郭鴻鳴，費杰，李燕，李延江

一次渤?！扒凶兙€”誘發(fā)強對流天氣監(jiān)測及可預報性探討

郭鴻鳴1，費杰2，李燕3，李延江1

（1.秦皇島海洋氣象臺，河北秦皇島066000；2.葫蘆島氣象臺，遼寧葫蘆島125000；3.大連氣象臺，遼寧大連116001）

利用micaps3.2系統(tǒng)強對流實況監(jiān)測、渤海6部天氣雷達、海洋WRF模式等同步資料，對2015年8月31日渤海一次典型“暖式切變線”引發(fā)強對流天氣過程進行綜合分析及可預報性探討。結(jié)果表明：天氣尺度系統(tǒng)的有效配置為不同時段的中尺度對流系統(tǒng)發(fā)展提供了環(huán)流背景條件。08—20時渤海灣一線925—850 hPa切變線東移增強，08時臨近探空K指數(shù)35℃、SI指數(shù)-1.81℃及CAPE為166 J/kg，垂直風切變16 m/s，導致天津一線的強對流天氣發(fā)生。20—02時低層925 hPa“暖式切變線”北抬，20時K指數(shù)32℃，SI指數(shù)為1.36℃，CAPE達383 J/kg，垂直風切變?yōu)?9 m/s，對流性不穩(wěn)定能量增強，在渤海中部的切變線附近誘發(fā)多個中γ、β尺度強對流風暴單體，在雷達回波“列車效應”下，造成了秦皇島近海新一輪強對流天氣過程。WRF模式數(shù)值模擬與實況對比：對流有效位能(CAPE)08時初始場運行結(jié)果誤差大于14時；逐小時強對流回波帶演變與925 hPa切變線和CAPE高值區(qū)較一致；強垂直運動和邊界層水汽輻合觸發(fā)CAPE的釋放；在遼東灣北部Δθse(850—500 hPa)較弱干冷切入與對流系統(tǒng)的發(fā)生、落區(qū)有一定對應關系；雷達監(jiān)測網(wǎng)與WRF物理量疊加是提升海區(qū)強對流預警方法的有效途徑之一。

渤海強對流；暖式切變線；帶狀回波“列車效應”；可預報性

1 引言

在大氣西風帶環(huán)流背景下，大多數(shù)渤海強對流天氣系統(tǒng)是由陸地西部或北部生成后移向海區(qū)[1]，入海后穩(wěn)定少變，在東部或南部海岸帶重新發(fā)展[2]。由渤海區(qū)域生成的強對流系統(tǒng)并由東南方向移向西北方向的個例較少，是目前海上強對流預警技術難點問題之一。近年來，環(huán)渤海地區(qū)廣大科技工作者克服海洋氣象災害實況資料匱乏的不利條件，進行了一系列科研探索，盧煥珍等[3]借助塘沽天氣雷達和自動站對產(chǎn)生海岸帶雷暴大風的對流風暴進行個例分析，總結(jié)出雷暴大風雷達回波的主要形態(tài)、大風來臨前徑向速度場有輻合特征等；王彥等[4]、賀靚等[5]、郭慶利等[6]、孫素琴等[7]應用衛(wèi)星資料、多普勒雷達、閃電等監(jiān)測資料對近年來海岸帶-近海發(fā)生強對流天氣個例進行分析，得出強對流系統(tǒng)中地閃、云頂亮溫與雷達回波關系及“列車效應”引發(fā)短時暴雨成因等；上述分析均以單部雷達監(jiān)測分析為主，對回波源、發(fā)生、發(fā)展及演變規(guī)律的描述存在著一定的局限性，對該海區(qū)“切變線”入海北抬后引發(fā)西部海岸帶強對流天氣成因研究甚少，缺少多部雷達監(jiān)測網(wǎng)資料與數(shù)值模擬共性分析。

