不同类型大尺度环流背景下首都国际机场的雷暴特征分析

2016-10-25 08:34卓鸿王冀霍苗任佳纪鹏飞
暴雨灾害 2016年4期
关键词:冷锋雷暴强对流

卓鸿,王冀,霍苗,任佳,纪鹏飞

(1.民航华北空管局气象中心,北京100621;2.北京市气候中心,北京100089)

不同类型大尺度环流背景下首都国际机场的雷暴特征分析

卓鸿1,王冀2,霍苗1,任佳1,纪鹏飞1

(1.民航华北空管局气象中心,北京100621;2.北京市气候中心,北京100089)

利用2001—2014年共14 a的北京首都国际机场(以下简称机场)观测资料和Micaps高空及地面观测资料,将发生在机场的雷暴日分为八类(即强雷暴、弱雷暴、湿对流、干对流、弱冰雹、强冰雹、冰雹大风和混合对流),对每种类型雷暴的气候特征进行了统计研究,得出如下结论:(1)机场雷暴以弱雷暴为主,其次为干对流。弱雷暴和干对流在6月出现最多,强雷暴和湿对流在7月最多,弱冰雹出现在春末夏初及秋季,而冰雹大风出现在6—7月,混合对流仅在7月出现一次。(2)从500 hPa形势来看,西风槽造成的雷暴过程最多,其它为西北气流型。500 hPa为西风槽和低涡、西北气流时,地面辐合线触发的雷暴最多,其次为冷锋。500 hPa为横槽时,冷锋触发的雷暴比例增加,没有由地形辐合线触发的雷暴。而副高边缘和低压倒槽类型的雷雨过程,触发系统主要为辐合线。(3)从月分布来看,低涡和西北气流型造成的雷雨在6月最多,但横槽和西风槽造成的雷雨出现最多的分别在7月和8月。西风槽、低涡和西北气流型造成的弱雷雨均最多,其次为干对流。而雷暴的地面触发系统以辐合线最多,主要出现在6月,冷锋触发的雷雨主要集中在5—6月,地形辐合线主要集中在7、8月。(4)横槽、西北气流型雷暴的日循环分布只有一个峰值,分别出现在05—12UTC和08—14UTC,但低涡和西风槽却有两个峰值,主峰值分别出现在12—13UTC和08—17UTC,次峰值分别在07—08UTC和00—01UTC。

首都国际机场;雷暴;气候特征;形势分型

卓鸿,王冀,霍苗,等.不同类型大尺度环流背景下首都国际机场的雷暴特征分析[J].暴雨灾害,2016,35(4):371-377

ZHUO Hong,WANG Ji,HUO Miao,et al.The thunderstorm characteristics at Beijing capital international airport under different types of large scale environment[J].Torrential Rain and Disaster,2016,35(4):371-377

引言

雷暴是一种发展旺盛的强对流天气,通常伴随闪电、雷鸣、阵雨、大风、冰雹和龙卷风等,是飞行中的飞机所遇到的最恶劣、最危险的天气,停放在地面的飞机也会遭到大风和冰雹的袭击[1],因此雷暴的预报是航空预报的重点和难点。基于长期经验积累同时又有一定理论基础的流型总结能够帮助预报员快速识别出雷暴可能发生的区域[2]。国内对造成雷暴的环流形势研究已有许多,例如丁一汇等[3]提出了我国四种飑线发生的天气背景和触发条件,即槽后型、槽前型、高压后部型、台风倒槽型或东风波型。郑媛媛等[2]将安徽省强对流天气系统形势分为冷涡槽后型和槽前型。陈立祥等[4]根据对流层中低层水平风的垂直切变将广州地区强对流天气分为强切变类和弱切变类。许爱华等[5]分析了中国南方春季冷锋北侧中冰雹天气的环境场特征,指出700 hPa强西南气流在强锋区上强迫抬升和400—600 hPa上的对流不稳定和对称不稳定是这类高架对流的主要机制。许爱华等[6]综合考虑了强对流天气发生的三个条件,提出了中国强对流天气5种基本类别:冷平流强迫类、暖平流强迫类、斜压锋生类、准正压类和高架对流类。Meng等[7]对我国东部的飑线进行了研究,将天气系统分为短波槽前型、长波槽前型、冷涡型、副热带高压型、热带气旋型和槽后型。

