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飑线

更新时间:2024-06-15点击次数:

飑线

时间: 2014-12-06 16:26:35 来源:陕西威瑞仪器仪表有限公司
飑线有许多雷暴单体(其中包括若干超级单体)侧向排列而形成的强对流云带。过境时风向突变,气压涌升,气温急降,同时,狂风、雨雹交加,能造成严重的灾害。做好飑线的监测和预报,具有重要意义。
目录
  • • 概述
  • • 飑线结构模式
  • • 飑线生命史
  • • 形成条件
  • • 个例分析
  • • 冷锋的区别
  • • 飑线的天气特征

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概述

飑线有许多雷暴单体(其中包括若干超级单体)侧向排列而形成的强对流云带。“飑线”指风向突然改变、风速急剧增大的天气现象,其出现时气温会下降,并伴有降雨。

飑线又称不稳定线或气压涌升线,是由若干排列成行的雷暴单体或雷暴群所组成的风向、风速发生突变的狭窄的强对流天气带。这个带长约几十至几百公里,宽约几十公里至二百公里,是比普通雷暴影响范围更大的中尺度天气系统。飑线上的雷暴通常由若干个雷暴单体组成,少则4~5个,多则十几个或几十个,生消此起彼伏。所以飑线比个别雷暴单体带来的天气变化要剧烈得多。飑线过境时,常会出现风向突变、风速猛增、气温陡降、气压骤升等剧烈的天气变化。 “飑”是强阵风的意思。

“飑线”范围较小、生命史较短的气压和风的不连续线,是对流风暴的一种。水平尺度长约几十至几百公里,宽约几十公里至二百公里, 生命史几小时至十几小时。一般来讲,当高空低压槽与地面切变线交汇时,气温比较高、湿度又比较大,就容易出现飑线这种极端天气。飑线过境处,风向急转、风速剧增、气压陡升、气温骤降,飑线”后的风速一般为每秒十几米,强时可超过40米/秒。常伴有雷暴、暴雨、大风、冰雹和龙卷等剧烈天气现象。它具有突发性强、破坏力大、不可抗拒等特点。这类天气形成、发展过程十分迅速,因此可预报时间很短。

春夏季节里,由于大气处于高温高湿状态,一旦有高空波动东移和冷空气过境,就可触发“飑线”的产生。“飑线”是一种较复杂的灾害性天气,每年发生次数少,样本分析资料确乏,给进一步的深入研究带来较大的困难。

由于飑线的出现非常突然,一般要在站点加密的中尺度天气图和气象雷达回波显示屏面上连续不断地观测,才能发现飑线的活动。飑线过境时风向突变,气压涌升,气温急降,同时,狂风、暴雨、冰雹和雷电交加,能造成严重的灾害。因此,研究飑线的生命史、形成条件和活动规律,做好飑线的监测和预报具有重要意义。

飑线结构模式

中纬度飑线

中纬度地区的飑线常发生在春夏之交,多出现在地面冷锋前或气旋波的暖区及高空槽后西北气流里的短波槽下方。飑线的低层前部有强流入气流,而后部有强流出气流。在飑线前,约 200hPa的高层为出流区。从低层进入雷暴云体的湿空气,向着逆切变气流方向倾斜上升,然后流出云体,并与云体周围的干下沉气流形成一个后倾的环流图。在雷暴云体后部,从中空卷入的环境空气,形成湿下沉气流向顺切变气流方向倾斜下沉,到达低层流出雷暴区。

热带飑线

热带飑线,多发生在台风前沿和东风扰动里。在它的前方,各层相对气流都是流入的;在后方,高层和低层流出,800——500hPa层流入。从飓线前方低层流入的湿空气,通过飑线在高空以云砧形式从后方流出。从前方中层进入飑线的干空气被输送至低层后,又从系统后部流出。飑线常有向不稳定区移动的趋势,但其中雷暴单体的移动,一般与环境大气的对流层中层风向一致。

飑线生命史

飑线分布通过大量气象雷达探测发现,飑线从形成到消失,经历了三个发展阶段:

飑线过后

① 形成阶段。雷达回波开始为多块孤立的对流单体组成的比较离散的回波带,回波单体明亮,轮廓清晰,有明显的块状结构,水平尺度一般为10~20公里。随着对流单体的发展和并合,尺度增大,对流单体顶高由7~8公里发展到11~12公里,回波强度通常达40~50dBz,逐步形成带状,雷阵雨天气开始,地面风速加大。

