2009年6月5日九江地区一次无降水致灾大风天气过程分析

2009年6月5日九江地区一次无降水致灾大风天气过程分析

0与雷雨大风和强降水天气的关系及多大风点分析2009年6月5日23:10日至6日00:50，江西省九江区持续75分钟的风暴，此外，10多个站的风暴超过17ms，给官僚主义者带来了严重灾难。其中，长江货轮站遭到风暴袭击。造成江西致灾大风天气随季节不同主要有三种类型:一是春季飑线型或夏季局地风暴产生的雷雨大风,伴有冰雹、龙卷、雷电和短时强降水等灾害性天气出现,发展旺盛时在雷达上会出现弓状回波带,产生8级以上雷雨大风,有人把这种强烈的雷雨大风称为下击暴流雷暴冷出流边界产生的阵风锋大风天气,大部分与雷雨大风、强降水天气相联系;小部分与雷雨大风和强降水天气没有直接的联系,会摆脱雷暴系统而惯性移动,沿途出现无降水致灾大风天气。与有雷雨大风和强降水天气的阵风锋或下击暴流过程相比较,无降水阵风锋的不同点是无降水无雷雨,没有高压鼻和湿度下降;相同点是风向突变,风速剧增和温度下降。有时雷暴中强烈下沉气流造成的阵风锋,还会出现较大范围的无降水致灾大风天气,2009年6月5日就是属于这种无降水阵风锋天气过程。文中对灾情、天气形势、卫星云图和雷达回波等资料进行分析,试图找出无降水致灾大风天气的特征与预报着眼点,为突发性大风的短临预警预报提供参考。1都昌县吉山大风过程图1为使用2009年6月5—6日江西九江地区自动气象站J文件数据,以及狮子山、皂湖、吉山和矶山风能观测数据合成绘制的大风分布图。由图1可以看出,致灾大风5日23:35从彭泽县棉船镇开始,瞬间风速达到31.1m/s,彭泽站23:49风速达到21.6m/s,路经下游湖口、九江、庐山、星子等地,几乎都出现17m/s以上大风,6日00:50在都昌县吉山结束,历时75min。鄱阳湖区域狮子山、皂湖、吉山和矶山4个风能观测铁塔(10m高度)也记录了这次大风过程。这次过程来得很突然,当时皖南中尺度对流云团正在减弱,雷达回波也逐渐消散,无降水致灾大风就发生在这种对流云团看似减弱消亡的背景下。这次大风过程有一明显特点就是只出现大风而没有降水,过境时风向突转,温度、湿度同时下降,表现为干冷空气的冲击。气压变化不大,没有“高压鼻”,这与一般雷雨大风、下击暴流和冷空气混合大风有明显不同。2天气形势分析分析5日08时500hPa高空图(图略)发现,中国东北地区有冷涡,其南侧122°E附近有一深槽,槽底伸到25°N,鲁、苏、皖、浙、赣均处在槽后西北气流中,有明显的干冷平流,符合强垂直温度梯度下产生强对流天气的潜势条件分析5日08时925hPa高空图(图2)发现,低涡在河北南部到山东半岛,低槽从环流中心伸到郑州附近,苏、皖、浙、赣均处在925hPa低槽前的暖平流中,Δt地面图(图3)上有弱的冷空气沿华东地区及近海南下,5日08时山东南部、江苏大部和安徽北部3h变压Δp综上所述,中高层干冷空气侵入造成强烈位势不稳定是这次致灾大风天气发生的重要条件,低层925hPa切变和弱锋面南移是皖南强雷暴发展的影响系统,中尺度对流云团携带中高空干冷气流下沉和强变压梯度造成的变压风共同作用是这次致灾大风的直接原因。3中尺度对流云团演变图4(见彩页)给出了5日20时红外云图与500hPa高度场、925hPa风场叠加图。可以看出,这次过程发生在500hPa冷涡槽后、925hPa波动型切变线上。由于500hPa槽后西北干冷气流位于低层暖湿平流之上,形成对流不稳定形势,低层具有强烈辐合,在云图上表现为中尺度对流云团强烈发展。尽管这次中尺度对流云团冷云盖面积未达到典型MCC标准图5(见彩页)给出中尺度对流云团的演变过程。可以看出,5日17时,内蒙古一带是500hPa槽线云系,长江流域沿925hPa辐合线上,产生若干对流单体组成的中尺度对流云团,结构较松散,但对流单体强度较强,安徽开始出现强对流天气。