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雷暴大風(fēng):有跡可循卻又難以準(zhǔn)確預(yù)報

發(fā)布時間:2016年04月22日 來源:中國氣象報 作者:黃彬

  4月17日,廣西壯族自治區(qū)貴港市的天氣在一天內(nèi)“大變臉”。白天,貴港城區(qū)還是陽光明媚。到了19時左右,城區(qū)上空陰云聚集,緊接著電閃雷鳴,風(fēng)雨大作。據(jù)自動氣象站監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示,19時至20時,貴港全市大部出現(xiàn)小到中雨天氣,局部有大雨天氣。另外,全市大部最大風(fēng)力超過6級。其中,貴港市區(qū)達(dá)到了21.1米/秒(9級),最大風(fēng)速甚至達(dá)到26.9米/秒(10級)。據(jù)悉,這是貴港市近10年來出現(xiàn)范圍最大的雷暴大風(fēng)天氣。

  什么是雷暴大風(fēng)?國家氣象中心強(qiáng)天氣預(yù)報中心高級工程師劉鑫華解釋說:“通常,在強(qiáng)風(fēng)暴或與颮線強(qiáng)鋒面有關(guān)的帶狀對流中,處于成熟階段的單體中的下沉氣流在近地面處向水平方向擴(kuò)散,會形成輻散性的陣風(fēng),這就是所謂的雷暴大風(fēng)。雷暴大風(fēng)有時也可以由雷暴低層的強(qiáng)烈入流產(chǎn)生。”

  雷暴大風(fēng)的時空分布有跡可循

  作為強(qiáng)對流天氣中的一種,雷暴大風(fēng)天氣的破壞力較大,有時會造成人員傷亡和較為嚴(yán)重的財產(chǎn)損失。

  雷暴大風(fēng)天氣對人們的生產(chǎn)生活造成了較大影響,那么它的發(fā)生有沒有時空規(guī)律可循呢?劉鑫華說,我國雷暴大風(fēng)有一定的時空分布特點(diǎn)。

  縱觀全年,我國各區(qū)域出現(xiàn)雷暴大風(fēng)的季節(jié)時段非常集中,以夏季(即6月至8月)最為活躍。北方地區(qū)的雷暴大風(fēng)天氣主要出現(xiàn)在5月至9月,南方地區(qū)則在春季和夏季會集中出現(xiàn)雷暴大風(fēng)天氣。

  雷暴大風(fēng)天氣在我國北方地區(qū)的活躍程度要明顯強(qiáng)于南方地區(qū)。華北和西北地區(qū)東部為我國北方雷暴大風(fēng)的多發(fā)區(qū)域,發(fā)生概率的極值中心區(qū)域位于華北北部地區(qū)。相比之下,華南、江南地區(qū)以及西北地區(qū)西部的雷暴大風(fēng)概率偏低。西南地區(qū)的雷暴大風(fēng)活動在3月至5月較強(qiáng),主要由春季對流活動造成。江南地區(qū)雷暴大風(fēng)概率在3月至4月和6月至7月分別存在一個波峰,呈雙峰結(jié)構(gòu),但總體強(qiáng)度偏弱。

  就日分布來看,雷暴大風(fēng)活動集中發(fā)生在14時至21時之間,極值基本出現(xiàn)于16時至19時左右。我國北方地區(qū)雷暴大風(fēng)主要集中出現(xiàn)在14時至20時,而在凌晨2時至早晨8時出現(xiàn)的概率最小。這是因為雷暴大風(fēng)天氣的發(fā)生與熱力狀況的日變化有很大的關(guān)系。在太陽輻射作用下,地面加熱,溫度上升,午后的熱力狀況是最不穩(wěn)定的。“但這不代表凌晨或夜間就不會出現(xiàn)雷暴大風(fēng)。”劉鑫華補(bǔ)充道,“如果天氣系統(tǒng)在夜間到來,配合有利的對流不穩(wěn)定能量,也會出現(xiàn)雷暴大風(fēng)。2010年5月,重慶墊江的強(qiáng)風(fēng)雹天氣就是在5日夜間出現(xiàn)的。”

  準(zhǔn)確預(yù)報尚存難點(diǎn)

  既然雷暴大風(fēng)天氣有一定的規(guī)律可循,那么我們能否像預(yù)報其他天氣過程一樣,為公眾提供準(zhǔn)確、及時的預(yù)報預(yù)警信息呢?

