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2022年4月下旬江西地区一次大范围强对流天气过程分析

2023-12-13程晨李昕

农业灾害研究 2023年9期
关键词:环流形势江西

程晨 李昕

摘要 选择常规气象观测资料、雷达探测资料、NCEP分析资料等相关资料分析了2022年4月下旬江西地区一次大范围强对流天气过程。结果显示:此次江西省强对流天气过程是在高空槽、西南急流、中低层切变线、地面气旋等天气系统共同作用下产生的。“上干下湿”和低层辐合的环流形势为此次大风、雷暴天气的形成提供了有利环流背景。高空分流区分布在江西北部区域,该地区还位于低槽前部,形成高空辐散、低空辐合的形势特征,在低空西南急流的作用下,有许多水汽和不稳定能量持续向江西输入,推动了大风、暴雨天气的形成。

关键词 强对流天气;环流形势;不稳定层结;江西

中图分类号:P463 文献标识码:B 文章编号:2095–3305(2023)09–0-03

强对流天气属于一种局地性自然现象,其通常涵盖大风、强降水、雷电、冰雹等天气类型,强对流天气会在较短时间内带来特别大的破坏力,给人们生命财产安全带来严重威胁[1-2]。因此,加强对局部地区强对流天气的预报工作十分必要。俞小鼎等[3]分析了雷暴、冰雹、龙卷、大风等强对流天气的雷达回波特征及其识别、监测以及预报方法。阙志萍等[4]通过分析2015年4月2日江西北部强天气过程得出,此次强对流天气过程是在强飑线系统形势下形成的,系统前端持续形成的中小尺度对流系统是此次天气的主要成因。彭洁等[5]探究了湖南省强对流天气的类型,得出湖南省强对流天气类型包括地面倒槽型、地面冷锋型、东波型、副高边缘型以及静止锋型5类。潘留杰等[6]选择中尺度天气图分析的方式探究了陕西中部地区2010年初秋的一次强对流天气的成因,得出该次强对流天气是在弱天气尺度系统的作用下产生的。还有艾永智等[7]分析了不同地区的强对流天气的成因、预报方法、中尺度影响系统等,并获得很多研究成果。

江西省处于我国华东地区,长江中下游南岸,地理坐标区域处于24°29′14″~30°04′41″N,113°34′36″~118°28′58″E之间,境内地貌主要包括山地、丘陵、盆地,属于亚热带湿润气候。受地形、气候等因素的影响,江西省气候复杂多变,强降水、大风、雷暴等强对流灾害出现十分频繁。江西强对流天气大部分出现在4—9月,常会给当地农业生产、交通运输等方面带来不同程度的危害。基于此,主要采用常规气象资料、NCEP全球分析资料、雷达资料分析了2022年4月下旬江西地区一次大范围强对流天气过程,掌握江西地区强对流天气发生规律和形成机制,可以进一步提高江西强对流天气预报预警水平,做好防灾减灾决策。

1 天气实况

2022年4月下旬(24日20:00—26日08:00),江西省發生了一次强对流天气。其中,大风天气出现站数最多的地级市为上饶市,大风站次为41站次,抚州市次之,出现大风站次为26次;南昌、九江以及赣州分别为18站次、16站次以及15站次(图1a)。从降水分布情况来看,此次天气过程中江西省平均降水量为40.8 mm;过程降水量最大值发生在九江庐山,为200.7 mm;降水量达到150 mm以上的测站有15个(图1b)。小时最大降水量为63.7 mm(4月26日04:00),出现在吉安永丰君埠北寨。

2 环流形势分析

此次江西省强对流天气过程的影响系统涉及高空槽、西南急流、中低层切变线、地面气旋等天气系统。2022年4月24日20:00,高空低槽所处区域基本上和地面气旋所处区域相吻合,低槽处在110°N一带,鄂中一带有地面气旋,江西位于槽前,然而与之相距较远;850 hPa饱和区与500 hPa形势场的干区在江西省北方地区相交,并且在该地区存在显著的风速辐合(图2a);中低空有显著气流也在此积聚,构成了“上干下湿”以及低层辐合的环流形势,为此次大风、雷暴天气的形成提供了有利的环流背景。

