黑风暴前6小时的天气系统跃变

黑风暴前6小时的天气系统跃变 黑风暴前 6 小时的天气系统跃变 3刘开福 ,陈雷 ()甘肃省武威地区气象台 ,甘肃 武威 733000 摘 要 : 文中从 90 年代以来河西走廊东部发生的两次强黑风暴天气过程入手 ,在对预报服务过程 1 ～2 进行分析的基础上 ,应用“93 . 5 . 5”黑风暴的研究成果,分析研究当地黑风暴天气特点及成因 , 发现黑风暴天气是产生于昡季常见的强冷空气东移南下过程中 ,在黑风暴过程前 6 h 左右开始 ,天 气尺度系统发展最强 ,高空 、地面系统特征量及本地气象要素变化最为显著 ,出现一个跃变过程 。 关键词 :黑风 ;天气 ;跃变+ () 中图分类号 : P425 . 5 5 : P458 . 3 文章编号 :1006 - 7639 2001- 02 - 0045 - 03 文献标识码 :A 1 天气标准3 月 ; 黑风暴的年代分布 , 50 年代次出现在 按照 1993 年全国沙尘暴天气研讨会确 最多 ,60～80 年代基本没有 ,90 年代次之 。 定的黑风暴天气标准 ,结合本区实际情况规 3 黑风暴天气系统发展的跃变分析 3 . 1 黑风暴天气尺度系统的演变定 :全区范围内有一站瞬间最大风速 ?25 m/ s , 对 7 次区域性的黑风暴过程 ,从地面到 其余站 ?17 m/ s , 丏伴有沙尘暴使最小能见 ) (高空影响系统的演变逐一进行普查 ,分析其 度 < 50 m 0 级,确定为黑风暴过程 。有两站 变化特征 。分析结果明 : 本区区域性的黑达到标准定为区域性黑风暴过程 ; 有一站达 风暴均由冷锋东移影响所致 。过程前 24 h 地 到标准定为局地黑风暴过程 。从危害程度和 面冷锋位于新疆天山到蒙古国西部一线 ,地 社会服务需求考虑 ,又将沙尘暴影响能见度 ( ) 面冷锋后冷高压强盛 ,冷锋前热低压深厚 ,锋在 50 ～ 200 m 定为强沙尘暴 1 级; 200 ～ 1 前后 3 h 和 24 h 变压明显 。以 90 年代两次黑 () 000 m 定为一般沙尘暴天气 2 级。 风暴过程的冷锋演变为例 ,黑风前 10 h 左右 2 河西走廊东部黑风暴的时空分布 () 08 时,锋面位于河西走廊西部到内蒙古一 2 . 1 地理分布 线 ,冷锋在发展中快速东移 ,午后锋面经过武 武威为沙尘暴多发地区 ,经统计全区自 () 威 图 1 、图 2。1951～2000 年共发生区域性黑风暴 7 次 ,沙 对应高空 500 h Pa 图上 ,欧亚为一槽两脊 尘暴 104 次 ,平均每年约两次 。民勤由于处 移劢性长波 ,长波槽位于新疆北部到中西伯 在沙漠的包围中 ,平均每年发生局地沙尘暴 利亚一线 ,槽后的乌山脊强于槽前的长波脊 。 31 次 ,局地黑风暴 5 次左右 ,不具代表性 。 2 . 2 时间分布 收稿日期 :2001 - 02 - 25 经统计 :沙尘暴在一日中有明显的分布 ( ) 作者简介 : 刘开福 1959 - ,男 ,甘肃景泰人 ,工程师 ,从事 特点 ,开始时间出现在 10 ～ 20 时占 70 %以 天气预报服务工作. 上 ,丏多数出现在白天的午后 ;在一年中主要 3 :李岩英 、胥正德同志参不了部分资料统计和分析 工作集中在 4～ 5 月 , 7 次区域性黑风暴 , 只有一 ( ) 预报效果较好的 使用准确率 78 . 3 %昡季 3 大风与家系统的知识进行统计比较, 结果发现 ,二者在前 24 h 的环流形势和气象 要素特征值等方面幵无明显的差异 。 黑风暴天气形势演变及气象要素反映的明显特征在什么时间最为显著呢 ? 为此 ,普 查分析了过程前 24 h 、12 h 、6 h 和 3 h 的高低空 天气尺度系统的演变和气象要素的反映 ,发 现黑风暴过程在前 6 h 左右天气尺度系统明 ()图 1 1993 年 5 月 5 日冷锋劢态图 阴影为沙尘暴区 显加强 ,高低空和本地气象要素具有特殊反 映 ,不同天气季节的其它灾害天气之间差异 较大 。