山东半岛海风锋在一次飑线系统演变过程中的作用

2016年6月30日生成于华北南部的一次长生命期的强飑线过程,造成了山东地区大范围风雹天气。文中利用常规观测资料、区域自动气象站观测数据及雷达监测产品,分析了山东半岛复杂的海风锋特征在这次飑线系统的断裂、再组织化以及极端大风、冰雹灾害形成过程中的重要作用。结果表明:(1)初始对流是在地面冷锋辐合线上触发的弱对流,在对流系统向更不稳定区域移动时与水平对流卷相交,对流迅速发展,并组织成东西走向的直线型飑线。(2)飑线系统在平原地区继续向前移动的过程中发生断裂,这一过程与渤海湾在黄河三角洲形成的两条移动方向不同的海风锋以及飑线系统的阵风锋有关:向内陆推进的两条海风锋与阵风锋在飑线系统中段的前部相交,诱发新生单体,造成该处对流系统更快地向前传播,最终导致飑线系统断裂;与此同时,断裂后的西段风暴因低层暖湿入流被切断而逐渐减弱。(3)断裂后西段残留风暴系统出流阵风产生的新生风暴向东北方向发展,与断裂后的东段风暴的后向传播(向西南方向发展)机制相互作用,完成了飑线的再次组织化,形成了具有典型弓状特征、水平尺度更大、近似于东北—西南走向的飑线系统。(4)长生命期飑线系统造成的极端雷暴大风和最大冰雹出现在飑线再组织化初期,位于飑线系统“弓部”位置,地面极端雷暴大风是冷池密度流、后侧入流急流和水成物对应的前侧下沉气流共同作用的结果,其中与后侧入流急流几乎完全分离的、与水成物对应的前侧下沉气流在这次极端地面大风发生时可能起到了重要作用。(5)山东半岛东侧的黄海海风锋向内陆推进(东南向西北)过程中与自西北向东南移动的飑线相遇,加强了风暴前侧的抬升、水汽供给和组织化程度,为飑线的长时间维持提供了有利条件。

“4·29”山东近海10级以上雷暴大风的成因分析

2021年4月29日山东近海出现10~13级雷暴大风,造成一艘渔船翻扣。基于多普勒天气雷达、地面加密自动气象观测站、ERA5再分析及常规观测资料,分析了此次雷暴大风的成因,结果表明:东北冷涡后部强盛的西北气流携带干冷空气叠加在低层暖温度脊之上,强烈的位势不稳定层结和垂直风切变为当天产生强对流天气提供了有利的环境条件。高空强劲的西北气流,一方面导致阵风锋移动速度快,另一方面高空动量下传,增大了下沉气流的角动量。阵风锋移动速度快、持续时间长,是造成所经之地产生10级以上雷暴大风的直接原因。对流层中低层大气干燥,高层水凝物下落过程中蒸发降温,在近地面形成厚度高达120 hPa的冷池。小尺度冷池造成的加压与大尺度气旋后部增压叠加,与气旋的减压区形成变压风。冷池与日照暖温度脊之间产生的密度流与变压风叠加,造成地面大风强度增强。冷池小高压入海后气压梯度方向转变造成风向发生旋转,增加了渔船翻扣的风险。日照上空的蒸发作用、锋区梯度、密度流强度、多尺度天气系统的叠加效应均比青岛强,导致处于青岛雷暴边缘的日照市出现10级以上雷暴大风的强度和范围均比受青岛雷暴主体影响的青岛市大。

