干旱气象 ›› 2024, Vol. 42 ›› Issue (4): 576-587.DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639(2024)-04-0576
收稿日期:
2023-05-10
修回日期:
2023-07-17
出版日期:
2024-08-31
发布日期:
2024-09-13
作者简介:
井宇(1985—),女,陕西米脂人,高级工程师,主要从事短临天气预报技术研究。E-mail: jingyu.1128@163.com。
基金资助:
JING Yu1(), CHEN Chuang2, ZHAO Qiang1, LIU Juju1
Received:
2023-05-10
Revised:
2023-07-17
Online:
2024-08-31
Published:
2024-09-13
摘要:
分析陕西不同区域雷暴大风形成环境差异,有助于更好地掌握此类过程的热力、动力和环流特征,为该类天气的预报预警提供参考。基于2017—2022年地面观测资料、闪电资料和欧洲中期天气预报中心(European Centre for Medium-Range Weather Forecasts,ECMWF)发布的第五代全球气候再分析资料(ERA5),分析陕西雷暴大风时空分布特征,并分区域对比分析暖型雷暴大风的环境参数和环流特征。结果表明:陕北和关中东部为雷暴大风高发区,暖型雷暴大风明显多于冷型;夏季远多于其他季节,6—8月暖型雷暴大风陕北明显多于关中和陕南。雷暴大风高发时段为15:00—21:00(北京时,下同),且14:00—18:00暖型雷暴大风发生频率陕北明显高于关中和陕南。不同区域暖型雷暴大风发生前热力、动力条件存在一定差异,陕北过程前能量和水汽条件相对较弱,动力条件相对较强;陕南能量和水汽条件相对更强,动力条件相对较弱。频率高于15%的环流型为陕北西风型和反气旋配合西风型、关中西风型和反气旋配合西风型、陕南气旋配合西风型和反气旋配合西风型。陕北西风型和反气旋配合西风型,陕北位于冷涡低槽底部或低槽底部与副热带高压之间,850 hPa和500 hPa温差较大,为对流天气发生提供了一定的不稳定条件,过程平均发生位置附近有切变存在,有利于对流天气触发;关中西风型,低层偏南气流较强,温度露点差较小;陕南气旋配合西风型,T-ln P图表现为近V型且能量条件较好;关中和陕南反气旋配合西风型,T-ln P图表现为近V型且水汽条件较好。
中图分类号:
井宇, 陈闯, 赵强, 刘菊菊. 陕西雷暴大风时空分布和气象条件分析[J]. 干旱气象, 2024, 42(4): 576-587.
JING Yu, CHEN Chuang, ZHAO Qiang, LIU Juju. Spatial-temporal distribution and meteorological conditions of thunderstorm gales in Shaanxi[J]. Journal of Arid Meteorology, 2024, 42(4): 576-587.
图1 陕西各区域环流分型中心点 注:基于自然资源部国家地理信息公共服务平台(天地图)网站标准地图[审图号为GS(2024)0650号]制作,底图边界无修改
Fig.1 Central points of circulation classification in each region of Shaanxi Province
图3 2017—2022年陕西雷暴大风发生频次空间分布 (灰色阴影为地形,单位:m) 注:基于自然资源部国家地理信息公共服务平台(天地图)网站标准地图[审图号为GS(2024)0650号]制作,底图边界无修改
Fig.3 Spatial distribution of thunderstorm gales frequency in Shaanxi Province from 2017 to 2022 (The grey shaded is terrain, Unit: m)
图4 2017—2022年陕西雷暴大风发生频率逐月分布 (a)全部、冷型和暖型,(b)不同区域暖型
Fig.4 Monthly frequency of thunderstorm gales in Shaanxi Province during 2017-2022 (a) all,cold and warm type, (b) warm type in different regions
图5 2017—2022年陕西雷暴大风发生频率日变化 (a)全部、冷型和暖型,(b)不同区域暖型
Fig.5 Diurnal variation of frequency of thunderstorm gales in Shaanxi Province during 2017-2022 (a) all, cold and warm type, (b) warm type in different regions
图6 陕西各区域暖型雷暴大风发生前6小时至发生时MLCAPE(a)、MLLCL(b)和DCAPE(c)箱线图 (折线为各参数中位数随时间变化,下同)
