波带进一步减弱消散。21:00(图5d),A回波继续在东移中发展壮大成为超级单体风暴,中心CR强度达到65 dBZ,60 dBZ强回波面积迅速扩大,发展成为强单体回波;另一个特点是A回波南部较强,北部较弱,出现“南强北弱”回波分裂的迹象。21:30(图5e),A回波受到山地影响,迅速发展成为超级单体风暴,60 dBZ强回波面积增大,中心CR回波强度达到65 dBZ;与此同时,A回波分裂出A1回波,CR强度达到60 dBZ;A回波受到山地抬升作用,发展十分旺盛。22:00(图5f),A超级单体继续发展壮大,中心CR强度达到70 dBZ且强回波面积大,铜鼓等地出现大冰雹,A1强单体回波对江西影响不大。

图5 2021年3月30日和3月31日两次超级单体风暴初生期雷达拼图回波演变(a)30日19:40,(b)20:10,(c)20:30,(d)21:00,(e)21:30,(f)22:00,(g)31日19:50,(h)17:10,(i)17:30,(j)17:50,(k)18:10,(l)18:30

3月31日19:50(图5g),受到山地抬升作用影响,在山地产生2小块对流单体回波。山坡度和水平风速愈大,风向与山脉走向垂直时,山地造成的垂直运动愈强。17:10-17:30(图5h、i),2小块对流单体回波发展壮大,2小块对流单体回波相隔较近,回波单体自身发展扩大了回波范围,使2小块回波发生了合并现象。17:50(图5j),B回波出现北侧回波B1较弱,南侧回波B较强的现象,B回波开始分裂。18:10(图5k),南面B回波发展成为超级单体,60 dBZ强回波面积较大,中心CR强度达到65 dBZ,地面开始出现冰雹;北面B1回波则为强单体回波。18:30(图5l),B超级单体风暴发展旺盛,中心CR强度达到70 dBZ,铜鼓等地出现大冰雹,B1强单体朝东北方向移动,对江西影响较小。

由此可见,两次超级单体风暴的发源地都是在湖南境内,地面辐合线、城市热岛效应、山地抬升作用等下垫面因素对强对流回波的形成起到触发机制的作用。回波单体的合并促使回波快速发展,形成南侧回波强、北侧回波弱的现象。当南侧回波与北侧回波移动方向不一致时,超级单体回波出现“分裂”。南侧回波受地形等环境条件影响,发展成为更强超级单体并造成多地大冰雹;北侧回波较弱,对江西影响较小。

5.2 地面辐合线和△P3的影响

大气在地表运动受到下垫面不平、热力不均匀、山地抬升和地表摩擦等因素影响,当风场出现汇集时,就会形成地面辐合线,而辐合线是产生对流风暴的一种主要机制。对流风暴一旦产生,周边的3 h变压(△P3)随之改变,从而产生气压梯度力而改变对流风暴的移动方向。

2021年3月30日21时,湖南与江西存在两条辐合线:一是横跨湖南和江西的A辐合线,二是湖南与江西交界的B辐合线。30日超级单体风暴发生在B辐合线和3 h正变压高值区前沿(图6a)。30日22时,A辐合线少动,B辐合线东移,后部出现较大范围的3 h正变压高值区(图6b)。21-22时,受到辐合线和3 h正变压影响,超级单体风暴发展形成。

图6 2021年3月30日和3月31日3 h变压与地面辐合线分布图(a)30日21时,(b)30日22时,(c)31日18时,(d)31日19时

2021年3月31日18时,湖南与江西存在两条辐合线A和B,其位置及形态都与30日的辐合线A和B相同,超级单体风暴发生在B辐合线和3 h正变压高值区前沿(图6c)。31日19时,A辐合线少动,B辐合线东移,后部出现更大范围的3 h正变压高值区(图6d)。超级单体风暴在18-19时发展形成。

由此可见,超级单体风暴的移动与500 hPa和700 hPa平均风场相关,移动方向偏离高空风5°左右,移动速度是高空风速的80%~90%。在个例中,超级单体风暴移动除了与高空风相关外,还与地面环境条件即地面辐合线和3 h变压场配置相关。两次超级单体风暴都产生“分裂”现象,南侧的强回波沿着A辐合线和负变压区向东方向移动,北侧弱回波沿着北部B辐合线向偏北方向移动。回波移动方向的不一致,造成回波的“分裂”。由于A辐合线和3 h负变压重叠,超级单体在向东移动中不断发展加强,沿途不断产生冰雹、雷暴大风等强天气。B辐合线比较弱,北侧弱回波在移动过程中逐渐减弱。

6 结论与讨论

本文使用雷达拼图资料,结合单部雷达PUP产品等资料,对2021年3月30-31日江西罕见大冰雹天气过程中的两次超级单体风暴进行分析,结果如下:

(1)2021年3月30-31日大冰雹天气过程,天气系统配置有西南急流、地面倒槽、低层切变线、低层暖脊等天气系统,“上干下湿”的大气层结有利于强天气的发生。

(2)两次超级单体风暴的发源地都是在湖南境内,地面辐合线、城市热岛效应、山地抬升作用等下垫面因素对强对流回波的形成起到触发作用。回波单体的合并促使回波快速发展,形成超级单体风暴。

(3)两次超级单体风暴都因移动方向不同而出现“右移”和“左移”现象,南侧回波强,进入江西后超级单体猛烈发展加强,并造成多地大冰雹;北侧回波弱,则为普通强单体回波,对江西影响较小。

(4)超级单体风暴回波强度65~70 dBZ,≥60 dBZ强回波面积较大,垂直累积液态水含量VIL≥60 kg/m2,径向速度V0.5°具有明显的速度对,属于典型的超级单体回波结构。反射率因子垂直剖面RCS观测到悬垂、穹窿和回波墙等特征,径向速度垂直剖面VCS具有明显的中气旋结构。

(5)两次超级单体风暴发生发展都分布在辐合线和3 h变压高值区前沿。超级单体风暴“右移”特征与自身发展程度、高空风、气压梯度力、地转偏向力和摩擦力等因素相关。

超级单体风暴的“右移”特性形成原因十分复杂,受到观测数据精度影响,无法定量分析,只能定性描述事实。目前个例表明“右移”风暴的动力除与超级单体自身发展程度有关外,还与环境风场、地转偏向力、气压梯度力、地面摩擦力和3 h变压等因素有关。观测结果表明:超级单体风暴发展愈旺盛剧烈,出现“右移”偏差的程度愈明显。因此,出现“右移”特征的超级单体风暴,要十分警惕不同程度的冰雹、雷暴大风、短时强降水和强雷电等自然灾害。

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