2015年8月31日20時—9月1日04時，渤海西海岸帶天津-秦皇島地區(qū)出現(xiàn)了由強對流天氣引發(fā)的短時暴雨、大風及持續(xù)性雷電天氣，其中，大風區(qū)域出現(xiàn)山海關海區(qū)，風速最大為21.8 m/s；短時暴雨分別出現(xiàn)在天津和秦皇島，小時雨量最大達40 mm；雷電過程持續(xù)時間達6 h以上。較強的強對流天氣對區(qū)域經(jīng)濟會造成較大影響，直接威脅港口設施及船舶通訊安全，尤其是2015年6月1日長江監(jiān)利水域“東方之星”強對流天氣引發(fā)重大沉船事故之后，近海強對流天氣監(jiān)測與預警成為目前社會關注的焦點之一。

利用6部天氣雷達拼圖、環(huán)渤海逐小時強對流監(jiān)測及海洋WRF模式物理量場等資料，綜合分析入海前后的強對流系統(tǒng)時空尺度演變特征；探討海區(qū)低層暖式切變線對西部海岸帶強對流天氣重新發(fā)展的成因；為渤海強對流天氣預警技術研究提供一些新的思路。

2 天氣背景與實況

渤海位于中高緯度之間，受高層大氣西風帶影響較大，大多數(shù)不同尺度的強對流天氣系統(tǒng)是由陸地移向海區(qū)的，并在不同的海岸帶區(qū)域獲取新的能量，重新加強發(fā)展，影響新的海岸帶直至內(nèi)陸區(qū)域，它的生、消及演變規(guī)律僅是天氣尺度背景下的一個中尺度天氣過程。

2.1 天氣背景

在2015年8月31日08時（北京時，下同）500 hPa高空圖上環(huán)渤海上空為弱冷空氣配合的減弱低槽，對應08時低層925 hPa高空圖上（見圖1a）渤海中南部為暖空氣配合的“人字型”切變線，其中渤海灣至萊州灣一線溫度場有明顯暖濕平流，這種“上冷下暖”垂直結(jié)構有利于對流天氣的發(fā)生發(fā)展，在低層切變線動力、水汽耦合下，給未來強對流天氣強度加強提供了必要條件。直至20時低層925 hPa高空圖上（見圖1b）渤海中南部“人字型”切變線原地旋轉(zhuǎn)，前部暖式切變線北抬至渤海中部，導致新一輪強對流天氣生成發(fā)展，中尺度系統(tǒng)沿東南向西北部海岸帶延伸發(fā)展。從天氣背景分析明顯看出：整個過程分為兩個時段，即31日08—20時“人字型”切變線造成天津海岸帶強對流天氣，31日20時—9月1日02時“人字型”切變線前部暖式切變?yōu)榍鼗蕧u海岸帶強對流天氣主要影響系統(tǒng)。

圖1 925 hPa風場（單位：m/s）和溫度場（單位/℃）圖（棕色為切變線）

2.2 強對流實況與探空

對應實況與探空可分為兩個不同時空尺度見（見圖2）。第一階段為2015年8月31日08—20時，天津至渤海灣出現(xiàn)了由強對流天氣引發(fā)的短時暴雨、持續(xù)性雷電天氣，小時雨量最大達39 mm；08時臨近探空（樂亭站）K指數(shù)為35℃、SI指數(shù)為-1.81℃及CAPE為166 J/kg，0—6 km垂直風切變16 m/s，達到一般強對流系統(tǒng)發(fā)生、發(fā)展閾值或臨界值。第二階段為2015年8月31日20時—9月1日02時，秦皇島-山海關出現(xiàn)海區(qū)強對流引發(fā)的短時暴雨、大風及持續(xù)性雷電天氣，大風區(qū)域出現(xiàn)山海關海區(qū)，風速最大為21.8 m/s；雷電過程持續(xù)時間達6 h以上。20—02時其前部低層925—850 hPa切變線北抬，20時K指數(shù)32℃，SI指數(shù)為1.36℃，CAPE為383 J/kg，垂直風切變?yōu)?9 m/s，對流性不穩(wěn)定能量進一步增強，海區(qū)冷暖空氣交匯于渤海中部的切變線附近，有利于秦皇島海岸帶新一輪強對流天氣發(fā)生。

