留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

“东方之星”翻沉事件强对流天气分析及数值模拟

段亚鹏 王东海 刘英

段亚鹏, 王东海, 刘英. “东方之星”翻沉事件强对流天气分析及数值模拟. 应用气象学报, 2017, 28(6): 666-677. DOI: 10.11898/1001-7313.20170603..
引用本文: 段亚鹏, 王东海, 刘英. “东方之星”翻沉事件强对流天气分析及数值模拟. 应用气象学报, 2017, 28(6): 666-677. DOI: 10.11898/1001-7313.20170603.
Duan Yapeng, Wang Donghai, Liu Ying. Radar analysis and numerical simulation of strong convective weather for 'Oriental Star' depression. J Appl Meteor Sci, 2017, 28(6): 666-677. DOI:  10.11898/1001-7313.20170603.
Citation: Duan Yapeng, Wang Donghai, Liu Ying. Radar analysis and numerical simulation of strong convective weather for "Oriental Star" depression. J Appl Meteor Sci, 2017, 28(6): 666-677. DOI:  10.11898/1001-7313.20170603.

“东方之星”翻沉事件强对流天气分析及数值模拟

DOI: 10.11898/1001-7313.20170603
资助项目: 

公益性行业(气象)科研专项 GYHY201506002

公益性行业(气象)科研专项 GYHY201306004

详细信息
    通信作者:

    王东海, email: wangdh@camscma.cn

Radar Analysis and Numerical Simulation of Strong Convective Weather for "Oriental Star" Depression

  • 摘要: 2015年6月1日21:32(北京时)左右,"东方之星"号客轮由南京开往重庆途中,行至湖北省荆州市监利县长江大马洲水道时遭遇狂风暴雨天气而翻沉。经调查分析,此次事故是由一次突发罕见的飑线天气伴随的下击暴流袭击所致。使用ARPS模式,同化常规资料及监利县周边4部雷达资料,综合多种观测分析飑线伴随下击暴流过程中系统结构及发展变化特点,结果表明:降水质点的拖曳和下沉气流的共同作用是强对流活动发生发展和下击暴流产生的重要原因,低层干燥、中层湿润的不稳定层结有利于动能向下传输及地面大风的生成。数值模拟表明:地面水平风场大值区、近地面水平和垂直风向风速变化、10 min累积降水量大值中心和组合反射率因子高值区走向呈一致的带状分布,与观测对应良好。受下击暴流直接影响,事故点附近的雷雨大风强度陡增,近地面出现狭窄的阵风锋,风切变明显;事故点附近主要受到超过10 m·s-1的下沉气流和超过18 m·s-1的强烈偏西风共同影响,降水中心分钟降水量超过10 mm。
  • 图  1  2015年6月1日20:00 500 hPa(a)和850 hPa(b)形势场

    (实线代表位势高度场,单位:gpm;虚线代表温度场,单位:℃;风向杆代表水平风场)

    Fig. 1  Synoptic chart of 500 hPa(a) and 850 hPa(b) at 2000 BT 1 Jun 2015

    (the solid line denotes the geopotential height, unit:gpm; the dashed line denotes the temperature, unit:℃; the wind rod denotes the horizontal wind)

    图  2  2015年6月1日19:18飑线过程岳阳雷达观测

    (a)组合反射率因子水平分布,(b)沿图 2a中虚线的反射率因子垂直剖面

    Fig. 2  Observation of Yueyang Doppler weather radar at 1918 BT 1 Jun 2015

    (a)horizontal composite reflectivity, (b)cross section of radar reflectivity along the dashed line in Fig. 2a

    图  3  2015年6月1日21:30飑线过程岳阳雷达观测

    (a)组合反射率因子水平分布,(b)沿图 3a中虚线的反射率因子垂直剖面

    Fig. 3  Observation of Yueyang Doppler weather radar at 2130 BT 1 Jun 2015

    (a)horizontal composite reflectivity, (b)cross section of radar reflectivity along the dashed line in Fig. 3a

    图  4  ARPS模式模拟的四重嵌套区域

    Fig. 4  Domains used in the ARPS model

    图  5  2015年6月1日21:10—21:30飑线过程4 km分辨率组合反射率因子与风羽图模拟结果

    Fig. 5  Simulated composite reflectivity and wind barbs with the resolution of 4 km from 2110 to 2130 BT on 1 Jun 2015

