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雷暴大風:有跡可循卻又難以準確預報

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“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,全市大部最大風力超過6級。其中,貴港市區(qū)達到了21.1米/秒(9級),最大風速甚至達到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天氣。

  什么是雷暴大風?國家氣象中心強天氣預報中心高級工程師劉鑫華解釋說:“通常,在強風暴或與颮線強鋒面有關的帶狀對流中,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散,會形成輻散性的陣風,這就是所謂的雷暴大風。雷暴大風有時也可以由雷暴低層的強烈入流產(chǎn)生。”

  雷暴大風的時空分布有跡可循

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

  雷暴大風天氣對人們的生產(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,我國雷暴大風有一定的時空分布特點。

  縱觀全年,我國各區(qū)域出現(xiàn)雷暴大風的季節(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)雷暴大風天氣。

  雷暴大風天氣在我國北方地區(qū)的活躍程度要明顯強于南方地區(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)西部的雷暴大風概率偏低。西南地區(qū)的雷暴大風活動在3月至5月較強,主要由春季對流活動造成。江南地區(qū)雷暴大風概率在3月至4月和6月至7月分別存在一個波峰,呈雙峰結構,但總體強度偏弱。

  就日分布來看,雷暴大風活動集中發(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。這是因為雷暴大風天氣的發(fā)生與熱力狀況的日變化有很大的關系。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。”劉鑫華補充道,“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。2010年5月,重慶墊江的強風雹天氣就是在5日夜間出現(xiàn)的。”

  準確預報尚存難點

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

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

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

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

  雖然相對于降水、溫度等預報來講,強對流天氣的預報難度更大,但隨著近年來對其發(fā)生發(fā)展機理的不斷鉆研、分析和總結,無論是預報種類還是預報時效,強對流天氣預報的精細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、雷暴大風等強對流天氣。在當日14時30分至16時30分,江蘇中部興化市的21個鄉(xiāng)鎮(zhèn)遭受雷雨強風冰雹襲擊,瞬時最大風速為29.1米/秒(11級)。因災受傷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,梁平縣回龍鎮(zhèn)出現(xiàn)30米/秒(11級)的大風,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。此次強風雹天氣共造成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)雷暴大風天氣。此次過程風力極大,在佛山順德區(qū)陳村仙涌居委會出現(xiàn)了全省最大陣風,風速為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。受雷暴大風天氣影響,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,此次雷暴大風是1994年以來瞬時風速最大的一次,實屬罕見。