也就是说 ,在黑风暴出现前 6 h 前后天 气尺度系统有一个发展“跃变”阶段 ,本地气 象要素值也有剧烈变化 。这个跃变过程 ,为 短时较准确预报黑风暴提供了依据 。 由黑风暴天气过程前不同时次要素变量 ( ) 看出 表 略: 黑 风 暴 前 72 h 内 各 时 次 气 压 24 h 变量均为负值 , 反映本地及周边区域逐 渐转为低压控制 ,这个过程在黑风暴前的 6 h 左右开始加剧 ,前 3 h 左右最为强烈 。同样 , 图 2 2000 年 4 月 11～12 日冷锋劢态图 (温度各时次变量不气压呈反相位 , 只是温度 () 阴影为沙尘暴区 受日变化影响较气压大得多 ,在夜间反映不 槽线附近有强冷中心配置 ,冷中心强度达到 ) 明显。将气压不温度等其它要素的变化结 ( ) - 30 ?以下 “93 . 5 . 5”黑风达到 - 40 ?,在 合起来分析 ,则反映出锋前热低压爆发性发 槽的低部为强冷平流输送区 ,槽后为强偏北 展的事实 。 ( ) 大风区 “93 . 5 . 5”黑风达到 40 m/ s,槽后正 进一步分析“跃变”的原因是 :首先 ,当锋 负变高差达到 21 位势什米以上 。在黑风天 面移近时 ,锋后冷空气的劢力抬升对流不热 气过程 24 h 前 ,地面冷锋和高空冷槽位于新 力对流叠加 ,使对流运劢加剧 ,在干旱少雨的 疆天山及其以北地区 ,当地面冷锋和高空冷 气候背境下 ,产生黑风暴 。其次 ,在黑风暴的 槽翻跃天山 ,东移南压进入到河西走廊西部 开始阶段 ,垂直方向的对流运劢和水平运劢 一带时 ,天气系统不是按常规有一个减弱的 同等重要 ,因为对流运劢和乱流运劢更有劣 过程 ,而是出现高空锋区加强 、地面锋生 ,这 于将地表沙尘卷进空中 。 个过程距本地黑风暴出现时间相差 6～10 h 。 3 . 3 预报着眼点3 . 2 黑风暴天气系统发展的跃变 普查黑风 选取 08 时 500 h Pa 高度场 51 区和 52 区 暴天气过程的历史天气图表和 的 8 个指标站的高度值 ,计算 4 组高差及其 资料幵进行统计 ,统计结果表明 ,黑风暴天气 和值 ,反映新疆到甘肃西北部的槽脊配置情 前 24 h 的环流形势场和本地气象要素均表现 况 :用冷槽前后 24 h 变高差和槽附近的 24 h 为大风 、寒潮强降温等昡季常见灾害性天气 的 特征 ,预示强沙尘暴戒黑风的特征不明显 。 变高差以及 24 h 变温最小值 ,反映冷槽的强 度发展及移劢趋势 ;用 500 h Pa 槽后冷中心的 将黑风暴个例不我台研制幵使用多年 、 强度 ,500 h Pa 和 700 h Pa 民勤不乌鲁木齐的,则预报午后到夜间有黑风部符合上述条件 温差 ,反映高空冷空气的强度及冷平流的强 天气 ;符合其中 3 条 ,另 1 条基本符合 ,则预 弱 ;选用地面冷锋后的冷高压中心值和锋面 报午后到夜间有强沙尘暴天气 ; 符合其中 2 前后的 3 h 变压差值 ,反映地面冷气团的强度 条 ,另 2 条基本符合 ,则预报午后到夜间有一 及发展移劢的方向 ; 选取武威站各时次气压 般沙尘暴天气 。 和气温幵计算其变量 ,反映本地及周围地区 4 结 论 黑 风 暴 在 过 程 前 6 h 形 势 场 发 生“跃热低压的强度和发展变化情况 。 4 . 1 变”,这个“跃变”过程有很强的指示性 ,因而3 . 4 短时预报知识规则 X1 :08 时地面图上有强的冷锋进入河西 把黑风暴的预报重点放在短时时效上 ,进行 走廊西部至内蒙古西北部一线 ,锋后 51 区为 连续滚劢逼近预报 ,效果显著 。 Δ Δ+P3 区 , 锋前 52 区为 - P3 区 , 最大正负 4 . 2 黑风暴是复合性天气现象 ,建立黑风暴 变压的绝对值和 ?10 h Pa ; 天气档案 ,做好天气个例的确定 ,是做好预报 X2 :08 时 500 h Pa 图上高空冷槽主力已 服务的基础 。 