2022年4月25日08:00,低槽逐渐朝东边区域发展,850 hPa低涡朝东移动至鄂东一带,地面气旋朝东移动至皖中区域,中低空急流发展很强,700、850、925 hPa西南风速分别是23.0、18.0和14.0 m/s,并且中低空急流在江西北部汇集(图2b)。此外,高空分流区同样分布在江西北部区域,该地区位于低槽前部,构成高空辐散、低空辐合的形势特征,在低空西南急流的作用下,有许多水汽和不稳定能量持续向江西输入,推动了大风、暴雨天气的形成。4月25日20:00,700、850 hPa切变线显著朝东边发展,中低空辐合作用越来越强,降雨强度越来越大(图2c)。4月26日08:00,中低空急流不断南压,200 hPa分流区分布在赣中、赣南一带(图2d);4月26日夜间强对流回波带也在不断东移期间显著南压,此次天气过程基本结束。

3 探空资料分析

分析江西南昌探空站探测资料可知(图3),2022年4月24日20:00,对流有效位能(CAPE)较大(图3a),500~400 hPa属于显著干区层,低空东南风伴随着高度顺转成西南风,这意味着有暖平流对江西南昌一带造成影响。K指数为41 ℃,沙氏指数(SI)为-3.75 ℃,抬升指数(LI)为-4.49 ℃,CAPE值此时为1 855.1 J/kg,这些参数说明大气层结特别不稳定,并且风垂直风切变较大,这些均非常适宜强降水、雷暴、大风等强对流天气的发生发展。4月25日08:00,CAPE变弱,此时为598.2 J/kg;然而中低空西南急流越来越强,1 000 hPa西南风变强,为12.0 m/s;850~700 hPa大多数为20.0 m/s,同时在600~500 hPa存在干层(图3b)。K指数为39.8 ℃,沙氏指数(SI)为-2.26 ℃,LI为-2.54 ℃,这表明该地区具备强对流天气发生的条件。4月25日20:00,中层干区变弱,水汽分布为整层饱和状态。700 hPa以下区域的风随着高度顺转,属于暖平流,600~500 hPa偏西风转变为西南风,存在冷平流;CAPE为468.0 J/kg,K指数为35.4 ℃,沙氏指数(SI)为-1.69 ℃,LI为-2.31 ℃,这些对流参数较之前有所减弱,然而仍存在一定的强度。通过上述可以看出,此次强对流天气期间,大气层结不稳定。

4 雷达回波特征

4.1 强降水雷达回波特征

分析2022年4月25日江西省强降水的雷达回波发现,强降水主要由带状强回波带来的。4月25日19:30~ 20:00,江西北部分布着一带状回波,属于东西向,回波强度处于45~55 dBz,该回波由西朝东边区域发展,经过江西宜春市丰城,促使该区域发生强降雨天气,大部分区域最大小时雨强超过30 mm。

4月25日00:00~00:30在江西九江東部区域分布着一短带强回波,回波强度处于45~55 dBz,该回波属于东北至西南向,经过九江市湖口县,促使该地区出现强降雨天气,最大小时雨强为55 mm。

4月25日18:30,江西省北部区域分布着一带状强回波,移动方向为东西向,回波强度处于45~55 dBz,江西宜春市万载县处在带状强回波东边区域;25日19:00,带状强回波由西边朝东边区域发展,55 dBz左右的强回波持续对万载县造成影响,促使万载县发生强降水天气,小时雨强最大值为62.3 mm 。

