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如何利用自动站资料判定飑的探讨

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摘 要:飑是春、夏季易出现的一种破坏性极大的灾害性天气,出现时常伴有强风、雷暴、冰雹和短时强降水等现象,有关资料对飑只有定性判定,本文就某气象观测站具有飑出现特征的温、压、湿、风、降水等气象要素的变化规律以及结合当时的天气系统进行综合分析,通过气象要素的变化来寻找飑的特征,为准确判断和记录飑提供参考依据。

关键词:飑;自动站;判定

中图分类号:P415.12 文献标识码:A

1 出现飑时气象要素变化情况

1.1 判定飑的主要依据

“瞬时突增,风向突变”是判定飑现象的主要依据。

1.1.1 从风向的变化来看

飑出现前后风向变化一般角度≥90°,且飑出现时一般情况风向顺转。风向变化有两种情况,一种情况是出现前和出现后的风向相同,出现时瞬时风向发生变化,另一种情况是出现前为一个风向,出现时和出现后的风向相同。

1.1.2 从风速的变化来看

飑现象出现时一般瞬时风速突然增加8m/s以上且至少维持1min,然后突然减小,而且在维持时间内平均风速不小于11m/s。

图1、图2为某站2013年3月24日出现飑前后的1min平均风变化实况分析图,由图可知:飑出现时风向顺转。风向由过境前3:30的风向ENE(77°)的突变为4:47的风向WNW(297°),突变超过90°,且飑过境后风向基本保持在WNW或NW风向上,符合飑的风向特征。

飑出现的时间内的1min平均风速都维持≥11m/s。03:46及03:47的瞬时风速为15.5m/s和19.4m/s,由于瞬时风速是3s的平均风速,故47分与46分的瞬时风速差值不一定刚好≥8m/s,即飑出现前后自动站分钟数据文件RTD中的瞬时风速不一定都突增8m/s,但自动站分钟数据文件RTD中瞬时风速突增8m/s或以上,则可认定瞬时风速符合飑的特征。飑出现时的风速变化呈现的特点是风速突增后又会迅速减小,且持续时间短促。需要指出的是,并非风速达到大风标准,就一定会出现飑,出现飑时极大风速也不一定就会超过17m/s。

1.2 判定飑的次要依据(见图3)

1.2.1 从气温的变化来看

气温陡然下降数度之后回升。

1.2.2 从气压的变化来看

气压鼻(雷暴鼻),即气压出现“鼻子”形状的凸起,气压涌升后又下降,但气压下降不一定都能恢复或接近原来的气压状态值。

1.2.3 从相当湿度的变化来看

湿度 “∨”型或直线上升之后略降或拉平线(视当时是否有降水决定),飑过境前,相当湿度开始明显升高,说明飑线流入气流中的水汽辐和非常强烈,在非飑现象中,雷暴经过测站时相当湿度才发生变化。

1.2.4 从降水的变化来看

飑出现时间短促,但飑有很强的降水率,且一般产生飑的系统飑线的移速都很快,故飑出现时的降水强度大但降水时间短促,总的降水量反而不会特别大。

2 飑与锋面、冷锋过境时的气象要素变化异同点

2.1 飑与锋面之要素变化异同点

2.1.1 相同点

风向突变,风速突增。

2.1.2 不同点

风切变不同,一个可以从风速变化的特点来区别,锋面影响时风速加大后会维持一段时间,不会马上减小,而飑影响时的风速突然加大后会迅速减小。

2.2 飑与冷锋过境之要素变化异同点

2.2.1 相同点

出现风向突变,风速加大,温、压、湿显著变化的特征。

2.2.2 不同点

冷锋过境时风有时变化很大,但有时也不是特别明显,主要的区别在温、压、湿各要素变化特征。冷锋过境时气压呈气旋性变化(突降),气温突增,湿度突降,且各气象要素在较长时间内基本维持过境后的状态值。飑出现时气压突升,迹线变化多呈“∧”型,气温突降,湿度突增。

3 飑与飑线的关联

飑线是高空排列成狭窄带状的雷暴群形成的强对流天气带,是高空的中尺度天气系统。它经常发生在冷锋前或暖锋后的暖气团中,也可发生在冷锋后或暖锋前的冷气团中,或在冷暖锋上。飑线两侧温度场有明显水平温度梯度,有时两侧的温差可超过10℃,其后有一明显的冷中心,当飑线经过时有气温陡降的现象。大多数情况下飑是飑线过境时所出现的天气现象之一,但受地形条件等因素的影响,不是每次飑线过境,测站都有飑的出现。有时一般雷暴单体过境时,在强烈发展的雷暴雨单体下方,由于积雨云中的降水,在云底雨滴蒸发冷却形成的高密度冷空气,下沉到地面堆积形成的冷性中高压,流出的气流具有较大的水平动量,从而在低空造成风向突变,风速急增的强风,其前沿为飑锋。因此,此种雷暴云过境时,地面测站的温、压、湿也同时发生突变的情况,也会产生飑的现象。

图4为圈注区域为某站2013年3月24日03:34、03:40雷达回波图,由图可看出排列成狭窄带状的雷暴群形成的强对流天气带即为飑线,此飑线排列成带纵向移动,故由西向东移动的飑线03:47影响某站,而某站地面实况对应出现了天气现象大风、冰雹、短时强降水以及飑。

4 结语

综上所述,利用自动资料判定飑时,主要根据风的变化,再与温度、气压、相当湿度、降水等气象要素所表现出来的特征相结合起来才能综合确定,同时还需要参考天气图、雷达回波图,看有无引起飑线的冷锋或切变线天气系统,以及雷达回波图是否飑线的雷达回波特征等,但也不排除有强雷暴单体过境时产生飑的情况。