同时,在中尺度对流云团西南侧有新生对流单体发展。18时,西南侧对流单体开始向中尺度对流云团合并,19时发展成为紧密的中尺度对流云团(β尺度MCC)。19—22时,对流云团维持少变,东段分裂不断减弱,西段对流云团造成安徽境内大范围强对流天气。23时后,对流云团更趋减弱,云顶亮温区已逐渐消散。综和以上分析,中尺度对流云团在减弱消散阶段,强大的雷暴下沉气流向移动前方四周冲击地面形成阵风锋,造成了江西九江出现无降水致灾大风天气。4雷达回波分析4.1线回波带的形成分析九江多普勒天气雷达观测资料(图6,见彩页)可知,5日22:02,江西北部在对流云团移动方向的右后侧(西南侧)是一条排列紧密、窄而长的飑线回波带,这条飑线回波带基本上沿对流云团移动方向移动。23:01,飑线回波带开始分裂,并继续向东南方向移动。23:37,回波带继续减弱,在回波带西侧尾端处30—40km处出现窄带回波。6日00:01,回波带继续在向东南方移动中减弱,之后,回波带在向东南方移动过程中减弱消散。由图6可以看出,安徽飑线回波带于5日22:02已经形成,强度达到60dBz,造成安徽境内连续出现雷雨大风和瞬间强降水等强对流天气,这时江西北部九江地区却晴空无云。5日23:35—6日00:50,历时75min的致灾大风横扫九江大部分区域,没有降水回波,雷达上只是出现细长的窄带回波。当时难以识别这种窄带回波会出现致灾大风,因为这种致灾大风不像雷雨大风那样具有明显的飑线或风暴回波结构,也不像混合大风那样具有雷暴回波带和强冷空气锋区存在。4.2对流天气雷达回波分析阵风锋的形成过程是在雷暴消散阶段,由于强烈的下沉辐散气流把中空干冷空气带到地面,向四周辐散冲击,这种下沉的干冷空气和环境场的上升暖湿空气形成一个不连续面(称为雷暴的出流边界或阵风锋),当这种不连续面达到一定程度时,就会发生大气折射率的改变,引起电磁波的散射,被雷达所接收形成窄带回波。这些窄带回波常常成为强对流天气的触发机制,合肥雷达就观测到一次干冷锋窄带回波,随后窄带回波与边界层辐合线相遇,产生对流风暴发展成强对流天气过程的例子图7(见彩页)为2009年6月5日南昌多普勒天气雷达观测的窄带回波,红色箭头指处就是雷暴出流边界(阵风锋)造成的窄带回波。5日23:46雷达反射率因子、23:46和00:17雷达径向速度场上都有明显的窄带回波特征。阵风锋窄带回波反射率因子在2—18dBz由雷达反射率因子与径向速度场图可以看出,窄带回波所经之地对应地面是大风天气,窄带回波位置与大风出现时间基本同步。窄带回波移速随时间推移而减弱。5日23:35,阵风锋移速很快,移速达到110km/h,风速达到31m/s。23:49,移到彭泽县时,移速为90km/h,风速达到22m/s。6日00:20,移到皂湖(风能铁塔)时,移速下降到80km/h,风速达到20m/s。00:45之后,移速迅速下降,移过都昌县时移速为30km/h,风速只有8m/s。最后窄带回波移到新建县附近消散。由此可见,窄带回波移动速度可以定性判断地面大风级别,移速快风力大,移速慢风力小。另外,这次窄带回波过境时阵风突起,风速≥17m/s,气压变化不大(没有高压鼻),温度和湿度同时急速下降,这些特征与其它雷雨大风天气有明显不同。5阵风锋触发实例使用常规地面观测、卫星云图、多普勒天气雷达和风能观测等资料,分析了江西九江地区2009年6月5日23时—6日01时无降水致灾大风天气过程,得到:(1)500hPa冷涡槽后强大的西北气流、925hPa波动型辐合线和异常3h变压是造成这次无降水致灾大风天气的主要影响系统和动力条件。(2)中尺度对流云团在消散过程中,强烈下沉气流冲击地面形成阵风锋,即使对流云团消散后,这股下沉气流仍惯性移动,并继续影响下游长达百余千米范围。(3)阵风