对北京地区的强对流的研究也有许多,包括气候学特征[8]、个例分析等等[9-16],这些研究从不同侧面反映了强对流发生的背景场及物理条件,但由于分型的标准不同(有的按照500 hPa形势分型,有的按照雷暴发生的条件分型),对预报员而言,容易引起混乱。各省市)气象业务部门天气分型以500 hPa形势为主的居多,也有的省将高空和地面形势混合分型。章国材[17]认为天气分型不宜过多过杂,天气形势只是提供一个强对流天气发生的背景,其以500 hPa形式为主,将500 hPa形势分为高空低槽、冷涡、西北气流、副高边缘、高压(脊)内和热带低值系统等六种。本文中也采用章国材[17]的分型方法,将500 hPa形式分为低涡、西风槽、横槽、西北气流型、副高边缘和低压倒槽型等六类。

此外,地面中尺度系统常常是强对流天气的触发系统,Wilson等[18-20]的研究发现,大多数风暴都起源于边界层辐合线附近,刁秀广等[21]利用济南多普勒天气雷达探测到的边界层辐合信息,分析了对流边界触发新雷暴的条件。王彦等[22]利用天津SA雷达研究了2008—2009年6—9月发生在天津地区的边界层辐合线,发现在不同的天气形势下,边界层辐合线的演变和碰撞与强对流天气的发生发展密切相关。由于地面触发系统的重要性,本文也对地面触发系统的气候态分布进行了研究,但由于目前对触发系统的种类尚有争议,例如,Wilson等[23]认为边界层辐合线可以是天气尺度的冷锋或露点锋,也可以是中尺度的海陆风辐合带,包括雷暴的出流边界和由地表特征如土壤湿度的空间分布不均匀造成的辐合带,但章国材[17]认为露点锋和土壤湿度的空间分布不均匀确实是有利于强对流天气发生的环境,但它们并非抬升触发系统,地面触发系统包括中尺度辐合线、中尺度风速辐合区、风场上明显的气旋性弯曲处、冷锋等。因此,在本文中不考虑露点锋和土壤湿度的空间分布不均匀造成的辐合带,将地面形势分为冷锋、辐合线(包括雷暴外流边界)和地面辐合线等三类进行了研究。

目前对雷暴的研究大多集中强雷暴,包括强降水、冰雹和大风,而对普通雷暴的研究较少,对机场而言,不仅是强雷暴,普通雷暴也是影响飞机飞行的重要原因,但对普通雷暴的研究偏少,作为世界航班量第二、中国航班量最大的首都国际机场,拥有自己的观测站和每半小时一次的人工观测资料。本文将使用这些观测资料,对首都机场雷暴及触发雷暴的边界层辐合线的气候特征进行研究。

1 资料和方法

使用的资料包括国家气象局Micaps系统中一天两次的常规高空探测资料和3 h一次的地面观测资料及机场观测室每半小时一次的雷雨观测资料。首都国际机场坐落在北京市东北方向的顺义区(图1中用ZBAA表示),而北京市南郊观象台(图1中用54511表示)位于北京市的西南部。

将有雷暴出现的天气定义为一个雷暴日,时间从前一日16:00UTC至当日16:00UTC(在此24 h内有多次雷暴出现仍定义为一个雷暴日)。雷暴过程定义为当某日出现雷暴且雷暴中断时间不超过60 min,若雷暴中断时间超过60 min,则记为一次新的雷暴过程,若雷暴在16:00UTC仍持续,则记为上一次雷暴过程[24]。

因为产生降水、冰雹、对流性大风的环境条件是不同的,难以找到对每类天气都适用的环境条件,因此将雷暴日按雨量大小、有无大风和有无冰雹,分为八类:

第一类,强雷暴日:1 h平均降水量≥20 mm,同时机场观测站地面记录强降水符号(+RA)≥0.5 h或者雷暴日总降水量≥50 mm,但无冰雹和大风(10 min平均风力≥10 m·s-1或者瞬时风力≥15m·s-1);第二类,湿对流日:即伴随大风,但无冰雹的强雷雨过程;第三类,强冰雹日:即伴随冰雹,但无大风的强雷雨过程;第四类,混合对流日:伴随大风和冰雹的强雷雨过程;第五类,弱雷暴日:除强雷雨过程之外的其它雷雨过程,包括0.0 mm降水,但无大风和冰雹;第六类,干对流日:即伴随大风,但无冰雹的弱雷雨过程;第七类,弱冰雹日:即伴随冰雹,但无大风的弱雷雨过程;第八类,冰雹大风日:伴随大风和冰雹的弱雷雨过程。