Fig.6 Boxplots of MLCAPE (a), MLLCL (b) and DCAPE (c) from 6 hours before the occurrence of warm type thunderstorm gales to the occurrence time in each region of Shaanxi Province (The broken line is the median of each parameter changing with time. the same as bellow)
图7 陕西各区域暖型雷暴大风发生前6小时至发生时QML(a)、PWV(b)、(T-Td)700-400(c)和K指数(d)箱线图
Fig.7 Boxplots of QML (a), PWV (b), (T-Td)700-400 (c), and K index (d) from 6 hours before the occurrence of warm type thunderstorm gales to the occurrence time in each region of Shaanxi Province
图8 陕西各区域暖型雷暴大风发生前6小时至发生时SHR6(a)和U850-300(b)箱线图
Fig.8 Boxplots of SHR6 (a) and U850-300 (b) from 6 hours before the occurrence of warm type thunderstorm gales to the occurrence time in each region of Shaanxi Province
图9 陕西各区域暖型雷暴大风频率大于15%环流型500 hPa高度场(等值线,单位:dagpm)和风场(风矢,单位:m·s-1)合成 (实心圆和三角分别为暖型雷暴大风发生及平均发生位置,空心圆为风速小于2 m·s-1) 注:基于自然资源部国家地理信息公共服务平台(天地图)网站标准地图[审图号为CS(2024)0650号]制作,底图边界无修改
Fig.9 Synthetic analysis of 500 hPa height field (contours, Unit: dagpm) and wind field (wind vectors, Unit: m·s-1) for warm type thunderstorm gales with circulation type frequency greater than 15% in each region of Shaanxi Province (The solid circles and triangles are the occurrence and average location of warm type thunderstorm gale, respectively, the hollow circles indicate the wind speed is less than 2 m·s-1)
图10 陕西各区域暖型雷暴大风500 hPa频率大于15%的环流型风场(风矢,单位:m·s-1)、垂直速度(填色,单位:Pa·s-1)和相对湿度(等值线,单位:%)合成场沿过程平均发生位置的垂直剖面 (灰色阴影为地形,五角星为过程平均发生位置,空心圆为风速小于2 m·s-1)
Fig.10 The vertical profiles of the composite fields of wind field (wind vectors, Unit: m·s-1), vertical velocity (the color shaded, Unit: Pa·s-1) and relative humidity (isolines, Unit: %) along the average location of warm type thunderstorm gales with 500 hPa circulation type frequency greater than 15% in each region of Shaanxi Province Grey shaded is for topography, the five-pointed star is the average occurrence position of the processes, the hollow circle indicates the wind speed is less than 2 m·s-1
图11 陕西各区域暖型雷暴大风500 hPa频率大于15%的环流型合成T-ln P图 (红色曲线为环境温度,绿色曲线为环境露点,黑色曲线为气块温度,黑色圆点为抬升凝结高度)
Fig.11 Composite T-ln P diagram of warm type thunderstorm gales with 500 hPa circulation type frequency greater than 15% in each region of Shaanxi Provinse (The red curve is environmental temperature, the green curve is environmental dew point temperature, the black curve is parcel temperature, the black dot is lifting condensation level)