圖2 強對流天氣落區(qū)（紅色圓圈為14—20時，藍色圓圈為

3 天氣雷達監(jiān)測-渤海中尺度雷達拼圖

目前，在渤海海岸帶新一代天氣雷達有6部，分布在秦皇島、天津、滄州、煙臺、大連及營口(見圖2)。單部雷達0.5o仰角，理論上基本反射率監(jiān)測半徑230 km，徑向速度115 km，由于天線高度不一致和地物遮擋，監(jiān)測距離底高（0.5°雷達監(jiān)測仰角）在渤海中部區(qū)域大于1.1 km，實際綜合監(jiān)測能力為150 km左右。雷達監(jiān)測在強對流天氣發(fā)生、發(fā)展及演變規(guī)律的研究中仍有局限性，因此綜合互聯(lián)網(wǎng)拼圖（10 min一幅）和資料共享能夠提升中尺度系統(tǒng)的監(jiān)測能力和技術水準。

3.1 天津一線強對流天氣系統(tǒng)入海前后的演變特征

對照上述同步實況及天氣分析，第一輪強對流發(fā)生時間段為8月31日16—18時，（見圖3a、b）在渤海灣一帶生成的多單體風暴穩(wěn)定少動，雷達反射率因子強回波帶水平尺度230×80 km，強度40—50 dBz，移向W→E向，移速為20→30 km/h，對應天氣短時強降水、雷電等；2 h后東移至萊州灣維持發(fā)展，強回波面積縮小，水平尺度180×70 km，強度維持40—50 dBz，移向WSW→ENE向，移速為20→30 km/h，對應天氣短時強降水、雷電、大風等；天津至渤海灣為一般陣雨天氣。但從萊州灣至渤海灣北部（見圖3c）所謂“暖式切變線”回波帶已經(jīng)初步形成，并緩慢向中部海區(qū)推進。

圖3 2015年8月31日6部天氣雷達基本反射率拼圖

3.2 秦皇島一線強對流天氣雷達回波“列車效應”

初步生成的渤海南部中尺度強對流回波帶在31日20—22時繼續(xù)北抬發(fā)展，（見圖4a）雷達反射率強回波帶水平尺度350×80 km，強度40—55 dBz，移向SSW→NNE向，移速為30→40 km/h，影響范圍：萊州灣-唐山海岸帶，對應天氣短時強降水、大風、雷電等；在渤海中部的切變線附近誘發(fā)多個中γ、β尺度強對流風暴單體（見圖4b、c），與主體回波帶移向成90o交角，水平尺度30×50 km，強度50—55 dBz，移向SE→NW向，移速為50→60 km/h、具有明顯的向前線性傳播特征，即雷達回波“列車效應”。23—02時渤海低層水汽被暖式切變線西南氣流源源不斷地輸送到輻合線上空，有利于中小尺度對流單體及其次級垂直環(huán)流的維持、發(fā)展，且這些次級環(huán)流規(guī)則排列，從而“列車效應”得以維持，造成了秦皇島近海新一輪強對流天氣過程。

3.3 秦皇島海區(qū)回波帶消亡階段演變特征

從圖5a中明顯看出03時中部海區(qū)回波帶出現(xiàn)斷裂，強度下降至30—40 dBz，04時趨于趨于消亡，為一般性陣雨天氣。值得關注的是在渤海灣南部滄州海區(qū)有新的強對流回波帶生成（見圖5b、c），水平尺度100×40 km，強度45—50 dBz，移向N→S向，移速為35→40 km/h；整體中尺度回波具有螺旋狀特點，相對秦皇島海區(qū)處于消亡階段，進入渤海灣的后部下沉氣流垂直于滄州海海岸帶，摩擦輻合是對流天氣發(fā)生的主要動力因素，由于尺度偏小，所以持續(xù)時間不足2 h。