山东半岛秋季一次脉冲风暴下击暴流观测分析

利用山东威海CINRDA/SA多普勒雷达探测资料,结合常规天气图资料、地面自动气象观测站资料等,对2018年9月8日发生在威海文登机场附近的一次下击暴流天气特征进行分析。结果表明:1)此次下击暴流天气发生在高低空一致的西北气流背景下,午后太阳辐射使得低空大气加热显著,形成了强烈的不稳定层结。2)大气层结特征呈喇叭状温湿分布,850 hPa以下接近干绝热的温度直减率,为下击暴流的发生提供了有利环境条件。3)地面辐合线为风暴单体的产生提供了动力抬升条件。4)从多普勒雷达产品上看,风暴初始回波发生在午后海风锋触发的晴空窄带回波上,通过单体间的合并加强,发展成为多单体风暴;下击暴流出现前,对流风暴回波强度及高度明显发展,成熟阶段的对流风暴伴有回波悬垂结构和三体散射特征,伴随着强反射率因子核心的持续下降,下击暴流迅速到达地面,径向速度图上存在明显的中层辐合、旋转、低层辐散的现象;5 km以上60 dBZ强反射率因子核心的下降,结合径向速度中层辐合、低层辐散特征可提前3~9 min预警下击暴流的发生。

Evolution Characteristics of a Local Strong Hailstorm in Shandong Peninsula

On May 28,2018,a strong hailstorm accompanying gale(with speed of 17 m/s)and hail(with the maximum diameter of 42 mm)occurred in Yantai in Shandong Peninsula.Based on the conventional weather observation,Doppler weather radar,and automatic weather station data,the evolution characteristics of the strong hailstorm in Shandong Peninsula were analyzed.The results show that this multi-cell strong storm occurred under the background of high-altitude cold vortex.The strong cold advection at the middle and high altitudes and the weak warm advection at the low altitude formed a strong unstable stratification,and also led to cooling at the middle altitudes at the same time.The height of 0 and-20℃dropped significantly,which provided better environmental conditions for the growth of hail in the air.The lower temperature 0℃also ensured less melting of hail during falling,and the middle dry layer was conducive to the formation of thunderstorm gale.The vertical wind shear above medium intensity was the development and maintenance mechanism of thunderstorm cells gradually evolving into a strong hailstorm.From the analysis of radar echo characteristics,it is found that it was a strong hailstorm weather process caused by the linear multi-cell storm.The thunderstorm cells that could produce large hail occurred and developed,and the whole process lasted for 2 h under the triggering of the convergence line formed by the interaction of the sea breeze front and ground cold front.It had obvious characteristics of hail such as three-body scattering spikes,side-lobe echoes,high-hanging strong echoes,as well as the characteristics of thunderstorm gale such as arcuate echoes,middle-level radial convergence,and back side inflow.The storm development process was accompanied by backward propagation,but the long axis of the line storm was basically perpendicular to the movement direction of the storm,so there was no short-term heavy precipitation.The stratification instability conditions,water vapor conditions and ground convergence conditions in the eastern part of the peninsula were significantly worse than those in the western part.As a result,the thunderstorm cells first appeared in Laizhou,and then developed into the linear multi-cell storm in the process of eastward movement.Finally,it was rapidly weakened and disappeared after passing through Yantai.

EC细网格2 m气温产品在山东地区预报性能检验

利用2016年EC细网格模式2 m气温预报产品,分析了模式对山东地区最高气温和最低气温的预报性能,结果表明:(1)模式最高气温预报:年平均误差有两个正值中心,一是泰山山区附近,预报偏高6℃以上,另一个在青岛胶州湾西侧,平均偏高0.5~1.5℃。海岸线以内5~10 km偏低。最低气温方面:36.5°N以北偏高为主,以南偏低为主。(2)两个最高气温正误差中心有一定的季节变化,早春和晚秋时节强度弱于其他时间。鲁西地区正误差带在6—9月份消失,转为弱的负误差区,而4—5月最高。(3)最高气温预报准确率,冬半年优于夏半年;最低气温夏半年好于冬半年。依据模式误差特点,给出了气温主观订正参考值,订正后最高气温和最低气温预报准确率分别提高了4%~34%和2%~16%。(4)转折性天气时,最高气温预报:夏季的最高气温预报和回暖过程预报易偏低,冬季冷空气过程预报易偏高4℃,且降温幅度越大,偏高越明显。