[1] | 柴东红, 杨晓亮, 吴紫煜, 等, 2017. 京津冀地区雷暴大风天气的统计分析[J]. 暴雨灾害, 36(3): 193-199. |
[2] | 陈涛, 代刊, 张芳华, 2013. 一次华北飑线天气过程中环境条件与对流发展机制研究[J]. 气象, 39(8): 945-954. |
[3] | 陈晓欣, 俞小鼎, 王秀明, 2022. 中国大范围雷暴大风事件(Derechos)研究:时空分布, 环境背景和对流系统形态特征[J]. 气象学报, 80(1): 67-81. |
[4] | 陈云辉, 许爱华, 许彬, 等, 2019. 江西一次极端雷暴大风过程的中尺度特征与成因分析[J]. 暴雨灾害, 38(2): 126-134. |
[5] | 董春卿, 武永利, 郭媛媛, 等, 2021. 山西强对流天气分类指标与判据的应用[J]. 干旱气象, 39(2): 345-355. |
[6] | 方翀, 王西贵, 盛杰, 等, 2017. 华北地区雷暴大风的时空分布及物理量统计特征分析[J]. 高原气象, 36(5): 1 368-1 385. |
[7] | 费海燕, 王秀明, 周小刚, 等, 2016. 中国强雷暴大风的气候特征和环境参数分析[J]. 气象, 42(12): 1 513-1 521. |
[8] | 付炜, 叶成志, 王东海, 等, 2018. 一次南岭山脉前汛期强对流天气过程诊断分析[J]. 暴雨灾害, 37(6): 511-521. |
[9] | 高晓梅, 俞小鼎, 王令军, 等, 2018. 鲁中地区分类强对流天气环境参量特征分析[J]. 气象学报, 76(2): 196-212. |
[10] | 贾丽伟, 李维京, 陈德亮, 等, 2006. 东北地区月平均大气环流型与哈尔滨气候关系的初步研究[J]. 气象学报, 64(2): 236-245. |
[11] | 李强, 王秀明, 张亚萍, 等, 2019. 一次副高影响下的局地强风暴触发及维持机制探析[J]. 气象, 45(2): 203-215. |
[12] | 刘彬, 邹灵宇, 李晓鹏, 等, 2022. 云南雷暴大风天气的环境条件特征分析[J]. 气象, 48(11): 1 402-1 417. |
[13] | 刘娜, 熊安元, 张强, 等, 2021. 强对流天气人工智能应用训练基础数据集构建[J]. 应用气象学报, 32(5): 530-541. |
[14] | 马鸿青, 张江涛, 李彦, 等, 2019. 河北保定“7.9”致灾雷暴大风环境场与风暴特征[J]. 干旱气象, 37(4): 613-621. |
[15] | 马淑萍, 王秀明, 俞小鼎, 2019. 极端雷暴大风的环境参量特征[J]. 应用气象学报, 30(3): 292-301. |
[16] | 蒙伟光, 张艳霞, 吴亚丽, 等, 2019. 季风槽环境中暴雨中尺度对流系统的分析与数值预报试验[J]. 气象学报, 77(6): 980-998. |
[17] | 慕建利, 李泽椿, 李耀辉, 2009. 高原东侧特大暴雨过程中秦岭山脉的作用[J]. 高原气象, 28(6): 1 282-1 290. |
[18] | 孙建华, 郑淋淋, 赵思雄, 2014. 水汽含量对飑线组织结构和强度影响的数值试验[J]. 大气科学, 38(4): 742-755. |
[19] | 谭丹, 黄玉霞, 沙宏娥, 2022. 甘肃省强对流天气特征分析[J]. 自然灾害学报, 31(2): 222-232. |
[20] | 王东方, 郄秀书, 袁善锋, 等, 2020. 北京地区的闪电时空分布特征及不同强度雷暴的贡献[J]. 大气科学, 44(2): 225-238. |
[21] | 王黉, 李英, 宋丽莉, 等, 2020. 川藏地区雷暴大风活动特征和环境因子对比[J]. 应用气象学报, 31(4): 435-446. |
[22] | 王华, 孙继松, 2008. 下垫面物理过程在一次北京地区强冰雹天气中的作用[J]. 气象, 34(3): 16-21. |
[23] | 王艳春, 陈宏, 尉英华, 等, 2023. 天津雷暴大风天气的环流场及雷达回波特征分析[J]. 沙漠与绿洲气象, 17(6): 119-126. |
[24] | 王毅, 张晓美, 盛杰, 等, 2020. 基于Logistic模型的干、湿环境下江淮夏季雷暴大风潜势预报研究[J]. 气象科学, 40(2): 241-248. |
[25] | 韦惠红, 许冠宇, 刘希文, 等, 2022. 湖北省不同类型雷暴大风的时空分布及环境参数特征[J]. 暴雨灾害, 41(1): 66-75. |
[26] | 魏东, 孙继松, 雷蕾, 等, 2011. 三种探空资料在各类强对流天气中的应用对比分析[J]. 气象, 37(4): 412-422. |
[27] | 辛蕊, 段克勤, 2019. 2017年夏季秦岭降水的数值模拟及其空间分布[J]. 地理学报, 74(11): 2 329-2 341. |
[28] |
许霖, 姚蓉, 王晓雷, 等, 2017. 湖南省雷暴大风的时空分布和变化特征[J]. 高原气象, 36(4): 993-1 000.