圖4 2015年8月31日6部天氣雷達基本反射率拼圖

圖5 2015年9月1日6部天氣雷達基本反射率拼圖

4 中尺度海洋氣象WRF模式物理量分析

雷達監(jiān)測分析結(jié)論為暖式切變線回波帶北抬，導致秦皇島海區(qū)第二次強對流天氣發(fā)生。實際預報是一次漏報過程，強對流落區(qū)（見圖6a中棕黃色區(qū)域）沒有報出渤海中部至秦皇島海岸帶（紅圈區(qū)域），強天氣中尺度環(huán)境場分析過程中（見圖6b），主要影響系統(tǒng)移動方向為東移山東半島一線（切變線為藍色點劃線），綏中-秦皇島-唐山一帶沒有給出有利于強對流天氣動力和水汽條件，同時說明此次過程可預報性偏低，預報難度較大，常規(guī)的EC和T639數(shù)值模式對海區(qū)中尺度強對流預報能力有一定局限性。面對服務需求，如何降低海區(qū)強對流漏報？可否借鑒其他模式產(chǎn)品來提升實際可預報性？通過WRF（Weather Research and Forecasting Model）海洋氣象中尺度模式物理量場進行同步分析可以得到一些有意義的結(jié)果。

4.1 WRF降水預報

預報系統(tǒng)由中國科學院南海研究所提供技術支持。采用ARW（The Advanced Research WRF）3.3版本。按照1:3的比例，外區(qū)域采用45 km的網(wǎng)格尺度，預報系統(tǒng)中區(qū)域采用15 km的網(wǎng)格尺度，小區(qū)域采用5 km的網(wǎng)格尺度。本次過程（見圖7、8）WRF模式在渤海中尺度降水落區(qū)北部外緣線報出北抬趨勢，與雷達監(jiān)測實況對比（見圖4、5）秦皇島海岸帶為漏報區(qū)域，中部海區(qū)強度偏弱。是否預報強對流主要參考三要素，即對流有效位能（Convective Available Potential Energy，CAPE）、水汽和垂直速度。0—1 h預警以雷達監(jiān)測網(wǎng)為主，1—6 h必須用中尺度物理量模式產(chǎn)品進行外推。

4.2 CAPE 3個時次對比分析

圖6 2015年8月31日20時預報與環(huán)境場分析（紅圈為漏報區(qū)域）

圖7 2015年8月31日08時初始場WRF模式模擬渤海區(qū)域23時降水

圖8 2015年8月31日08時（CST）初始場WRF模式模擬渤海區(qū)域9月1日2時降水

提高對流天氣臨近預報準確率的關鍵問題是了解大氣的垂直穩(wěn)定度、垂直風切變及水汽條件。CAPE是評價大氣對流潛力標準的不穩(wěn)定指數(shù)。海洋氣象WRF中尺度數(shù)值模式產(chǎn)品提供了高時空分辨率的大氣穩(wěn)定度等物理量信息，考慮了大氣層結(jié)分布，能夠反映大氣的不穩(wěn)定度，被廣泛用于診斷強對流天氣發(fā)生的可能性。

從圖9a、b中可以看出，CAPE 08時初始場運行結(jié)果明顯不如14時結(jié)果，輸出的CAPE大值區(qū)域比較接近雷達實況拼圖；CAPE 20時初始場運行結(jié)果（見圖9c）的大值區(qū)域演變趨勢更接近雷達實況拼圖，但“列車效應”中、小尺度系統(tǒng)沒有模擬出來，強度變化略顯偏弱，從理論上講20點初始場同化資料后，應更接近強對流發(fā)生的物理量場和環(huán)流場，可能與渤海實況探空資料同化內(nèi)插值有關，對于渤海西路、北路入海強對流系統(tǒng)各家數(shù)值預報之間的預報誤差較小，對于南路中尺度強對流誤差偏大，海區(qū)中、小尺度系統(tǒng)移向與高層大氣引導氣流相反，且持續(xù)時間短，就此次過程，多家數(shù)值預報系統(tǒng)移向為東至東南方向，而WRF能預報出北抬的趨勢實屬不易；綜合分析表明：強對流發(fā)生前CAPE明顯增大，逐小時強對流回波帶演變（見圖4）和925 hPa切變線（見圖1b）與CAPE高值區(qū)較一致；對比中央氣象臺20時指導預報訂正預報時效可后延6—8 h，預期帶來的海區(qū)服務效果為正值。14時初始場出圖時間在20時，為最新的強對流天氣訂正08時預報結(jié)論依據(jù)之一。故此，下面的分析將以14時初始場模式輸出為主，探討垂直運動和邊界層水汽輻合觸發(fā)CAPE釋放的作用。