    图  6  2015年6月1日21:20—21:36监利县水域附近200 m分辨率组合反射率因子(填色)和风场(风羽)模拟结果

    Fig. 6  The simulated composite reflectivity(the shaded) and wind field(the barb) near shipwreck waters at Jianli County with the resolution of 200 meters from 2120 BT to 2136 BT on 1 Jun 2015

    图  7  2015年6月1日21:00—22:00 200 m分辨率累积降水量模拟结果

    Fig. 7  Simulated accumulated precipitation with the resolution of 200 meters from 2100 BT to 2200 BT on 1 Jun 2015

    图  8  2015年6月1日21:32—21:33过事故点气象要素经向-垂直方向剖面

    (填色为水平全风速,箭头为纬向风与垂直速度合成矢量,等值线为垂直速度,单位:m·s-1)

    Fig. 8  The vertical section of total wind speed(the shaded), simulated zonal and vertical synthesis velocity(the vector) with vertical velocity(the isoline, unit: m·s-1) along the shipwreck spot from 2132 BT to 2133 BT on 1 Jun 2015

    图  9  飑线发展成熟期中低层对流结构概略图

    Fig. 9  The low-level convection structure of the squall line in maturation stage

  • [1] 孟智勇, 姚聃, 白兰强, 等.基于实地灾害调研和雷达观测对"东方之星"倾覆地点附近强风的估计.科学通报, 2016, 61(7):797-798. http://kns.cnki.net/KCMS/detail/detail.aspx?filename=kxtb201607018&dbname=CJFD&dbcode=CJFQ
    [2] 张培昌, 杜秉玉, 戴铁丕, 等.雷达气象学(第2版).北京:气象出版社, 2001.
    [3] Meng Z, Yan D, Zhang Y.General features of squall lines in east China.Mon Wea Rev, 2013, 141(5):1629-1647. doi:  10.1175/MWR-D-12-00208.1
    [4] 姚建群, 戴建华, 姚祖庆.一次强飑线的成因及维持和加强机制分析.应用气象学报, 2005, 16(6):746-753. doi:  10.11898/1001-7313.20050615
    [5] 吴海英, 裴海瑛, 沈树勤, 等.飑线传播与发展及其引发地面强风过程个例分析.气象科技, 2007, 35(5):676-680. http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical/qxkj200705013
    [6] 谢健标, 林良勋, 颜文胜, 等.广东2005年"3·22"强飑线天气过程分析.应用气象学报, 2007, 18(2):321-329. http://qikan.camscma.cn/jams/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=20070354&flag=1
    [7] 王秀明, 俞小鼎, 朱禾.NCEP再分析资料在强对流环境分析中的应用.应用气象学报, 2012, 23(2):139-146. doi:  10.11898/1001-7313.20120202
    [8] Fujita T T.Results of detailed synoptic studies of squall lines.Tellus, 1955, 7(4):405-436. doi:  10.3402/tellusa.v7i4.8920
    [9] Fujita T T.Analytical mesometeorology:A review.Meteor Monogr, 1963, 5(27):77-125. http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical/gpxygpfx201509014
    [10] Houze R A, Biggerstaff M I, Rutledge S A, et al.Interpretation of Doppler weather radar displays of midlatitude mesoscale convective systems.Bull Amer Meteor Soc, 1989, 70(6):608-619. doi:  10.1175/1520-0477(1989)070<0608:IODWRD>2.0.CO;2
    [11] 丁一汇, 李鸿洲, 章名立, 等.我国飑线发生条件的研究.大气科学, 1982, 6(1):18-27. http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical/daqikx201101009
    [12] Ogura Y, Chen Y L.A life history of an intense mesoscale convective storm in Oklahoma.J Atmos Sci, 1977, 34(9):1458-1476. doi:  10.1175/1520-0469(1977)034<1458:ALHOAI>2.0.CO;2
    [13] 蔡则怡, 李鸿洲, 李焕安, 等.华北随线系统的结构与演变特征.大气科学, 1988, 12(2):191-199.