在流型识别中,按照各省气象局的普遍做法,以强对流发生前500 hPa的形势进行分型[17]。首先将500 hPa形势分为低涡、西风槽、横槽、西北气流型、副高边缘和低压倒槽型。低涡定义为在500 hPa上涡旋环流中心位于50°N以南、116°W以西,至少一根闭合等压线且维持时间在24h以上。低压倒槽定义为500hPa上涡旋环流中心位于40°N以南,北京受其中心伸展出来的东南气流与东北气流之间的倒槽影响。其它系统定义同章国材[17]。

将地面中尺度触发系统分为冷锋、辐合线和地形辐合线3类,雷暴的外流边界归入辐合线类。冷锋定义为锋后冷空气范围达10个纬距(经距)以上、3 h变压达2 hPa或以上;辐合线指地面的风向不连续线,但冷空气不明显,3 h变压在2 hPa以下或为正变压;地形辐合线指地面无明显辐合线,偏东气流或东南气流受北京西部地形的抬升,造成地面降水,或者在后半夜,北京西部的山区温度下降后形成偏北风,与东部平原之间南部的南风形成的辐合线。

2 结果分析

2.1雷暴日分类

2001—2014年14 a中共得到雷暴日459 d(包括降水量为0.0 mm的天数),其中,弱雷暴为363 d,占整个雷暴日的79%(表1),干对流日为69 d,占整个雷暴日的15.1%;强雷暴日为11 d,占整个雷暴日的2.5%;湿对流日为7 d,占整个雷暴日的1.5%;弱冰雹日为5 d,占整个雷暴日的1.1%;冰雹大风日为3 d,占整个雷暴日的0.6%;混合对流日为1 d,占整个雷暴日的0.2%;没有强冰雹日。

从表1来看,弱雷暴天数最多,远超过其它类型的雷暴日,其次为干对流,其它几种雷暴日按天数多少依次为强雷暴、湿对流、弱冰雹日、冰雹大风日、混合对流日和强冰雹日。

表1 不同雷暴日所占比例Table 1 The proportion of day and monthly distribution of different thunderstorm.

雷暴期长达9个月,最早从3月开始,最晚11月中止。雷暴日主要集中在夏季6—8月,分布呈单峰式分布,峰值在6月,为123 d,此外7月为116 d;8月为93 d。春季雷雨以5月最多,为53 d,其次是4月,为14 d,3月仅1 d。秋季雷雨以9月最多,为42 d,其次为10月,为15 d,最少为11月,为5 d。(图2a)

强雷暴和弱雷暴最多天数也出现在夏季(图2b),但强雷暴日以7月最多,共5 d,而弱雷暴日以6月最多,共95 d。次强雷暴日出现在8月,为3 d,而次弱雷暴日出现在7月,为86 d。第三强雷雨日是6月,为2 d,而第三弱雷雨日是6月,为78 d。强雷雨日5月仅有1 d,而弱雷雨日5月与9月相差不多,分别为39 d和38 d;4月份与10月相近,分别为11 d和13 d;3月与11月最少,分别为3 d和2 d。

干对流日(图2c)主要集中在6月和7月,分别为21 d和19 d。同弱雷暴日相同,干对流日也以6月为最多;其次是7月,但5月的干对流日(10 d)多于8月的9 d,4月份与9月相近,分别为3 d和4 d,10月与11月相同,均为2 d。湿对流日(图2c)以7月和8月最多,均为3 d,6月为1 d,其它月无湿对流。

弱冰雹日出现在5月、6月和11月,分别为2 d、2 d和1 d,冰雹大风日出现在6—7月,风别为1 d和2 d(图3d)。强冰雹日无(图略),混合对流日只有1 d,出现在7月(图略)。

强雷暴、湿对流和混合对流主要出现在7月,这可能和7月西太平洋副热带高压(简称副高)的北跳有关,副高边缘的西南气流输送大量的水汽,使降水量增加。

2.2雷雨过程的500 hPa的形势和地面触发系统分类

2001—2014年共出现雷暴过程532次(表2)。按照500 hPa的形势分型,造成机场雷暴的主要有低涡型、西风槽型、横槽型、西北气流型、副高边缘型和低压倒槽型。西风槽造成的雷暴过程最多(263次),占整个雷雨过程的49.4%;其次为西北气流造成的雷暴(119次),占整个雷雨过程的22.4%;低涡造成的雷暴过程排名第三(86次),占整个雷雨过程的16.2%;受横槽影响产生的雷暴为47次,占整个雷雨过程的8.8%;副高边缘型和低压倒槽型较少,分别为10次和7次,占整个雷雨过程的1.9%和1.3%。