DOI |
[29] | 杨晓霞, 胡顺起, 姜鹏, 等, 2014. 雷暴大风落区的天气学模型和物理量参数研究[J]. 高原气象, 33(4):1057-1 068. |
[30] | 杨晓霞, 尤莉, 夏凡, 等, 2019. 山东内陆和半岛雷暴大风的环境物理量参数特征[J]. 沙漠与绿洲气象, 13(6): 47-56. |
[31] | 杨新林, 孙建华, 鲁蓉, 等, 2017. 华南雷暴大风天气的环境条件分布特征[J]. 气象, 43(7): 769-780. |
[32] | 余蓉, 张小玲, 李国平, 等, 2012. 1971—2000年我国东部地区雷暴、冰雹、雷暴大风发生频率的变化[J]. 气象, 38(10): 1 207-1 216. |
[33] | 袁慧敏, 2019. 利用探空资料确定呼和浩特地区3类强对流天气预警阈值[J]. 气象科技, 47(3): 476-485. |
[34] | 郑淋淋, 孙建华, 2016. 风切变对中尺度对流系统强度和组织结构影响的数值试验[J]. 大气科学, 40 (2): 324-340. |
[35] | 郑永光, 陶祖钰, 俞小鼎, 2017. 强对流天气预报的一些基本问题[J]. 气象, 43(6): 641-652. |
[36] | 郑永光, 王颖, 寿绍文, 2010. 我国副热带地区夏季深对流活动气候分布特征[J]. 北京大学学报(自然科学版), 46(5): 793-804. |
[37] | 郑媛媛, 姚晨, 郝莹, 等, 2011. 不同类型大尺度环流背景下强对流天气的短时临近预报预警研究[J]. 气象, 37(7): 795-801. |
[38] | 钟利华, 曾鹏, 李勇, 等, 2011. 广西雷暴大风环流特征和物理量诊断分析[J]. 气象, 37(1): 59-65. |
[39] | 钟利华, 曾鹏, 史彩霞, 等, 2017. 西江流域面雨量与区域大气环流型关系[J]. 应用气象学报, 28(4): 470-480. |
[40] | 周康辉, 郑永光, 王婷波, 等, 2017. 基于模糊逻辑的雷暴大风和非雷暴大风区分方法[J]. 气象, 43(7): 781-791. |
[41] | ALLEN J T, KAROLY D J, MILLS G A, 2011. A severe thunderstorm climatology for Australia and associated thunderstorm environments[J]. Australian Meteorological and Oceanographic Journal, 61(3): 143-158. |
[42] | BROWN A, DOWDY A, 2021. Severe convection-related winds in Australia and their associated environments[J]. Journal of Southern Hemisphere Earth Systems Science, 71(1): 30-52. |
[43] | EMANUEL K A, 1994. Atmospheric convection[M]. New York: Oxford University Press: 165-188. |
[44] | EVANS J S, DOSWELL C A, 2001. Examination of derecho environments using proximity soundings[J]. Weather and Forecasting, 16(3): 329-342. |
[45] | KUCHERA E L, PARKER M D, 2006. Severe convective wind environments[J]. Weather and Forecasting, 21(4): 595-612. |
[46] | MIRÓ J R, PEPIN N, PEÑA J C, et al, 2020. Daily atmospheric circulation patterns for Catalonia (northeast Iberian Peninsula) using a modified version of Jenkinson and Collison method[J]. Atmospheric Research, 231: 104674. DOI: 10.1016/j.atmosres.2019.104674. |
[47] | PACEY G P, SCHULTZ D M, GARCIA-CARRERAS L, 2021. Severe convective windstorms in Europe: Climatology, preconvective environments, and convective mode[J]. Weather and Forecasting, 36(1): 237-252. |