② 发展阶段。回波单体和群体显著发展,整个雷暴带的长度和宽度同时增加,在带上出现扰动。有时出现与地面流场相对应的涡旋状、波动状和“人”字形等回波特征。在这些扰动中心附近,发展成结构密实的强超级单体或强单体群。此时它们的水平尺度常为几十公里,顶高猛增到14~18公里甚至更高,回波强度增至50~60dBz,甚至可达70dBz。雷暴带前沿的回波强度梯度很大。此时地面风速一般可超过25米/秒,每小时雨量可达40~60毫米,严重时可出现冰雹和龙卷。

③ 减弱阶段。随着能量的释放,飑线逐渐减弱,回波带的宽度加大,结构逐渐松散,顶高下降,回波强度减弱,降水强度迅速减少,风速也趋于减弱。

形成条件

飑线虽属中尺度天气系统,但其形成和发展与一定的大尺度天气形势有关。飑线多出现在高空槽后和冷涡的南或西南方;有时出现在高空槽前、副热带高压西北边缘的低空西南暖湿气流里;少数飑线产生于台风前部的倒槽或东风波里。从相应的地面形势看,大部分飑线与锋面活动有关,主要发生在地面冷锋前100~500公里的暖区内。

飑线产生于强烈位势不稳定的层结中(见大气静力稳定度)。这种不稳定层结,多数是由中层或高层冷平流叠加在低层暖湿气流之上所致。飑线与高空急流也有一定的联系,多发生于急流区或风的铅直切变较大的区域。

飑线的移动方向和移动速度不仅和高空气流有关,还随发展阶段不同而异。在形成阶段,移动方向基本上和高空气流方向一致,移动速度较慢,一般为30~40公里/小时;在发展旺盛阶段,移动方向多偏于500百帕或700百帕等压面上的气流方向的右侧,移速加快,一般达40~80公里/小时,快者可达80~120公里/小时;在减弱阶段,移动速度又相应减慢,一般为30~40公里/小时,移动方向又和高空气流方向一致。飑线上单体的移动方向,有时和飑线一致,有时偏向飑线移动方向的左侧,但交角小于60°。

飑线上强雷暴单体的强降水所形成的强大的下沉辐散气流,在其行进方向上最猛烈。它促使地面切变线超越于飑线之前。这支下沉冷气流在低层和西南暖湿气流辐合而引起的抬升,使原飑线的前方形成新的飑线。这时原飑线减弱,新飑线发展加强,以这种新陈代谢的方式不断向前传播,就形成了飑线的“跳跃”现象。

个例分析

利用常规天气观测资料、自动气象站气象观测资料、卫星云图以及天气雷达观测资料,对2005年5月30日发生在陕西省境内的飑线过程进行了探讨和分析,结果表明:地面到500 hPa各层影响系统的前倾结构,使前倾结构控制区内地区的不稳定度迅速加强,加之蒙古冷涡旋转分裂冷空气触发形成中β尺度对流系统(MβCSs),为飑线形成提供了前期动力和热力条件;地面流场和能量场的分析明显反映出了飑线在地面切变线后部,风向、风速辐合区前部。雷达产品分析表明飑线回波具有线状分布和发展快的特点,而且最大反射率与径向速度的最大值在飑线发生的时段内长时间相伴。当飑线回波上的单体进入“逆风区”时,发展更旺盛,不仅造成了灾害性的大风和冰雹,还造成了影响范围内的短时强降水。

冷锋的区别

飑线处于雷暴云下沉冷空气的前缘,空间结构和冷锋酷似,都是冷暖空气的分界面,过境时都伴有风向急转,风力猛增,气温下降,气压上升,加之它又常出现在冷锋附近,因此,容易把它与冷锋混淆。尽管飑线与冷锋有不少相似之处,但也有很大差异,故又常将飑线称为“伪冷锋”或“假冷锋”。
二者的主要区别在于:
1.冷锋是两种不同性质气团的分界面,是大尺度系统,而飑线则是在同一气团内部形成和传播的中尺度系统;
2.飑线附近的天气现象比冷锋天气剧烈得多,气象要素的变率也比冷锋附近的大得多;
3.飑线的移速一般比冷锋要快,有时甚至比冷锋快2~3倍;
4.飑线强度有明显的日变化,而冷锋没有。

飑线的天气特征

飑线前天气较好,多为偏南风,且在发展到成熟阶段的飑线前方常伴有中尺度低压。飑线后天气变坏,风向急转为偏北、偏西风,风力大增,飑线之后一般有扁长的雷暴高压带和一明显的冷中心,在雷暴高压后方有时还伴有一个中尺度低压,由于它尾随在雷暴高压之后,故称之为“尾流低压”。飑线沿线到后部高压区内,伴随有暴雨、冰雹、龙卷等灾害性天气。