表2 不同雷暴过程的500 hPa影响形势和地面触发系统分布及所占比例Table 2 The distribution and proportion of weather system at 500 hPa and ground triggered system for different thunderstorm process

从地面触发系统来看,500 hPa为西风槽,地面为冷锋、辐合线和地面辐合线的雷雨过程分别为32次、219次和12次,分别占西风槽型雷雨的12.1%、83.3%和4.6%。当500 hPa为西北气流时,地面为冷锋、辐合线和地形辐合线的雷雨过程分别为21次、93次和5次,分别占西北气流型雷雨的17.6%、78.2%和4.2%。在500 hPa为西北气流型雷雨中,地面为冷锋的比例比西风槽类多,但辐合线相对减少,地形辐合线相近。当500 hPa为低涡时,地面为冷锋、辐合线和地面辐合线的雷雨过程分别为13次、70次和3次,分别占低涡型雷雨的15.1%、81.4%和3.5%,地形辐合线所占的比例低于西风槽类和西北气流型,冷锋所占的比例高于西风槽但低于西北气流型,辐合线所占的比例低于西风槽但高于西北气流型。

当500 hPa为横槽时,地面为冷锋和辐合线的雷雨过程分别为11次和36次,分别占横槽型雷雨的23.4%和76.6%,冷锋触发的雷暴所占的比例为各类雷暴之最,没有由地形辐合线触发的雷暴。而副高边缘型的雷雨过程,地面为辐合线的为9次,占90%,只有10%的雷暴由地形辐合线引起。低压倒槽类雷雨则全部是由辐合线造成。

同时,由表2也可以看出,当地面是冷锋时,500 hPa为横槽的雷暴所占的比例最多,其它依次为西北气流型、低涡和西风槽,没有副高边缘型和低压倒槽型的雷暴产生;当地面为辐合线时,500 hPa形势为低压倒槽的雷暴最多,其余依次为副高边缘、西风槽、低涡、西北气流和横槽;当地面为地形辐合线时,500 hPa形势为西风槽的雷暴最高,其次为西北气流和低涡,没有触发低压倒槽型和横槽型的雷暴。也就是说,当500 hPa冷空气较明显或动力性较强时,地面触发系统为冷锋的雷雨过程比例较高,当500 hPa冷空气较弱或动力性较差时,地面触发系统为辐合线的比例较高。

2.3雷雨过程的500 hPa形势和地面触发系统的逐月变化

从雷暴发生的逐月变化来看(图3a),低涡系统在6月造成的雷雨最多,为45次,其次是7月,为17次,5月产生10次,4月、8月和9月均为4次,10月仅2次。横槽造成的雷雨在7月最多,为21次;其次为6月,为10次;8月为8次,5月为4次,4月2次,9月与10月均为1次。西风槽造成的雷雨以8月最多,为69次,其次为7月,为60次,6月为57次,9月(29次)比5月稍多(26次),10月(10次)比4月(7次)稍多,而11月仅5次。

西北气流型造成的雷雨以6月为最多,为48次,其次为7月(28次)和8月(18次),5月(11次)与9月(10次)相差不多,3月(1次)、4月(2次)和10月(1次)次数较少。副高边缘型造成的雷雨主要集中在7-8月,分别为2次和6次,9月和10月各1次。低压倒槽造成的雷雨主要集中在7月和8月,分别为4次和3次。

地面辐合线逐月分布:从6月至9月呈递减趋势:6月最多(143次),其次为7月(117次)和8月(99次),9月为次。5月(29次)少于9月(35次),10月和4月相差不多,分别为7次和5次,11月仅3次(图3b)。地形辐合线数量较少,主要集中在盛夏的7、8月,均为6次,6月为3次,5月仅为1次。冷锋触发的雷暴主要集中在5月和6月,分别为21次和14次,7月和8月次数明显减少,分别为9次和6次,4月、9月和10月的数量比盛夏的8月多,分别为9次、9次和8次,10月的冷锋次数比辐合线多,为8次,11月为1次。