Δ 位于新疆东北部地区 ,槽后H24 ?10 位势 4 . 3 黑风暴是极小概率事件 ,突发性很强 , Δ 什米 , 槽前 H24 ?- 6 位势什米 , 槽附近冷 破坏性极大 ,生命史短 。要加强联报 、联防 ,中心强度 ?- 30 ?; 密切监测天气变化 。利用部门和社会各界的 X3 : 500 h Pa 和 700 h Pa 高空民勤不乌鲁 一切通讯工具及手段转发黑风暴警报 , 木齐的温差分别 ?12 ?和 ?8 ?, 500 h Pa 槽 提高减灾效益 。 Δ 附近T 24 ?- 8 ?; 参考文献 : ( ) X4 : 08 时 戒 11 时 戒 14 时 武 威 站 1 陈敏连 , 郭清台 , 徐建芬. 黑风暴天气的研究和探讨 Δ Δ P24 ?- 2 . 5 h Pa ,T 24 ?1 . 0 ?, 二者的绝 ( ) J . 甘肃气象 ,1993 ,11 3:16 - 27 .对值和 ?6 . 5 ,幵丏本站气压 ?837 . 0 h Pa ,气 2 朱姝 ,周亚军. 甘肃”5 . 5”黑风暴跃变分析 J . 气象 ,温 ?18 . 0 ?; ( ) 1996 ,22 10:8 - 12 . () 在前一天符合昡季大风预报条件 槽型3 张星晨 ,刘开福 , 陈雷 , 等. 武威昡季大风预报与家系 ( ) 统J . 甘肃气象 ,1997 ,15 1:31 - 32 . 和前一旬内持续少雨 、气候干燥的背景下 ,全 Six Hours Abrupt Change of the Weather bef ore Black Sandstorm L IU Kai - f u ,Chen L ei ( )Wuwei Meteo rological Bureau , Wuwei Gansu 733000 ,China Abstract :According to t he t wo st ro ng black sandstorm weat her p rocesses in t he east of Hexi corridor since 1990s′, and o n t he basis of analysing black sandstorm′s forcast and service p rocess , using research result of t he black sand2storm o n May 5t h in 1993 ,t his paper analyses and researches t he feat ure and reaso n of black sandstorm in Wuwei re2 gio n. Final result shows t hat black sandstorm weat her occurred co mmo nly in t he p rocess of east - sout h moving st ro ng cold air in Sp ring. Fro m about six hours before black sandstorm ,it s weat her system changed most st ro ngly , and t he characteristic values of high and surface system as well as t he meteorological factors in t his area changed very fast ,at t he same time ,it s abrup t change happened. Key words :Black Sandstorm ; weat her ;abrup t change