4.3 垂直速度剖面

垂直運動是觸發(fā)不穩(wěn)定能量導致強對流天氣發(fā)生發(fā)展的重要因素之一。中尺度系統(tǒng)環(huán)流發(fā)生、發(fā)展的動力特征為強對流區(qū)存在低空輻合與強高空輻散，39oN垂直速度剖面20時（見圖12a），中、小尺度垂直速度相對下沉區(qū)分布在渤海上空119°—121oE，高度1 000—500 hPa，值域為0.1—-0.05 m/s之間，相對上升速度區(qū)分布在渤海上空121°—123oE，高度1 000—400 hPa，值域為-0.1—-0.15 m/s之間。隨著切變線北抬，強對流回波帶中、小尺度相互作用，圖b和圖c真實的反演所謂“列車效應”的動態(tài)過程，相當于在雷達拼圖同步剖面，不同中小尺度系統(tǒng)相互作用，原來的下沉區(qū)演變成上升區(qū)，向西海岸帶方向移動，且上速度不斷增大，在中尺度區(qū)域激發(fā)出輻合、輻散的快速增長，從而激發(fā)出新的強對流天氣。

4.4 水汽條件

水汽條件也是導致強對流天氣發(fā)生發(fā)展的重要因素之一，通常用溫度露點差、相對濕度及比濕來探討水汽條件，是一個動態(tài)因子。在水平方向分布為由山東半島西部至渤海南部925 hPa暖濕平流（見圖13 a）由38oN向39oN推進；在垂直方向分布為“上干下濕”，大值區(qū)域（大于14 g/kg）覆蓋渤海，高度恰好在925 hPa附近，最大值出現(xiàn)時間段為20時以后，比濕達18 g/kg，與水平方向暖濕平流實況（見圖13b）基本吻合，隨著強對流天氣由強盛階段逐漸減弱，水汽條件也隨之下降（見圖13c），02時覆蓋渤海大值區(qū)域（大于14g/kg）與20時對比明顯減小，其高度降至900 hPa以下，預示強對流天氣趨于減弱。

4.5 假相當位溫

圖12 2015年8月31日14時初始場WRF模式39oN垂直速度剖面

圖13 2015年8月31日14時初始場WRF模式39oN比濕剖面

圖14 2015年8月31日14時初始場WRF模式39oN假相當位溫剖面

另外一個值得關注的熱力因子為假相當位溫，是一種守恒的量，可以利用它來分析大氣的熱力性質(zhì)。大尺度背景下，假相當位溫等值線密集區(qū)附近有利于渦旋的發(fā)展，把大值區(qū)和能量場空間分布作為強降水發(fā)生的必要條件。在中尺度系統(tǒng)分析中，作為飽和氣層靜力穩(wěn)定度的基本判據(jù)。Δθse整個空間1 000—300 hPa垂直值域分布為低層大（見圖14），中間層小，高層大有利于對流天氣發(fā)生發(fā)展，從20—02時中尺度低值氣團（280oK）前沿由124oE向西推進到123oE附近，高度下降，在遼東灣東北Δθse (925—700 hPa)較弱干冷切入，相對于39oN以南海區(qū)有利對流系統(tǒng)的發(fā)生，而相對39oN以北區(qū)域及落區(qū)不利于發(fā)生發(fā)展。