从冷锋触发的雷暴次数来看,春、秋季的热力条件虽然比夏季弱,但强的动力条件同样可以造成雷暴天气,冷锋比辐合线的辐合作用强,是强的动力系统,是春秋季热力条件较差情况下主要的雷雨触发机制,而在盛夏季节,只要有辐合线,甚至是地形辐合线,不需要很强的动力系统,即可以产生雷暴,这与许爱华等[6]的观点相同,即强对流天气可以发生在强的动力条件下和强的热力条件下,也可以发生在强的动力条件和弱的热力条件下以及弱的动力条件和强的热力条件下。

2.4不同天气形势造成的雷暴种类分布

按照本文第一部分的雷雨分类标准将雷暴分为8类,按500 hPa不同天气形势对造成的不同天气现象进行分型。

低涡共造成85次雷雨过程,在造成的对流天气中,以弱雷雨为最多(61次),其次是干对流雷暴(16次),强雷雨、弱冰雹、冰雹大风和混合对流天气分别为4次、2次、2次和1次,没有造成湿对流和强冰雹天气(图4a)。

西风槽造成的雷暴中,仍以弱雷雨最多(214次),其次是干对流雷暴(25次),产生的强雷雨和湿对流分别为14次和6次,弱冰雹2次,冰雹大风1次,没有造成混合对流和强冰雹天气(图4a)。

西北气流型造成也以弱雷雨最多,其次是干对流,分别为94次和22次,其次产生了湿对流、冰雹大风和混合对流天气各1次(图4a)。

横槽只产生弱雷暴和干对流天气,分别为42次和5次。低压倒槽产生5次弱雷雨过程,1次干对流过程和1次湿对流过程。副高边缘型产生6次弱雷雨和3次强雷雨和1次干对流过程(图4b)。

从上面的分析可以看出,无论是那种天气形势,造成的雷暴均以弱雷雨为主,其次是干对流,但强雷暴和湿对流的产生与水汽条件有关,低涡和西风槽带来的水汽明显多于横槽和西北气流,因此造成的强雷暴和湿对流明显多于横槽和西北气流,横槽只造成弱对流和干对流天气。副高边缘型共有10次,其中强雷雨为3次,占30%,这与副高边缘西南气流带来的水汽充沛有很大关系。

2.5不同天气类型雷暴开始时间的日循环分布

西风槽型雷暴在一天24 h中均有可能发生(图5中黑色实线),但横槽在22—03UTC之间及14—15UTC无雷暴产生(红色实线),低涡型雷暴在22—23UTC和03—04UTC两个时段无雷暴产生(黑色虚线),西北气流型在22—23UTC、00—01UTC和02—03UTC三个时段无雷暴产生(图中红色虚线)。

西风槽产生的雷暴主要集中在08—17UTC,此外在00—01UTC有一个次峰值(黑色实线);低涡型雷暴除了22—23UTC和03—04UTC外,其它时段有一个明显峰值出现在12—13UTC,次峰值出现在07—08UTC黑色虚线);横槽型雷暴主要集中在05UTC—12UTC,此外20—21UTC也有少量雷暴产生(红色实线)。西北气流型与横槽型相似,主要集中在傍晚,但比横槽型的略偏晚2~3 h,主要集中在08—14UTC,此外,18—19UTC也出现了一个小的峰值(图5中红色虚线)。

副高边缘型和低压倒槽型数量较少,无一定的规律可循(图略)。

从主峰值出现的时间来看,横槽类出现的时间最早(05UTC),其次分别为西北气流(08UTC)、西风槽(09UTC)和低涡(12UTC)。

3 结论与讨论

利用2001—2014年的首都机场雷雨观测资料及每日2次的Micaps高空观测资料和每3 h一次的地面观测资料,对造成不同雷暴类型的天气形势按照500 hPa进行分型,并对触发雷暴的地面系统进行分类研究,得出了如下结论:

(1)首都机场的雷暴以弱雷暴为主,其次为干对流,没有强冰雹出现。雷暴期从3月开始,11月份终止。雷暴日峰值在6月。弱雷暴和干对流以6月最多,而强雷暴以7月最多,而湿对流只出现在6—8月,6月最少;弱冰雹出现在春末夏初及秋季,而冰雹大风出现在6—7月,混合对流仅在7月出现一次。

