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2012 年上海虹桥机场 两次春季雷暴过程分析

2012 年上海虹桥机场 两次春季雷暴过程分析. 华东气象中心 曹晴. 民航华东空管局. 内容概要. 引言. 1. 天气背景简介. 2. 资料及方法介绍. 3. 模拟结果分析. 4. 结论. 5. 引言. 雷暴的预报和预警工作是航空气象预报的主要方面之一，而初雷的预报是其中的难点。 上海地区初雷一般在春季发生，根据机场气候资料表明，上海虹桥机场地区的初雷发生在 2 － 4 月，常常出现在夜间，并且持续时间一般在 2 小时之内。春季雷暴的特点不同于夏季雷暴，系统性不强并且发生突然，多为静止锋附近雷暴，另外夜间云顶辐射降温也能引起突发性的雷暴。

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2012 年上海虹桥机场 两次春季雷暴过程分析

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Presentation Transcript

  1. 2012年上海虹桥机场两次春季雷暴过程分析 华东气象中心 曹晴

  2. 民航华东空管局 内容概要 引言 1 天气背景简介 2 资料及方法介绍 3 模拟结果分析 4 结论 5

  3. 引言 • 雷暴的预报和预警工作是航空气象预报的主要方面之一，而初雷的预报是其中的难点。 • 上海地区初雷一般在春季发生，根据机场气候资料表明，上海虹桥机场地区的初雷发生在2－4月，常常出现在夜间，并且持续时间一般在2小时之内。春季雷暴的特点不同于夏季雷暴，系统性不强并且发生突然，多为静止锋附近雷暴，另外夜间云顶辐射降温也能引起突发性的雷暴。 • 国内外对于夏季雷暴的研究很多，而对春季雷暴的研究较少。本文对2012年2次春季雷暴过程进行数值模拟和物理量分析，揭示初雷发生的可能因子，积累初雷预报的经验，保障飞行安全。

  4. 天气背景简介 • 2012年2月14日为上海地区的初雷日，虹桥机场周边有闻雷，浦东机场21:20－23:00（北京时）观测到有雷暴。 • 2012年2月22日虹桥15：15－15：30和浦东15：30－16：00、18：44－19：00、21：20二场均观测到雷暴。二次雷暴过程持续时间都较短，并伴有弱阵性降水。

  5. 2012年2月14日08时 地面、850hPa、500hPa形势 2012年2月14日08时 地面、850hPa、500hPa形势

  6. 2012年2月22日08时 地面、850hPa、500hPa形势 2012年2月22日08时 地面、850hPa、500hPa形势

  7. 2月14日08时探空 2月22日08时探空

  8. 地面气象要素变化 14日及22日地面温度随时间变化 >5℃可能发生雷暴 8℃-20℃多发区间 14日及22日地面风向随时间变化

  9. 资料及方法介绍 • 本文采用中尺度模式WRF V3.0模拟了14日及22日这二次春季雷暴过程，采用双重双向嵌套方案。区域1格距为15km，水平格点数为101*101，区域2格距为5 km，格点数为151*151。区域1的积云对流参数化方案选用采用Kain－Kritsh方案，区域2关闭积云对流参数化方案。 • 区域1和区域2的微物理过程选用较为成熟的LIN方案，边界层方案选用YSU方案，陆面过程选用Noah陆面过程方案，长波辐射方案选用RRTM方案，短波辐射方案选用Dudhia方案。模式初始场采用了NECP1°*1°一日四次的再分析资料。

  10. 模拟结果分析(温度) 14日及22日模拟地面温度时间序列

  11. 模拟结果分析(层结条件) 14日20点探空 22日13点探空

  12. 模拟结果分析(温度平流)单位：10-5 K/S 14日17点950hPa 14日20点850hPa

  13. 22日15点850hPa 22日21点850hPa 22日15点950hPa

  14. 模拟结果分析(水汽条件) 14日20点沿121.34°E相对湿度剖面 22日15点沿121.34°E相对湿度剖面

  15. 模拟结果分析(动力条件-垂直涡度)单位：10-5 /S 14日20点沿121.34°E涡度剖面 22日15点沿121.34°E涡度剖面

  16. 模拟结果分析(动力条件-散度场)单位：10-5 /S (a) (b) (a) 14日21点950hPa (b) 14日21点300hPa (c) (d) (c) 22日17点950hPa (d) 22日17点300hPa

  17. 模拟结果分析(能量条件-假相当位温) 850hPa 950hPa 850hPa 950hPa 14日假相当位温的时间序列 22日假相当位温的时间序列

  18. 模拟结果分析(能量条件-指数) K＜20 无雷雨 20＜K＜25 孤立雷雨 K=(T850－T500)＋［(Td850－(T－Td) 700］ 25＜K＜30 零星雷雨 30＜K＜35 分散雷雨 K＞35 成片雷雨 14日及22日K指数列表（单位：℃）

  19. TT(总指数)=T850＋Td850－2T500TT越大越易产生对流 14日及22日TT指数列表（单位：℃）

  20. 结 论 • 本文利用中尺度数值模式WRF对2012年2月14日和22日上海地区二次雷暴天气过程进行数值模拟及诊断分析结果表明：二次春季雷暴过程在比较有利的天气背景条件下发生的,高空槽东移、中低层切变线和地面冷锋是其主要的影响系统。

  21. （1）中低层较强的暖湿气流沿低层冷空气垫爬升是产生14日春季雷暴过程的动力条件，浅层的西南气流提供了水汽条件，同时夜间云顶辐射降温也有一定的作用。而22日的雷暴过程是基于静止锋附近的辐合抬升配合西南急流以及上游站的共同影响。（1）中低层较强的暖湿气流沿低层冷空气垫爬升是产生14日春季雷暴过程的动力条件，浅层的西南气流提供了水汽条件，同时夜间云顶辐射降温也有一定的作用。而22日的雷暴过程是基于静止锋附近的辐合抬升配合西南急流以及上游站的共同影响。 • （2）通过对输出物理量诊断分析表明，地面温度的变化、浅层暖湿气流、风向的垂直结构配合水汽场的配置对于判断春季雷暴有重要作用。 • （3）通过对二次过程的动力条件分析表明上升运动的高度及强度对于春季雷暴的预报也有一定的指示意义。 • （4）对能量指数的计算结果表明，预报春季雷暴时指数仅能作为其参考的一个方面，春季雷暴的强度一般较弱，实际工作中应结合浅层物理量的配置。

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