鄧雙雙 楊富曾
摘要 運(yùn)用風(fēng)廓線資料結(jié)合微波輻射計(jì)探測(cè)資料,分析了2020年第6號(hào)臺(tái)風(fēng)“米克拉”對(duì)平和造成的影響。結(jié)果表明:風(fēng)的變化是從高空向下傳的過(guò)程,風(fēng)廓線雷達(dá)結(jié)合地面觀測(cè)站的數(shù)據(jù),可以預(yù)判大風(fēng)的發(fā)展。微波輻射計(jì)的物理特征對(duì)強(qiáng)對(duì)流天氣的發(fā)生發(fā)展具有較明顯的預(yù)示意義。
關(guān)鍵詞 臺(tái)風(fēng);風(fēng)廓線雷達(dá);微波輻射計(jì)
中圖分類號(hào):P458.121.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B 文章編號(hào):2095–3305(2021)09–0046–02
1 實(shí)況概述
1.1 臺(tái)風(fēng)特點(diǎn)
2020年第6號(hào)臺(tái)風(fēng)“米克拉”于8月9日20:00在南海生成,屬近海臺(tái)風(fēng),11日07:30以臺(tái)風(fēng)級(jí)在福建漳浦沿海登陸。臺(tái)風(fēng)“米克拉”生命持續(xù)時(shí)間短,從編號(hào)到停編只有27 h,移速較快,影響范圍廣,造成平和全縣直接經(jīng)濟(jì)損失近700萬(wàn)元。
1.2 風(fēng)雨影響
受臺(tái)風(fēng)影響,統(tǒng)計(jì)10日20:00~11日20:00,平和縣普降暴雨,部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)大暴雨,以文峰鎮(zhèn)柴船村165.9 mm為最大,小時(shí)雨強(qiáng)以山格鎮(zhèn)80.3 mm為最大;大部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)出現(xiàn)了9~11級(jí)的陣風(fēng),以平和國(guó)家站32.3 m/s(11級(jí))為最大,突破本站歷史極值。
2 環(huán)流形勢(shì)分析
從500 hPa環(huán)流場(chǎng)來(lái)看,11日08:00臺(tái)風(fēng)倒槽從臺(tái)風(fēng)中心延伸至福建西部,受臺(tái)風(fēng)環(huán)流影響,850 hPa流場(chǎng)中東西側(cè)風(fēng)速差別大,臺(tái)風(fēng)呈現(xiàn)非對(duì)稱結(jié)構(gòu),強(qiáng)風(fēng)區(qū)位于東側(cè)。從1 000 hPa流場(chǎng)看出,臺(tái)風(fēng)結(jié)構(gòu)緊湊,環(huán)流范圍小,因此臺(tái)風(fēng)登陸后帶來(lái)的影響較大。
3 新型資料應(yīng)用分析
3.1 風(fēng)廓線雷達(dá)資料特征
風(fēng)廓線雷達(dá)利用多普勒效應(yīng)連續(xù)地測(cè)得測(cè)站上空垂直風(fēng)廓線資料,可以直觀地反映出局地的風(fēng)隨高度的分布及其隨時(shí)間的演變[1-2]。平和縣國(guó)家氣象站安裝的是CFL-08型風(fēng)廓線雷達(dá),最大探測(cè)高度可達(dá)6~8 km。
風(fēng)場(chǎng)垂直分布的變化特征。8月10日前期平和縣受弱的偏南氣流影響,垂直風(fēng)場(chǎng)最高高度為6 km,隨著臺(tái)風(fēng)“米克拉”的靠近,10日10:00開(kāi)始,700 hPa風(fēng)向開(kāi)始轉(zhuǎn)為偏東氣流影響,風(fēng)向轉(zhuǎn)變逐漸向低層延伸。11日02:00后,4 500 m以上迅速由偏北轉(zhuǎn)為偏南氣流,1 500~4 500 m隨后由偏北氣流轉(zhuǎn)為西南氣流,臺(tái)風(fēng)登陸后,低層由偏南氣流轉(zhuǎn)為偏東氣流。風(fēng)廓線圖中平和觀測(cè)場(chǎng)上空風(fēng)向的變化,能夠分辨出平和位于臺(tái)風(fēng)的位置和移動(dòng)方向,且風(fēng)向變化具有從高層向低層傳播的特征。
從風(fēng)速來(lái)看,隨著臺(tái)風(fēng)的靠近,風(fēng)速迅速加快,最大風(fēng)速超過(guò)28 m/s,風(fēng)速大值區(qū)主要集中在500~4 500 m高度上。10日22:00~11日04:00,風(fēng)速明顯加快,且有明顯的從高層向低層下傳的過(guò)程。