(2)按照500 hPa的形势分型,造成机场雷暴的主要有低涡型、西风槽型、横槽型、西北气流型、副高边缘型和低压倒槽型。西风槽造成的雷暴过程最多;其次为西北气流、低涡、横槽;副高边缘型和低压倒槽造成的雷暴过程最少。500 hPa为西风槽和低涡、西北气流时,地面辐合线触发雷暴最多,其次为冷锋,地形辐合线最少。当500 hPa为横槽时,冷锋触发的雷暴比例增加,没有由地形辐合线触发的雷暴。而副高边缘和压倒槽类型的雷雨过程,触发系统主要为辐合线。

当地面同为冷锋时,500 hPa为横槽的雷暴所占的比例最多,其它依次为西北气流型、低涡和西风槽,没有副高边缘型和低压倒槽型的雷暴产生;当地面同为辐合线时,500 hPa形势为低压倒槽的雷暴最多,其余依次为副高边缘、西风槽、低涡、西北气流和横槽;当地面同为地形辐合线时,500 hPa形势为西风槽的雷暴最高,其次为西北气流和低涡,没有触发低压倒槽型和横槽型的雷暴。

(3)从逐月的分布来看,低涡和西北气流型造成的雷雨均在6月最多,其次是7月;而横槽造成的雷雨在7月最多,其次为6月;西风槽造成的雷雨却以8月最多,其次为7月;副高边缘和低压倒槽造成的雷雨较少,主要集中在7—8月。

冷锋触发的雷雨主要集中在5月和6月,4月、9月和10月的数量均超过8月;辐合线触发的雷暴以6月为最多,其次为7月和8月;地形辐合线数量较少,主要集中在盛夏的7、8月。

(4)西风槽、低涡和西北气流型均造成弱雷雨最多,其次是干对流,西风槽没有造成强冰雹和混合对流天气,低涡没有造成湿对流天气,横槽只产生弱雷暴和干对流天气,副高边缘型产生弱雷雨和强雷雨及一次干对流过程,低压倒槽产生弱雷雨、干对流过程和一次湿对流过程。

(5)从雷暴生成的时间来看,横槽产生的雷暴出现的时间较早,主要集中在05UTC—12UTC,而西北气流型比横槽型的略偏晚2~3 h,主要集中在08—14UTC;低涡型雷暴有一个明显峰值出现在12—13UTC,次峰值出现在07—08UTC;西风槽型雷暴在一天24 h中均有可能发生,但主要集中在08—17UTC。

本文近针对不同种类的雷暴产生背景场进行了分类,并对其气候态分布进行了研究,但实际上雷暴的产生除了和大尺度的背景场和触发机制等动力条件有关外,还和热力条件及水汽条件有关,下一步将使用“配料法”对雷暴发生的其它条件进行更深入的研究。

[1]周建华.航空气象业务[M].北京:气象出版社,2011:20-21

[2]郑媛媛,姚晨,郝莹,等.不同类型大尺度环流背景下强对流天气的短时临近预报预警研究[J].气象,2011,37(7):95-801

[3]丁一汇,李鸿洲,章名立,等.我国飑线发生条件研究[J].大气科学,1982,6(1):18-27

[4]陈立祥,刘运策.广州地区强对流统计特征和分类特征[J].气象,1989,5(2):170-178

[5]许爱华,陈云辉,陈涛.锋面北侧冷空气团中连续降雹环境场及成因.应用气象学报[J]24(2):197-205

[6]许爱华,孙继松,许东蓓,等.中国中东部强对流天气的天气形势分类和基本要素配置特征[J].气象,2013,40(4):400-411

[7]MENG Zaiyong,YAN Danhun,Zhang Yunji.General Features of Squall Lines in East C hina[J].Monthly Weather Review,2013,141:1 629-1 647

[8]苏永玲,何立富,巩远发,等.京津冀地区强对流时空分布与天气学特征分析[J].气象,2011,37(2):177-184

[9]李志楠,李廷福.北京地区一次强对流大暴雨的环境条件及动力触发机制分析[J].气象,2000,11(3):304-311

[10]薛秋芳,孟青,葛润生.北京地区闪电活动及其与强对流天气的关系[J].气象,1999,25(11):15-20

[11]雷蕾,孙继松,魏东.利用探空资料判别北京地区夏季强对流的天气类别[J].气象,201137(2):136-141

[12]陈良栋,陈良栋,余远东,等.北京地区强对流活动规律初探[J].气象科学,1993,13(3):236-242

[13]陈良栋,陈淑萍.北京地区强对流活动规律再探[J].气象科学,1994,14(3):216-224

[14]孙明生,王细明,罗阳,等.北京地区强对流天气展望预报方法研究[J].应用气象学报,1996,7(3):336-343

[15]王笑芳,丁一汇.北京地区强对流天气短时预报方法研究[J].大气科学,1994,18(2):173-183

[16]王令,康玉霞,焦热光,等.2004.北京地区强对流天气雷达回波特征[J].气象,30(7):31-35.