    [14] 张进, 谈哲敏.启动对流的初始扰动对热带飑线模拟的影响.大气科学, 2008, 32(2):309-322. http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical/daqikx200802010
    [15] Fujita T T.The Downburst, Microburst and Macroburst.Satellite and Mesometeorology Research Project, University of Chicago, 1985.
    [16] Schmidt J M, Cotton W R.A high plains squall line associated with severe surface winds.J Atmos Sci, 1989, 46(3):281-302. doi:  10.1175/1520-0469(1989)046<0281:AHPSLA>2.0.CO;2
    [17] Wang J J, Carey L D.The development and structure of an oceanic squall-line system during the South China Sea Monsoon Experiment.Mon Wea Rev, 2005, 133(6):1544-1561. doi:  10.1175/MWR2933.1
    [18] Atkins N T.Damaging surface wind mechanisms within the 10 June 2003 Saint Louis bow echo during BAMEX.Mon Wea Rev, 2005, 133(8):2275-2296. doi:  10.1175/MWR2973.1
    [19] Trapp R J, Weisman M L.Low-level mesovortices within squall lines and bow echoes.Part Ⅱ:Their genesis and implications.Mon Wea Rev, 2003, 131(11):2804-2823. doi:  10.1175/1520-0493(2003)131<2804:LMWSLA>2.0.CO;2
    [20] 俞小鼎, 张爱民, 郑媛媛, 等.一次系列下击暴流事件的多普勒天气雷达分析.应用气象学报, 2006, 17(4):385-393. doi:  10.11898/1001-7313.20060401
    [21] 许焕斌, 魏绍远.下击暴流的数值模拟研究.气象学报, 1995, 53(2):168-176. doi:  10.11676/qxxb1995.019
    [22] 孙凌峰, 郭学良, 孙立谭, 等.武汉"6·22"空难下击暴流的三维数值模拟研究.大气科学, 2003, 27(6):1077-1092. http://kns.cnki.net/KCMS/detail/detail.aspx?filename=dqxk200306010&dbname=CJFD&dbcode=CJFQ
    [23] 陈明轩, 俞小鼎, 谭晓光, 等.北京2004年"7.10"突发性对流强降水的雷达回波特征分析.应用气象学报, 2006, 17(3):333-345. http://qikan.camscma.cn/jams/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=20060359&flag=1
    [24] 陈明轩, 俞小鼎, 谭晓光, 等.对流天气临近预报技术的发展与研究进展.应用气象学报, 2004, 15(6):754-766. http://qikan.camscma.cn/jams/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=20040693&flag=1
    [25] 郑永光, 周康辉, 盛杰, 等.强对流天气监测预报预警技术进展.应用气象学报, 2015, 26(6):641-657. doi:  10.11898/1001-7313.20150601
    [26] Xue M, Droegemeier K, Wong V, et al.Advanced Regional Prediction System. Oklahoma:University of Oklahoma, 1995.
    [27] Hu M, Xue M, Brewster K.3DVAR and cloud analysis with WSR-88D level-Ⅱ data for the prediction of the fort worth, Texas, Tornadic Thunderstorms.Part Ⅰ:Cloud analysis and its impact.Mon Wea Rev, 2006, 134(2):699-721. doi:  10.1175/MWR3093.1
    [28] 徐广阔, 孙建华, 雷霆, 等.多普勒天气雷达资料同化对暴雨模拟的影响.应用气象学报, 2009, 20(1):36-46. doi:  10.11898/1001-7313.20090105
    [29] Atkins N T, Arnott J M, Przybylinski R W, et al.Vortex structure and evolution within bow echoes.Part Ⅰ:Single-Doppler and damage analysis of the 29 June 1998 Derecho.Mon Wea Rev, 2004, 132(9):2224-2240. doi:  10.1175/1520-0493(2004)132<2224:VSAEWB>2.0.CO;2
  • 加载中
图(9)
计量
  • 摘要浏览量:  3574
  • HTML全文浏览量:  1217
  • PDF下载量:  397
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2017-03-10
  • 修回日期:  2017-07-14
  • 刊出日期:  2017-11-30

目录

    /

    返回文章
    返回