[48] | PÚČIK T, GROENEMEIJER P, RÝVA D, et al, 2015. Proximity soundings of severe and nonsevere thunderstorms in central Europe[J]. Monthly Weather Review, 143(12): 4 805-4 821. |
[49] | TASZAREK M, BROOKS H E, CZERNECKI B, 2017. Sounding-derived parameters associated with convective hazards in Europe[J]. Monthly Weather Review, 145(4): 1 511-1 528. |
[50] | TASZAREK M, ALLEN J T, PÚČIK T, et al, 2020. Severe convective storms across Europe and the United States.Part II: ERA5 environments associated with lightning, large hail, severe wind, and tornadoes[J]. Journal of Climate, 33(23): 10 263-10 286. |
[51] | YANG X, SUN J, ZHENG Y, 2017. A 5-yr climatology of severe convective wind events over China[J]. Weather and Forecasting, 32(4): 1 289-1 299. |
[1] | 周晋红, 王秀明, 田晓婷, 张泽秀, 李树文, 蔡晓芳. 山西极端暴雨环流特征及水汽异常研究[J]. 干旱气象, 2024, 42(3): 426-436. |
[2] | 鲍丽丽, 王小勇, 段秀兰, 程鹏, 谭丹, 闫昕旸, 何金梅. 2022年陇南“4·19”强对流天气成因及其对配电线路故障的影响分析[J]. 干旱气象, 2024, 42(3): 437-446. |
[3] | 刘菊菊, 赵强, 井宇, 张蔚然, 戴昌明. CMPAS融合产品在陕西短时强降水监测中的适用性评估[J]. 干旱气象, 2024, 42(2): 263-273. |
[4] | 李强, 苗爱梅, 王洪霞, 张丽梅. 山西省雷暴大风的统计特征及概念模型[J]. 干旱气象, 2023, 41(3): 423-433. |
[5] | 张宏芳, 张曦, 梁佳, 郭琦, 王靖中. 连霍高速公路陕西段低能见度特征及影响因素[J]. 干旱气象, 2023, 41(1): 82-90. |
[6] | 曹倩, 雷桂莲, 易艳红, 章毅之, 刘良玉, 彭王敏子. 不同雷达观测资料同化对一次罕见飑线天气模拟的影响[J]. 干旱气象, 2022, 40(3): 469-484. |
[7] | 翁之梅,周雪君,甘晶晶,王凯. 浙江省春季不同类型暖区天气降水特征[J]. 干旱气象, 2021, 39(5): 766-774. |
[8] | 周雅蔓, 孙迪, 赵勇, 李桉孛, 郭玉琳. 新疆北部夏季大范围极端降水及其环流异常特征[J]. 干旱气象, 2021, 39(2): 215-224. |
[9] | 张宏芳, 卢珊, 沈姣姣, 张曦, 党超琪. 陕西道路结冰时空变化特征及其风险预警模型[J]. 干旱气象, 2020, 38(5): 878-885. |
[10] | 李常德, 王磊, 李晓霞, 赵建华, 曾鼎文. 黄土高原4月旱涝环流特征及前期强迫信号分析[J]. 干旱气象, 2020, 38(1): 14-21. |
[11] | 马鸿青, 张江涛, 李彦, 徐义国, 董疆南, 王亚婷. 河北保定“7.9”致灾雷暴大风环境场与风暴特征[J]. 干旱气象, 2019, 37(4): 613-621. |
[12] | 蔡新玲, 李瑜, 李茜, 胡淑兰. 1961—2016年陕西秋淋气候变化特征及其与大气环流和海温的关系[J]. 干旱气象, 2019, 37(2): 226-232. |
[13] | 丁江钰, 陈小婷, 王建鹏, 葛森, 纪晓玲. 福州长乐机场雷暴及风切变天气特征[J]. 干旱气象, 2019, 37(2): 270-276. |
[14] | 李斯荣, 苗爱梅, 王洪霞. 山西秋季一次飑线过程的云图特征及维持机制[J]. 干旱气象, 2019, 37(2): 312-321. |
[15] | 刘晓燕, 王玉娟,王军,代青措,肖宏斌,张志春. 青海东部雷电活动环境特征及其预报[J]. 干旱气象, 2018, 36(4): 676-683. |
阅读次数 | ||||||
全文 |
|
|||||
摘要 |
|
|||||
陇ICP备09004376
Copyright © 2019 《干旱气象》 编辑部
地址: 甘肃省兰州市东岗东路2070号,中国气象局兰州干旱气象研究所 730020
电话: 0931-2402270、0931-2402775 Email:ghqx@iamcma.cn、ghs_ghqx@sina.com
技术支持: 北京玛格泰克科技发展有限公司
访问总数: 当日访问总数: 当前在线人数: