摘要:2016年6月13日-14日山东地区产生强对流天气,应用气象观测资料、自动站资料、卫星资料、全球资料数据和气象观测各类仪器所产生的数据资料进行统计汇总,对强对流天气过程进行分析发现:冷空气、垂直风切变、冷涡前偏南暖湿气流等是此次强对流天气过程的主要影响系统,地面形成气流辐合,与850hPa中尺度切变线触发不稳定能量释放,海陆热力差异产生海风加剧强对流过程发生发展;6月13日-14日强对流天气过程的水汽均以西南向输入、南北向辐合为主,水汽主要来自鲁西南,降雹区位于水汽通量偏低区域。强对流天气的产生对民用航空飞行影响较大,应加强强对流天气预报预警,确保航空飞行安全。
关键词:强对流天气;天气影响系统;中尺度系统;飞行影响
引言
强对流天气有较明显的自身特点,时空尺度小、持续时间短、破坏性强、突发性强所以预报难度大,近些年来人民生活水平节节攀升,经济建设发展日新月异,强对流天气发生对人民生活的影响和社会经济的损失也越来越严重,因此各气象研究和气象工作人员对强对流天气进行分析研究,探索强对流天气的成因和发生规律,以便能更好的完善预警信息、提出因对措施。2016年6月13日下午至14日夜间,山东出现的强对流天气直接造成多地出现冰雹、大风、强降雨天气,不仅涉及范围之广,多达30多个地区,而且强度大。根据气象学诊断方法以及雷达探测资料进行分析,对这一时间段的强对流天气形成原因及显著特点进行较为细致的分析,以期能更好的应对此类气象状况,更便于应用于社会日常生活及工作安排中。飞机如今已成为人民生活中逐渐日常化的交通工具,作为我国道路交通系统中重要的组成部分,人民出行选择飞机已日趋普遍化,保障飞行安全、保护民众切身生命财产安全尤为重要,而气象条件对飞机的飞行环境有着至关重要的影响,尤其是强对流天气可对飞机飞行安全造成重大威胁,因此,探讨强对流天气发生的天气影响系统及物理量场等,更有利于判断灾害性天气发生发展趋势,利于提前作出预警及防范,保障飞行安全。
1强对流天气实况分析
山东省2016年6月13日8:00-14日11:00的强降水主要分布在西南部地区,共有三条降水带:鲁西南部降水带以郓城为强降雨中心;鲁西中到鲁东南部为鲁中山区西南部降水带,环绕在肥城和曲阜周围为最大降水量地区;以陵县与临邑鲁为降水中心的是西北部降水带。大于60mm/h的短时强降水地区分别为陵县、临邑、汶上、东平、苑庄五个地区,降雹地区为陵县、肥城、汶上、嘉祥四个地区,冰雹直径最大为8mm。
2016年6月14日11:00-15日8:00的强降水主要集中在以淄川、博山为中心的鲁中北部地区和安丘附近。大于60mm/h的短时强降水地区分别为金冢子、百尺河和大莱村,降雹地区为章丘、淄川、肥城、莒县四个地区,冰雹直径最大为20mm。
综合两天的基本情况分析,6月13日主要以短时强降水为主,冰雹较小,6月14日主要以冰雹为主,降水量明显减弱,从地理位置分析,短时强降水和冰雹天气均出现在鲁中山区附近,由此推断此次强对流天气也可能与地理位置有关。
2 强天气环流形势特征、天气形势分析
6月13日14:00,“两槽一脊”是500hPa中高纬度环流形势,经向明显。西伯利亚西部被一强大的阻塞高压控制,蒙古中部出现高空冷涡,山东正处于冷涡底部的西北气流中,地面气旋前部的西南气流控制之下,高层干冷空气与低层湿热空气叠加,出现不稳定层结。14日02:00,气压200hPa高空急流位于33°N,山东在急流左前方,地球偏转致使山东西北部出现辅散与上升运动,对应地面出现降水最强时段。14日20:00,冷涡移至华北上空,山东处于冷涡西南东南侧的西南气流中。地面气旋位于山东西部,山东在对流层低层处于气旋前部西南气流中,暖湿空气不断向山东输送,上空出现不稳定气层,积累不稳定能量,同时200hPa高空在14:00-20:00逐渐建立高空急流,急流轴在35°N周围,中心值大于80m/s,山东在急流轴出口区左侧,地转偏差导致山东上空辅散效应增强。700hPa出现低空急流,山东在急流前部,高低空急流耦合使山东地区上升运动增强,为强对流天气形成提供了有利条件。
3中尺度对流雷达回波特征
由图1济南SA雷达6月13日-14日组合反射率的演变可见,13日14:03在雷达站西北方的宁津、乐陵出现多单体风暴。15:47对流单体A反射率因子超过65dBz,回波顶高12km,低层存在弱中气旋,说明上升气流旺盛。单体为强单体风暴,陵县降雹短时强降水达67.5mm/h。16:00左右单体A减弱,与其西侧的单体合并,面积增加,进入临邑,临邑出现76.6mm/h的短时强降水。单体与西南方生成的对流单体一起排列呈东北—西南走向的断续型对流带,成为由多个对流单体组成的尺度在100km左右的中尺度对流系统—飑线。对流单体经过济南市再次加强,给济南带来大范围降水。
13日17:00雷达站西北方有新单体迅速发展,17:58与其东侧回波相遇合并,呈 “人”字形回波。18:33位于飑线西侧的对流单体B回波强度达到65dBz,回波顶高19km,是肥城冰雹大风天气形成原因,冰雹直径8mm。19:02对流单体C飑线前侧存在整齐的径向辅合,对流单体发展到大于65 dBz,回波顶高13km,有回波悬垂结构,但中心水平范围较大,强度和高度明显较低,给汶上县带来72.8mm/h强降水、2mm冰雹。22:02山东以西有多单体风暴产生,23:01随着飑线移出山东,两片回波汇合,山东西部出现强降水天气,14日14:03回波移出,山东降水结束。
图1 2016年6月13-14日济南市天气雷达组合反射率因子
16月14日15:00左右。济南雷达站东北侧临邑、商河附近新生单体迅速发展。16:00时发展成尺度约为50km的中尺度对流系统。16:02(图2a)单体分裂,南部单体D向东北侧移动,北侧单体E向东北方移动。16:31—17:07单体顶高达14km。回波强度大于65dBz、有高悬垂质心、长达40km的三体散射,中等强度中气旋,是典型超级单体特征。所经地区章丘出现强降水和直径为20mm的冰雹,淄博有30mm/h的降水,淄川有直径7mm的冰雹。北侧单体逐渐减弱,为普通降水单体。随着超级单体向东移动,给临朐带来50mm/h短时强降水。19:30后单体消失,山东中西部受大片降水回波控制,回波相对零散,20:00回波呈团状,21:30消失,山东降水结束。
图2 2016年6月14日16-19时济南市天气雷达0.5°仰角反射率因子
4强对流天气对飞行的影响
本次强对流天气自2016年6月13日8:00-15日8:00,持续时间长达48小时,时间长且强度大,对[并伴随有强降水、冰雹、大风等恶劣天气现象,]正常交通运营产生较严重影响。如正在飞行的飞机突遇此等强对流天气发生,受乱流冲击,对飞机空速平衡影响较大,需及时调整飞行状态及航线,确保安全的情况下就近着陆,尚未起航的飞机及时停飞。强对流天气对飞机的安全飞行及正常运行都有着较严重影响。
5 结语
本文对发生在上山东地区的大范围强对流天气进行了简单的分析,强对流天气对各行各业影响较大,对飞行系统影响也是颇为严重,空中交通管制部门应充分利用雷达、卫星云图等高科技气象监测设备,加强天气预测预报服务,不断提升气象服务水平,一旦监测到可能要出现的天气情况时,及时进行天气会商,准确把握未来演变趋势,并提前发出预报预警,确保机场部门及时调整航班飞行,为飞行安全提供技术保障。
参考文献
[1]张琴,孟伟,朱敏,等.2016年6月13日-14日山东强对流天气过程的中尺度特征及成因分析[J].海洋气象学报,2017,37(4):101-112
[2]赵金波,王海波.浅析雷雨天气对飞行的影响及空中飞行安全[J].军民两用技术与产品,2017(22):8.
作者简介:刘莎莎(1987-)女,汉族,山东省泰安市人,硕士研究生学历,工程师,从事民航气象观测工作。
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