5 可預報性探討

可預報性的研究始于早期的數(shù)值預報時空尺度預報極限問題，Kalnay[8]認為大氣的“可預報性是有限的”，丁一匯等[1]認為“可預報性與所預報的運動尺度有密切關系”，且隨時間有很大變化。在環(huán)渤海一些重大災害性個例技術總結(jié)中常有歷史罕見或突發(fā)性天氣的說法，從另一個側(cè)面反映出了多種數(shù)值預報方法在不同尺度天氣系統(tǒng)的預報難度，EC、T639及GRAPES數(shù)值模式是目前氣象部門主要指導產(chǎn)品，在陸地細網(wǎng)格預報與WRF模式輸出降水落區(qū)和量級沒有太大差異，但在海岸帶至近海海域兩次重大天氣過程中出現(xiàn)明顯的空、漏報失誤，尤其是海區(qū)由南向北移動的強對流中β、γ尺度系統(tǒng)的預報能力有限[9-10]。海洋氣象WRF中尺度數(shù)值模式提供了高時空分辨率的大氣穩(wěn)定度等物理量信息，考慮了大氣層結(jié)分布，能夠反映大氣的不穩(wěn)定度，被廣泛用于診斷強對流天氣發(fā)生的可能性。海洋強對流預報不是平移陸地預報方法，尋找與雷達監(jiān)測+數(shù)值模式的時空尺度相匹配的預報因子，延長中尺度影響系統(tǒng)的預報時效，將進一步增強“實際”的可預報性。

5.1 渤海雷達監(jiān)測強對流時效訂正

單部雷達對強對流天氣發(fā)生、發(fā)展的預警時效不足1 h；多部雷達綜合拼圖可將預警時效提前2—3 h。

5.2 海洋氣象WRF強對流預報時效訂正

多家數(shù)值預報產(chǎn)品天氣學檢驗結(jié)果進一步說明WRF模式在近海海區(qū)的預報能力：2014年3月—2016年3月WRF降水落區(qū)預報Ts值為18/26，EC為14/26，T639為12/26。EC、T639為全球模式，一天輸出2次；WRF為區(qū)域模式，分辨率相對高，參數(shù)化處理偏重于海洋，一天輸出4次，可連續(xù)訂正主觀預報方法。顯然WRF模式在海洋中尺度系統(tǒng)資料同化、海氣耦合、參數(shù)化方案優(yōu)于其它模式，硬件要求和運行環(huán)境標準低且靈活性強，因此得到沿海臺站及科考船舶的普遍應用。

本次個例分析表明：用WRF CAPE14時初始場運行結(jié)果訂正08時預報產(chǎn)品，預警時效可后延8—12 h，預期帶來的海區(qū)服務效果為正值。CAPE的20時初始場運行結(jié)果的大值區(qū)域更接近雷達拼圖，但輸出時間延遲6 h，僅可以作為后期預報能力對比分析。對于渤海西路、北路入海強對流天氣預報可以采用EC+T639+雷達監(jiān)測網(wǎng)模型，相對于南來入海強對流天氣預報可以采用WRF物理量+雷達監(jiān)測網(wǎng)模型，可能是目前提升海區(qū)強對流預警方法的有效途徑之一。

6 結(jié)論

海洋強對流天氣是目前災害天氣預警技術難點之一。大多數(shù)渤海強對流天氣系統(tǒng)是在大氣西風帶環(huán)流背景下，由陸地西部或北部生成后移向海區(qū)的，直接由渤海南部區(qū)域生成的強對流系統(tǒng)移向西北方向的個例甚少。分析結(jié)論如下：

（1）08—20時渤海灣一線925—850 hPa切變線東移增強，08時臨近探空K指數(shù)35℃、SI指數(shù)-1.81℃、CAPE為166 J/kg，垂直風切變16 m/s，導致天津一線的強對流天氣發(fā)生。20—02時其前部低層925 hPa“暖式切變線”北抬，20時K指數(shù)32℃，SI指數(shù)1.36℃，CAPE達383 J/kg，垂直風切變?yōu)?9 m/s，對流性不穩(wěn)定能量增強，在渤海中部的切變線附近誘發(fā)多個中γ、β尺度強對流風暴單體，在雷達回波“列車效應”下，造成了秦皇島近海新一輪強對流天氣過程；

（2）在渤海灣一帶生成的多單體風暴16時雷達反射率因子強回波帶水平尺度230×80 km，強度40—50 dBz，移向W→E向，移速為20→30 km/h，對應天氣短時強降水、雷電等；3 h后東移至萊州灣維持發(fā)展，20時渤海南部海區(qū)初步生成的強對流回波帶北抬發(fā)展，強回波帶水平尺度350×80 km，強度40—55 dBz，移向SSW→NNE向，移速為30→40 km/h，23時在渤海中部的切變線附近誘發(fā)多個中γ、β尺度強對流風暴單體與主體回波帶移向成90°交角，水平尺度30×50 km，強度50—55 dBz，移向SE→NW向，移速為50→60 km/h，具有明顯的向前線性傳播特征，即雷達回波“列車效應”。03時中部海區(qū)回波帶出現(xiàn)斷裂，強度下降至30—40 dBz，04時趨于消亡；