3.2 微波輻射計(jì)資料特征
微波輻射計(jì)是一種被動(dòng)式的微波遙感儀器。平和縣氣象局安裝的是QFW-6000型微波輻射計(jì)。
3.2.1 水汽總含量 11日03:00前平和站水汽總含量比較穩(wěn)定地維持在60 mm,臺(tái)風(fēng)外圍環(huán)流帶來(lái)了弱的、間斷的降雨(圖1)。11日07:00出現(xiàn)弱的水汽總含量的峰谷,這是因?yàn)榕_(tái)風(fēng)“米克拉”呈現(xiàn)明顯的非對(duì)稱結(jié)構(gòu),強(qiáng)風(fēng)區(qū)位于東側(cè),對(duì)流云團(tuán)集中于南側(cè),而此時(shí)平和縣正處于臺(tái)風(fēng)的西側(cè)偏北氣流下。隨著臺(tái)風(fēng)登陸并西行靠近,臺(tái)風(fēng)本體帶來(lái)了明顯的降水,水汽總含量達(dá)到極值,且維持近2 h,與平和本站小時(shí)雨量對(duì)比發(fā)現(xiàn),09:00~11:00正是平和強(qiáng)降水集中階段,且降雨發(fā)生前的1 h內(nèi)水汽總含量急劇增加。微波輻射計(jì)反應(yīng)的水汽總含量曲線與強(qiáng)降水的對(duì)應(yīng)效果較好,對(duì)本地降水發(fā)生的預(yù)報(bào)預(yù)警有良好的指示意義。
3.2.2 溫度廓線 通過(guò)對(duì)比微波輻射計(jì)反演的溫度廓線和地面溫度曲線變化,有降水發(fā)生時(shí),以3 km為一個(gè)分界點(diǎn),3 km以上等溫線突然下降,且下降幅度可達(dá)10 ℃,而3 km以下等溫線出現(xiàn)躍增,躍增幅度達(dá)到5 ℃,同時(shí)1 km附近溫度達(dá)到整層最高。地面溫度受降水影響而略有下降,11:00在降水最強(qiáng)時(shí)間段,溫度降至最低,與此對(duì)應(yīng)的溫度廓線在11:00也出現(xiàn)明顯的較低溫區(qū)域。
3.2.3 濕度廓線 空氣濕度時(shí)用來(lái)表示空氣中的水汽含量或空氣潮濕程度的物理量。主要運(yùn)用微波輻射計(jì)所提供的相對(duì)濕度和水汽密度2個(gè)濕度參量進(jìn)行分析(圖2)。
在8月11日03:00~13:00的降水時(shí)段,整層相對(duì)濕度增加。低層水汽密度在降水時(shí)段顯著增大,能達(dá)到或超過(guò)24 g/m3,3 km以上高空層的水汽密度近乎為0,這是因?yàn)樵谝欢ǖ臍鈮汉蜏囟葪l件下,單位體積所含的水汽質(zhì)量也是固定的。當(dāng)水蒸氣凝結(jié)產(chǎn)生雨水降至地面時(shí),水汽密度集中在低層,高層水汽密度自然下降。這些廓線在出現(xiàn)較弱降水時(shí)就會(huì)發(fā)生明顯變化,在日常業(yè)務(wù)預(yù)報(bào)中,配合雷達(dá)和云圖,對(duì)即將發(fā)生的強(qiáng)降水有較強(qiáng)的預(yù)示意義[1-2]。
4 結(jié)論
(1)從風(fēng)廓線雷達(dá)探測(cè)數(shù)據(jù)可看出,風(fēng)的變化是從高空向下傳的過(guò)程,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)風(fēng)廓線雷達(dá)的數(shù)據(jù)信息,結(jié)合地面觀測(cè)站的數(shù)據(jù),可以預(yù)判大風(fēng)的發(fā)展,及時(shí)做好預(yù)警預(yù)報(bào)服務(wù)。
(2)由微波輻射計(jì)探測(cè)大氣溫度、相對(duì)濕度、水汽、液態(tài)水的垂直廓線,分析物理特征方面對(duì)臺(tái)風(fēng)的發(fā)生發(fā)展有較強(qiáng)的預(yù)示意義。
(3)在此次天氣過(guò)程中,利用平和本站的風(fēng)廓線雷達(dá)和微波輻射計(jì)所提供的數(shù)據(jù),可以較好地解釋臺(tái)風(fēng)天氣的影響,對(duì)未來(lái)天氣的預(yù)判有一定的指示意義。
參考文獻(xiàn)
[1] 章國(guó)材,矯梅燕,李延香,等.現(xiàn)代天氣預(yù)報(bào)技術(shù)和方法[M].北京:氣象出版社,2007.
[2] 董保舉,劉勁松,高月忠.基于風(fēng)廓線雷達(dá)資料的暴雨天氣過(guò)程分析[J].氣象科技,2009,37(4):411-414,5.
責(zé)任編輯:黃艷飛