资料分析与发现
在对某站2011年8月上报的自动站地面气象信息资料进行分析时,当用地面气象测报业务审核程序审核“A”文件数据时,没有发现任何疑误信息,这说明每小时观测数据正常。而再对分钟数据“J”文件审核维护时,发现5日14:58时的气压数据8921hPa变化异常,比前1min升高了0.7hPa,比后1min钟降了0.5hPa。经对分钟数据全面分析后,发现不是气压传感器和采集器故障所致。在查看天气现象栏时发现有雷暴、降水和雷雨云,气温、湿度、风也均有剧烈的变化,但是这些变化是飑线经过测站,还是冷锋过境还不能确定,因冷锋过境时也有相似飑的天气特征,气象要素也有剧烈的变化,加之飑又常常出现在冷锋附近,所以很容易把飑线经过测站误认为是冷锋过境,这就需要进一步对各气象数据的变化幅度、曲线形状及飑的特征综合分析判断来确定。
各气象要素的变化及飑的特征
首先看风是否是突然发作的强风。所谓“强风”不是指较大的风,按照规范,强风是指“风力的等级,相当于平地10m高处的风速10.8~13.8s/m”,也就是说,瞬间风速在10.8s/m以上的才能称为强风。从表1中可以看出,风速在14时5~57分的4min内由2.2s/m突增到11.5s/m,增速达9.3s/m,自动站采集到瞬间风速达到15.4s/m;风向在14时51~59分的8min内由183°(偏南风)突变到314°(西北风),变化了131°,飑线之前多为偏南风,飑线之后急转为偏北或偏西风,符合风速突增(瞬间风速很大),风向突变(大多数变化在90°或以上),这两种变化均达到记飑的标准,再进一步确定气压、温度、湿度是否有显著变化,如果只有其中一种发生变化就可以确定飑现象不存在。气压、温度、湿度的变化气压的变化幅度和形状是确定飑是否存在的重要依据。当飑存在时,气压突升,一般会有很明显的突起,呈小包或小尖状(也称雷暴鼻),如果没有这些形状,说明飑不存在。从***1(a)可以看出,气压由891.0hPa突升到892.1hPa,3min升高1.1hPa,形状如雷暴鼻,峰值前后均出现一个冷低压,只维持了6min,很快又恢复到原来未受扰动以前的位置状态;气温突降如***1(b),由26.9℃降到21.9℃,9min突降5.0℃,温度因受降水影响没有很快恢复到原来位置上,在29min后开始回温;湿度突增如***1(c),由41%升到76%,13min升高35%,迹线很陡,符合气象要素剧烈变化的特征,可以确定飑现象存在。需要说明的是,上述三项指标中只要有一项没达到剧烈变化的条件,说明飑现象不存在。从上述综合分析判断,符合飑的定义及生成原理,说明不是冷锋过境造成气压数据变化异常,而是飑线过境,该站漏记飑。伴随的天气现象天气现象一般出现在飑线过后,常伴随雷雨、大风、冰雹、龙卷风等,但这些伴随现象并不是每次都会出现的。实况天气现象伴有雷雨,26min降雨量达8.8mm,没有出现大风,这说明出现飑时,不一定有大风,有大风出现时,不一定有飑。当风速≥17.0s/m时,要记录大风。
造成飑漏记的原因
一是,飑的观测记录是根据器测自记纸上数据的变化趋势,以及曲线的形状进行综合分析判断的结果。在2004年各站逐步由人工观测改变为遥测自动采集气象数据资料。由于观测方式的改变,没有了自记纸数据变化曲线,加上飑在一年中出现的几率又比较少,也不在地面测报审核质量控制范围之内,所以可能在审核分钟数据文件时,虽然发现某个重要数据变化异常,但是没有结合当时的天气形势及飑的定义认真分析,因而给忽略了,或按仪器故障处理,把该数据按缺测或按内插代替了,这些都是造成飑漏记的直接原因。二是,当有强对流天气出现时,值班员没有密切监视自动采集器显示屏上各气象要素的变化趋势,更没有根据飑线过境的生成原理进行分析,认为是冷锋过境给忽略了。三是,对飑线与冷锋过境的生成原理没有深刻理解。飑线处于雷暴云下沉冷空气的前缘,空间结构和冷锋酷似,都是冷暖空气的分界面,过境时都伴有风向急转,风力猛增,气温下降,气压上升,加之飑又常出现在冷锋附近,因此,容易把飑与冷锋混淆。飑线与冷锋确有不少相似之处,但是两者是有本质区别的:(1)冷锋是两种不同性质气团的分界面,是大尺度系统,当冷锋过境时,气压数据变化曲线没有小包或小尖状,而飑线则是在同一气团内部形成和传播的中尺度系统;(2)飑线附近的天气现象比冷锋天气剧烈得多,气象要素的变化率也比冷锋附近的大得多;(3)飑线的移速一般比冷锋要快,有时甚至比冷锋快2~3倍;(4)飑线强度有明显的日变化,而冷锋没有。四是,不了解飑线前天气变化的特征。一般来说,飑线前天气较好,多为偏南风,发展到成熟阶段的飑线前方常伴有中尺度低压。飑线后天气变坏,风向急转为偏北或偏西风,风力大增,飑线之后有扁长的雷暴高压带和一明显的冷中心,在雷暴高压后方有时还伴有一个中尺度低压,飑线沿线到后部高压区内,常有暴雨、冰雹、龙卷等天气现象。
小结
飑线出现时只需掌握几个要点,一是了解本站的地理环境、气候变化,飑的生成特性,在春夏两个季节,有强对流天气时,应密切监视自动采集器显示屏上各气象要素的变化趋势,一般飑前风向为偏南风,飑后风向转为偏西或偏北风,风向突变大多数在90°以上;平均风速突增5.0s/m以上,瞬间风速达到10.8m/s以上;气压有明显的小包或小尖状,变化幅度在0.6hPa以上;气温突降4.0℃以上,湿度突升12%以上。二是掌握飑与冷锋的区别,飑有突发性、短暂性、骤升骤降、速率大,要素恢复到原状(或接近原状)快。三是飑可以单独出现,也可以与其它现象相伴出现,有条件的台站可以结合当时的多普勒雷达回波云***或者天气形势***看有无引起飑线的冷锋及切变线的天气系统过境,当然不是所有的飑线过境都是由这两种天气系统引起的,在夏季强对流单体过境也能引起飑的出现。四是在分析气象要素的变化幅度及形状时,可以利用电子气簿-1中***表,可以形成气压、温度、湿度、风每小时曲线***,也可以把分钟或小时数据输入Excel表格中,制作成曲线***,可以直观的分析判断飑是否存在。为了保证地面气象信息资料的完整性,预审核人员应加强对罕见天气现象的校对审核,尽可能地避免或减少漏误记现象。
作者:惠东薇 张晓旭 侯中权 李琴 陈世武 单位:巴彦淖尔市气象局 中国环境科学研究院 中国信息安全测评中心
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