  據(jù)悉,目前強(qiáng)天氣預(yù)報中心可提供最長72小時的各種強(qiáng)對流天氣預(yù)報產(chǎn)品。但在1至3天的預(yù)報時效內(nèi),對包括雷暴大風(fēng)在內(nèi)的各類強(qiáng)對流天氣進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)報的難度相對較大。“現(xiàn)在沒有一種完美的方法能確切地預(yù)測強(qiáng)對流天氣一定會出現(xiàn),只能依據(jù)模式給出的環(huán)境條件和一些診斷量來進(jìn)行綜合判斷。”劉鑫華說,在預(yù)報過程中,大尺度模式主要依靠參數(shù)化來描述對流過程。而模式預(yù)報在對大氣運(yùn)動進(jìn)行描述時會采用一些近似數(shù)值,從而給預(yù)報結(jié)果帶來很大的不確定性。中尺度高分辨率模式的預(yù)報結(jié)果雖然優(yōu)于大尺度模式,對中小尺度過程的描述也更優(yōu),但仍需要預(yù)報員對結(jié)果進(jìn)行訂正,并利用“配料法”,將強(qiáng)對流天氣的觸發(fā)條件、不穩(wěn)定能量條件和水汽條件等考慮在內(nèi)繼而判斷強(qiáng)對流天氣出現(xiàn)的可能。

  在臨近預(yù)報中,預(yù)報員可以依靠雷達(dá)回波對強(qiáng)對流天氣進(jìn)行判斷和預(yù)報,并向公眾發(fā)布預(yù)警信息。“雖然臨近預(yù)報可以利用雷達(dá)等非常規(guī)觀測手段提高判斷強(qiáng)對流天氣發(fā)生的準(zhǔn)確性,但提前量相當(dāng)有限,留給相關(guān)部門決策和公眾采取防御措施的時間也極為有限。”

  此外,對于強(qiáng)對流天氣發(fā)生發(fā)展的機(jī)理認(rèn)知不充分也是難以準(zhǔn)確預(yù)報強(qiáng)對流天氣的原因之一。“只有當(dāng)我們充分了解強(qiáng)對流天氣發(fā)生發(fā)展的機(jī)理,才有可能提高強(qiáng)對流天氣的預(yù)報準(zhǔn)確率。”劉鑫華說,只有對于各類型強(qiáng)天氣發(fā)生發(fā)展演變的機(jī)理進(jìn)行不斷研究,真正從本質(zhì)上認(rèn)知它,才能做到有的放矢。

  雖然相對于降水、溫度等預(yù)報來講,強(qiáng)對流天氣的預(yù)報難度更大,但隨著近年來對其發(fā)生發(fā)展機(jī)理的不斷鉆研、分析和總結(jié),無論是預(yù)報種類還是預(yù)報時效,強(qiáng)對流天氣預(yù)報的精細(xì)化水平都在不斷提高。

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  近年來影響較大的雷暴大風(fēng)天氣

  2007年7月25日下午,江蘇省大部分地區(qū)出現(xiàn)冰雹、雷暴大風(fēng)等強(qiáng)對流天氣。在當(dāng)日14時30分至16時30分,江蘇中部興化市的21個鄉(xiāng)鎮(zhèn)遭受雷雨強(qiáng)風(fēng)冰雹襲擊,瞬時最大風(fēng)速為29.1米/秒(11級)。因災(zāi)受傷58人,其中重傷8人、死亡5人,倒塌房屋2538間,樹木倒斷4萬余棵,11萬伏鐵塔倒塌5座。

  2010年5月5日夜間至6日凌晨,重慶市墊江縣出現(xiàn)了31.2米/秒(11級)大風(fēng),梁平縣回龍鎮(zhèn)出現(xiàn)30米/秒(11級)的大風(fēng),并伴有冰雹;18個鄉(xiāng)鎮(zhèn)出現(xiàn)了大暴雨,85個鄉(xiāng)鎮(zhèn)出現(xiàn)了暴雨。此次強(qiáng)風(fēng)雹天氣共造成28人死亡、1人失蹤、約174人受傷,4822間房屋垮塌。

  2011年4月17日,廣東省佛山市出現(xiàn)雷暴大風(fēng)天氣。此次過程風(fēng)力極大,在佛山順德區(qū)陳村仙涌居委會出現(xiàn)了全省最大陣風(fēng),風(fēng)速為45.5米/秒(14級);廣州南沙橫瀝鎮(zhèn)出現(xiàn)了42.5米/秒(14級)的陣風(fēng)。受雷暴大風(fēng)天氣影響,佛山、肇慶、廣州等地都有不同程度的人員傷亡。據(jù)廣東省氣象局的資料顯示,此次雷暴大風(fēng)是1994年以來瞬時風(fēng)速最大的一次,實屬罕見。