大连地区强对流天气雷达回波特征分析.docx

大连地区强对流天气雷达回波特征分析
 
 
刘晓初+李潇潇
摘 要：该文利用探空资料、加密自动站资料、天气雷达资料对2016年6—9月大连地区9次强对流天气过程，即短时强降雨（4次）、雷暴大风（3次）。俞小鼎[4]认为如果对流层中层存在明显干层，0℃层高度应订正为湿球0℃层高度。肖云等[5]认为，不稳定条件和动力条件具有互补关系，一方条件极为有利，另一条件不是十分有利，强对流天气同样容易发生。孙继松[6]等认为，低层水汽条件不仅为对流云降水提供水汽来源，并且与低层不稳定能量密切相关。另外，环境风垂直切变强度影响对流云的形态特征。丁伟等[7]研究发现，强对流单体降水主要由大的雹霰粒子下落融化造成，雹霰粒子半径大小与降水差异密切相关，大粒子更容易产生较强的降水。吴杞平等[8]认为造成大连地区短时暴雨的是混合性中-β尺度回波回波，并且对落区要产生“列车效应”。吴翠红等[9]将造成雷暴大风的雷达回波分为单体型、弓状型和飑线型，并且根据雷达回波演变规律可以提前30min对弓状型和飑线型雷暴大风做出预警。王建国等[10]认为组合反射率因子（CR）最大值、回波顶高（ET）、垂直积分液态水含量（VIL）等雷达产品均对冰雹预警有较强指示意义。本文总结研究了大连新一代天气雷达投入使用后的第一个汛期的9次主要强对流天气过程中的雷达回波特征，研究结果能够为本地强对流天气预警提供指导帮助。
1 资料和方法
本文采用常规观测资料、加密自动站观测资料、探空资料、大连天气雷达资料和灾情上报信息对2016年6—9月大连地区的强对流过程进行分类研究。
为了方便研究，根据致灾天气信息、自动站实况资料和雷达回波特征综合判断将强对流天气分为三类：短时强降雨、雷暴大风和冰雹。短时强降雨规定为降雨强度大于20mm/h；雷暴大风规定为雷暴过程中极大风速大于等于17m/s；冰雹个例规定为雷达回波中冰雹特征明显和灾情上报信息突出冰雹特征。9次强对流过程中（表1），短时强降雨4次，雷暴大风3次，冰雹2次。
4次短时强降雨个例中，3次发生在半夜到凌晨，1次发生在上午；从灾害落区看，均为大连中部和北部，最南端站点为金州复州城；8月7日上午，普兰店市区出现最大降雨强度，为94mm/h；3次雷暴大风个例均发生在傍晚到夜间，落区均为西部或南部沿海站点，；冰雹个例，一次发生在6月30日凌晨，落区为普兰店北部和庄河北部山区，另一次发生在9月9日午后，地点为瓦房店东南部。
2 探空分析
对流发生前的环境探空条件能够一定程度上指示对流风暴特征。本文利用大连本站08：00和20：00探空资料分析强对流天气发生前环境大气的垂直物理量特征。根据辽宁省雷雨大风、冰雹预警信号发布技术规范，本文选取如下物理量分析：
K指数 从表2可以看到，4个短时强降雨个例的K指数为26～41，2个冰雹个例K指数为36和23，3个雷暴大风个例K指数为34、35、44。3种强对流天气之间的差异很难分辨。从
K指数定义看，更适用于短时强降水强度识别。对流有效位能CAPE。在4次短时强降雨过程中，8月7日上午09：00—10：00短时强降雨发生在普兰店、金州，距离探空站直线距离小于100km，08时探空距离降雨发生小于1h，所有个例中最能代表强对流发生前的环境特征，CAPE值最大，。其他3次短时强降雨CAPE值为0～，均发生在夜间，开始时间距20时探空达到2～6h，其指示作用有限。3次雷暴大风个例，～，略高于短时强降雨对应数值。2个冰雹个例，，探空时间距离冰雹开始时间均相差约7h，仍然在3种强对流个例中表现出较大数值。因此判断，CAPE值不仅与强对流种类，并且与探空距离强对流发生时间差距大小密切相关。
抬升指数（LI）、最大抬升指数（BLI）、沙氏指数（SI） 这3个数值越小越有利于强对流发生。在辽宁省雷雨大风预警信号发布技术规范和表2中可见，抬升指数（LI）和沙氏指数（SI）在短时强降雨个例中的平均值分别为-，在雷暴大风个例中的平均值分别为--，冰雹个例中分别为-，--，。结果发现雷暴大风的环境层结稳定度最低，冰雹次之，短时强降雨相对最高。但是具体到单独个例，不能得到上述结论，因为个例选取是以某个最强特征为准，通常伴有其他强对流现象，短时强降雨以局地为主，并非大范围降雨。以8月7日上午单纯短时强降雨个例为主，，但是LI指数为-。单从层结稳定度指数难以判