"美莎克"台前飑线与西风带对流合并演变过程机理研究
编号:162
访问权限:仅限参会人
更新:2026-08-01 10:37:23 浏览:0次
张贴报告
摘要
基于多普勒雷达、风廓线雷达、地面自动观测站及ERA5再分析资料等,对2020年第10号台风"美莎克"登陆前产生的台前飑线与西风带短线状对流合并过程进行了深入的机理分析。此次过程在湘赣区域产生了极端性对流大风(11级),并伴随短时强降水发生,具有较强的致灾性,仅鄱阳湖平原及周边地区农作物绝收面积270.75公顷,直接经济损失9838.05万元。利用PyDDA雷达风场反演算法及冷池定量算法,系统分析了台前飑线成熟期、合并期和二次发展期的动力结构及中尺度演变特征,得到以下主要结论:
(1)空间分布不均的夜间南风低空急流(LLJ)是此次台前飑线及、西风带短线对流共同维持与发展的核心能量输送及不稳定构建因子。夜间LLJ持续向湘赣区域输送低层暖湿水汽,显著抬升区域对流有效位能(CAPE),为台前飑线的生成和维持提供了必要的能量条件和不稳定层结。同时低空急流造成区域性强垂直风切变,为线状对流的组织化、长生命史维持提供关键动力基础,是两类对流系统能够独立发展并最终发生合并的大尺度前置环境。这与Trier等(2017)的夜间LLJ与准静止锋相互作用触发对流的机制具有相似性。
(2)台前飑初生阶段,飑线主体自南向北往内陆推进,移动过程中与多个孤立对流单体、小型对流簇拼接合并,逐渐组织化程度加强,发展出成熟的带状系统。受“美莎克”外围环流持续暖湿气流输送与副热带高压东退的共同影响,由台前飑线冷池触发,飑线主体在深入内陆的过程中与多个新发展孤立对流单体、小型对流簇拼接合并。与此同时,西风雨带由稳定性降水转为混合性降水,雨带内大量分散对流新生,并逐渐组织化成短线状对流,为后续两类对流系统接触合并提供对流基础。
(3)台前飑线成熟阶段,西风带短线状对流在台前飑线冷池出流及中尺度辐合线的共同作用下不断发展增强,并逐渐组织化。台前飑线产生的强冷池出流与低层环境风场相互作用,形成了显著的中尺度辐合线和锋生区,为西风带对流提供了有利的动力抬升条件。根据Weckwerth等(2019)对夜间对流触发的分类,此过程属于典型的"邻近中尺度对流系统型(NearMCS)"NCI机制,且为T型触发(T-initiation)模态。
(4)对流系统合并阶段,台前飑线与短线状对流之间逐渐发展出云桥(cloud-bridges),并快速合并向地面发展,随后演变成T型结构。云桥的形成是两条对流系统之间水汽和动量交换的重要通道,其发展标志着两个独立对流系统开始发生实质性的相互作用。在快速合并阶段,系统内部的上升运动显著增强,垂直速度大值区由单一对流核扩展为多个耦合的对流核,同步驱动动量下传,地面极端雷暴大风、短时强降水同步加剧,湘赣交界强对流灾害集中爆发。
(5)在二次发展期,合并后的T型结构飑线内部动力结构和热力结构发生显著重组。西段快速减弱,东段和北段则强度加强。最终,西风带短线状对流取代原有飑线西段,促使南北向强弓状回波生成。这一演变过程体现了对流系统内部冷池与环境风场垂直切变之间的非线性相互作用。
本文揭示了台前飑线与西风带对流系统相互作用,为深入理解台前飑线与西风带对流系统合并过程极端对流大风的发生机理提供了新的观测证据和理论依据。
稿件作者
吴文心
江西省气候变化风险与气象灾害防御重点实验室
支树林
发表评论