4.2 大风雷达回波特征

此次江西省强对流天气过程中的大风大都属于雷暴大风,还夹杂着一些气旋偏南大风,偏南大风区在雷达回波图方面显示为弱回波或无回波,但是雷暴大风在雷达上显示强回波。通过分析丰城4月25日08:55出现的偏南大风的雷达回波可知,丰城处在带状强回波的前部晴空区内;由丰城4月25日16:34出现的雷暴大风雷达回波了解到,丰城下午的雷暴大风出现于带状回波内强度超过45 dBz的絮状强单体内。珠湖4月25日12:08出现的雷暴大风处在带状强回波东北端,中心回波强度处于55~60 dBz。综上所述,强度超过45 dBz的带状强回波所经区域,在环境条件和地理条件较好时极易形成雷暴大风。

5 结论

(1)此次江西省强对流天气过程的影响系统涉及高空槽、西南急流、中低层切变线、地面气旋等天气系统。“上干下湿”以及低层辐合的环流形势,为此次大风、雷暴天气的形成提供了有利环流背景。

(2)高空分流区分布在江西北部区域,该地区还位于低槽前部,构成高空辐散、低空辐合的形势特征,在低空西南急流的作用下,有许多水汽和不稳定能量持续向江西输入,推动了大风、暴雨天气的形成。

(3)从探空资料了解到,在此次天气期间,K指数、沙氏指数(SI)、抬升指数、CAPE值均很高,说明大气层结特别不稳定,并且风垂直风切变较大,十分适宜强降水、雷暴、大风等强对流天气的发生发展。

(4)从雷达回波特征来看,此次强对流天气期间短时强降水大部分是由回波强度处于45~55 dBz带状强回波引起的,强回波带的走向和回波单体的发展趋势大致相吻合;强度超过45 dBz的带状强回波所经区域,在环境条件和地理条件较好时极易形成雷暴大风。

参考文献

[1] 许爱华,孙继松,许东蓓,等.中国中东部强对流天气的天气形势分类和基本要素配置特征[J].气象,2014,40(4):400-411.

[2] 支树林,许爱华,张娟娟,等.一次影响江西的致灾性飑线天气成因分析[J].暴雨灾害,2015,34(4):352-359.

[3] 俞小鼎,郑永光.中国当代强对流天气研究与业务进展[J].气象学报,2020,78 (3):391-418.

[4] 阙志萍,吴凡,毕晨,等.2015年4月2日江西一次强飑线天气过程分析[J].江西科学,2016,34(2):228-235.

[5] 彭洁,傅承浩,朱国光,等.湖南省强对流天气的时空分布特征与类型划分[J].安徽农业科学,2010,38(2):812-814.

[6] 潘留杰,张宏芳,王楠,等.陕西一次强对流天气过程的中尺度及雷达观测分析[J].高原气象,2013,32(1):278-289.

[7] 艾永智,杨传荣,李蕊.玉溪一次强对流天气的中尺度特征分析[J].高原气象, 2015,34(5):1391-1401.

Analysis of A Large-scale Strong Convective Weather Process in Jiangxi Region in Late April 2022

Cheng Chen et al(Nanfeng Meteorological Bureau, Jiangxi Province, Nanfeng, Jiangxi 344500)

Abstract A large-scale severe convective weather process in Jiangxi Province in late April 2022 was analyzed using conventional meteorological observation data, radar detection data, NCEP analysis data, and other related data. The results showed that the severe convective weather process in Jiangxi Province was generated under the joint action of weather systems such as the high trough, southwest jet, middle and low level shear lines, and surface cyclones. The circulation pattern of “upper dry and lower wet” and low-level convergence provided a favorable circulation background for the formation of this strong wind and thunderstorm weather. The upper level distributary area was distributed in the northern area of Jiangxi Province, which was also located in the front of the low trough, forming the characteristics of the situation of upper level divergence and lower level convergence. Under the effect of the lower level southwest jet, there were many water vapor and unstable energy continuously entering Jiangxi, promoting the formation of gale and rainstorm weather.

Key words Severe convective weather; Circulation situation; Unstable stratification; Jiangxi

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