[17]章国材.强对流天气分析与预报[M].北京:气象出版社,2011:11-15

[18]Wilson J W,Megen hardt D L.1997.T hunderstorm initiation,organization and lifetime associated wit h Florida boundary layer convergence lines[J].Mon Wea Rev,125:1 507-1 525

[19]Wilson J W,Foote G B,Fank hauser J C,et al.1992.T he role of boundary layer convergence zones and horizontal rolls in t he initiation of t hunderstorms:a case study[J].Mon Wea Rev,120:1 758-1 815

[20]Wilson J W,Mueller C K.1993.Nowcast of t hunderstorm initiation and evolution[J].Wea.Forecasting,8:113-131

[21]刁秀广,车军辉,李静,等.边界层辐合线在局地强风暴临近预警中的应用[J].气象,2009(2):29-33

[22]王彦,于莉莉,李燕伟,等.边界层辐合线对强对流系统形成和发展的作用[J].应用气象学报,2011,22(6):724-731

[23]Wilson J W,Schreiber W E.Initiation of convective storms at radar-observed boundary-layer convergence lines[J].Mon Wea Rev,1986,114(12):2 516-2 533

[24]肇启锋,王天奎.1996—2002年桃仙机场夏季雷暴回波参数对比分析[J].辽宁气象,2005,4:16-17

(责任编辑:邓雯)

The thunderstorm characteristics at Beijing capital international airport under different types of large scale environment

ZHUO Hong1,WANG Ji2,HUO Miao1,REN Jia1,JI Pengfei1

(1.Meteorological Center of North China ATMB,Beijing 100621;2.Beijing Climate Center,Beijing 100089)

Based on thunderstorm observation data at the capital international airport from 2001 to 2014,and conventional observation data,different thunderstorm types were classified.The results show as follows:(1)The thunderstorms happen at the capital airport are dominated by the weaker precipitation,next to the dry-convective thunderstorms.Moreover,the weaker precipitation and dry thunderstorms occur mostly in June.The heavy rainfall and wet convective thunderstorms occur mostly in July.The weak-hail appears in late spring,early summer and autumn.and The hail-with-gale thunderstorms appear in June and July,and the mixed convective thunderstorms appear only in July.(2)Thunderstorms occur the most frequently when there are westerly troughs at 500 hPa,followed by northwest-flow type.When there are westerly troughs,vortexes and northwest-flow at 500 hPa,the thunderstorms are the most frequently caused by convergence line,next to the cold front. When the transversal trough is at 500 hPa,the proportion of thunderstorms triggered by the cold front increased,but no thunderstorms triggered by the topographic convergence existed.When 500 hPa is at the edge of subtropical high and depression trough,the main trigger system on the ground is convergence line.(3)The thunderstorms caused by vortex and northwest-flow are mostly observed in June,but those caused by transversal trough and westerly trough mostly happen in July and August.Westerly trough,vortex and northwest-flow type mostly cause weaker thunderstorms,next to the dry-convective thunderstorms.The most frequent ground system that triggers thunderstorms is convergence line,which mainly concentrates in June,and followed by the cold front which concentrates in May and June,but topographic convergence lines only trigger thunderstorms in July and August.(4)The thunderstorm forming time for transversal trough is(05UTC-12UTC)2-3 h earlierhan that of northwest airflow type(08-14UTC),and thunderstorms of vortex have a obvious peak at 12-13UTC,but the thunderstorms of westerly trough mainly concentrate at 8-17UTC.

the Capital International Airport;thunderstorm;climate characteristics;flow patterns recognition

P446

A

10.3969/j.issn.1004-9045.2016.04.009

2015-12-01;定稿日期:2016-03-01

公益性行业专项(201206024);北京市科技计划项目(Z141100003614052)

卓鸿,主要从事强对流天气预报及研究。E-mail:395127418@qq.com

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