（3）WRF模式數(shù)值預報降水落區(qū)量級偏小，但北移趨勢預報優(yōu)于其他產(chǎn)品；CAPE 08時初始場運行結(jié)果誤差大于14時，逐小時強對流回波帶演變與925 hPa切變線和CAPE高值區(qū)較一致；23—02時渤海低層水汽被暖式切變線西南氣流源源不斷地輸送到輻合線上空，、強垂直運動和邊界層水汽輻合觸發(fā)CAPE的釋放，有利于中小尺度對流單體及其次級垂直環(huán)流的維持、發(fā)展，從而“列車效應”得以維持；在遼東灣北部Δθse（925—700 hPa）較弱干冷切入與對流系統(tǒng)的發(fā)生、落區(qū)有一定對應關系；雷達監(jiān)測網(wǎng)20時訂正時效為2—3 h，WRF模式14時初始場運行預警訂正時效為8—12 h。

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The monitoring and the study on a severe convective weather caused by warm shear line in the Bohai sea area

GUO Hong-ming1，F(xiàn)EI Jie2，LI Yan3，LI Yan-jiang1
（1.The ocean observatory of Qinhuangdao,Qinhuangdao 066000 China;2.The weather observatory of Huludao,Huludao 125000 China; 3.The weather observatory of Dalian,Dalian 116001 China）

Using the synchronous data such as weather radar,micaps 3.2,oceanic WRF model etc,the change of a typical severe convective weather process caused by warm shear line on 31 August,2015 in the Bohai Sea was analyzed and its predictability was also be discussed.The results show that the effective configuration of the synoptic scale system can provide some circulation conditions for the development of the mesoscale convective system at the different time.The shear line moved eastward and enhanced at the 925 hPa and 850 hPa in Bohai Bay from 08:00 to 20:00，the index K was 35℃,index SI was-1.81℃,the CAPE was 166 J/kg and the vertical wind shear was 16 m/s in the stratification curve at 08:00 A.M,because of these,the severe convective weather occurred in Tianjin.The warm shear line moved northward at the 925 hPa of the lower lay from 08:00 P.M on August 31 to 08:00 A.M on September 1,index K was 32℃,index SI was 1.36℃,CAPE was 383 J/kg and the vertical wind shear was 19 m/s at 20:00 P.M on September 1,the convective instability energy increased,several severe convective storm cell of meso-γ scale and meso-β scale near the shear line have been induced in the central area of Bohai Sea.Under the background of the conditions,more severe convective weather emergedabove the coastal waters.After comparing the simulated results from WRF model and the observed data,the running error of the convection effective potential energy(CAPE)was less than 14 in the initial field at 08:00 A. M.The evolution of of the hourly echo strip from the strong convective system was corresponded with shear line of 925 hPa and the high value area of CAPE.The CAPE was released by the strong vertical movement and water vapor convergence of the boundary layer,being a smaller value of Δθse(850—500 hPa)in north of Liaodong bay,and the cut-in of dry and cold has a certain correspondence with the occurrence and impact area of the convection system.Combined the radar monitoring network and physical quantity from WRF model could be one effective method for the warning of the severe convective system.

severe convection of Bohai Sea;warm shear line;the band echo;predictability

P732

：A

：1003-0239（2016）06-0093-10

10.11737/j.issn.1003-0239.2016.06.011

2016-02-23

環(huán)渤海區(qū)域科技協(xié)同創(chuàng)新基金項目（QYXM201502）。

郭鴻鳴（1981-），男，工程師，學士，從事海洋氣象預報技術研究。E-mail:156530483@qq.com

李延江（1958-），男，高級工程師，學士，從事海洋災害預報技術研究。E-mail:yanjiangqhd@163.com