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

广东两次台风龙卷的环境背景和雷达回波对比

黄先香 俞小鼎 炎利军 李兆明 李彩玲

黄先香, 俞小鼎, 炎利军, 等. 广东两次台风龙卷的环境背景和雷达回波对比. 应用气象学报, 2018, 29(1): 70-83. DOI: 10.11898/1001-7313.20180107..
引用本文: 黄先香, 俞小鼎, 炎利军, 等. 广东两次台风龙卷的环境背景和雷达回波对比. 应用气象学报, 2018, 29(1): 70-83. DOI: 10.11898/1001-7313.20180107.
Huang Xianxiang, Yu Xiaoding, Yan Lijun, et al. Contrastive analysis of two intense typhoon-tornado cases with synoptic and Doppler weather radar data in Guangdong. J Appl Meteor Sci, 2018, 29(1): 70-83. DOI:  10.11898/1001-7313.20180107.
Citation: Huang Xianxiang, Yu Xiaoding, Yan Lijun, et al. Contrastive analysis of two intense typhoon-tornado cases with synoptic and Doppler weather radar data in Guangdong. J Appl Meteor Sci, 2018, 29(1): 70-83. DOI:  10.11898/1001-7313.20180107.

广东两次台风龙卷的环境背景和雷达回波对比

DOI: 10.11898/1001-7313.20180107
资助项目: 

国家自然科学基金面上项目 41675023

广东省佛山市气象局科技项目 201603

广东省气象局科技项目 2016B39

国家自然科学基金面上项目 41175043

详细信息
    通信作者:

    俞小鼎, E-mail:xdyu1962@126.com

Contrastive Analysis of Two Intense Typhoon-tornado Cases with Synoptic and Doppler Weather Radar Data in Guangdong

  • 摘要: 利用常规气象观测、广州多普勒天气雷达及NCEP/NCAR再分析等资料对比广东省佛山市2015年10月4日EF3级和2006年8月4日EF2级台风外围强龙卷过程。结果表明:两次强龙卷都发生在登陆台风的东北象限,低层辐合、高层辐散及中低空强劲东南急流在珠江三角洲叠加是其产生的相似环境背景。环境参数均表现为较小的对流有效位能、低的对流抑制与抬升凝结高度、强的垂直风切变和大的风暴相对螺旋度。两个龙卷母体均为微型超级单体,前者雷达回波强度更强,钩状回波特征更明显;都存在强中气旋和龙卷涡旋特征(TVS),中气旋都在中低层形成后,向更低层发展最终导致龙卷。TVS比龙卷触地提前1个体扫出现,或与龙卷触地同时发生,中气旋和TVS的底高和顶高均很低。但两次龙卷触地前后,前者中气旋和TVS的底高和顶高出现突降现象,而后者中气旋和TVS的底高和顶高一直维持较低高度。龙卷触地前后,两者风暴单体的最强切变均出现剧增现象,但前者TVS的最强切变更强,比后者大1倍以上。
  • 图  1  佛山两次台风龙卷

    (a)2015年10月4日15:38台风彩虹(1522)龙卷,(b)2006年8月4日10:50台风派比安(0606)龙卷

    Fig. 1  Two typhoon-spawned tornadoes at Foshan

    (a)tornado spawned by Typhoon Rainbow at 1538 BT 4 Oct 2015, (b)tornado spawned by Typhoon Papi at 1050BT 4 Aug 2006

    图  2  2015年10月4日龙卷(a)和2006年8月4日龙卷(b)对应的中气旋路径

    (红色圆圈、黄色圆圈分别代表有龙卷、无龙卷发生时的中气旋位置)

    Fig. 2  Mesocyclone tracks of tornadoes on 4 Oct 2015(a) and 4 Aug 2006(b)

    (mesocyclones with or without tornado are marked by red circles and yellow circles, respectively)

    图  3  两次强龙卷过程环流形势图

    (红色三角形为龙卷发生地;等值线为位势高度,单位:dagpm;填色区为风速)(a)2015年10月4日08:00 500 hPa形势图,(b)2006年8月4日08:00 500 hPa形势图,(c)2015年10月4日08:00综合分析图,(d)2006年8月4日08:00综合分析图

    Fig. 3  The synoptic map of two intense typhoon-tornado cases

    (the tornado is marked by red triangle; the isoline denotes the height, unit:dagpm; the shaded denotes wind speed) (a)500 hPa synoptic map at 0800 BT 4 Oct 2015, (b)500 hPa synoptic map at 0800 BT 4 Aug 2006, (c)comprehensive weather chart at 0800 BT 4 Oct 2015, (d)comprehensive weather chart at 0800 BT 4 Aug 2006

    图  4  2015年10月4日08:00(a)和14:00(b)以及2006年8月4日08:00(c)和14:00(d)根据NCEP再分析资料得到的925~1000 hPa垂直风切变(填色)

    Fig. 4  Vertical wind shear(the shaded) between 925 hPa and 1000 hPa using NCEP reanalysis data at 0800 BT 4 Oct 2015(a), 1400 BT 4 Oct 2015(b), 0800 BT 4 Aug 2006(c), 1400 BT 4 Aug 2006(d)

    图  5  2015年10月4日15:30—15:42广州雷达0.5°仰角反射率因子和径向速度

    (黑色三角形为龙卷大致发生地,白色圆圈为中气旋,黑色圆圈为TVS)

    Fig. 5  The reflectivity and radial velocity of 0.5° elevation by Guangzhou radar at 1530-1542 BT 4 Oct 2015

    (the tornado is marked by black triangle, the mesocyclone and TVS are marked by white circles and black circles, respectively)

    图  6  2006年8月4日10:47—10:59广州雷达0.5°反射率因子和径向速度

    (黑色三角形为龙卷大致发生地,白色圆圈为中气旋,黑色圆圈为TVS)

    Fig. 6  The reflectivity and radial velocity of 0.5° elevation by Guangzhou radar at 1047—1059 BT on 4 Aug 2006

    (the tornado is marked by black triangle, the mesocyclone and TVS are marked in white circles and black circles, respectively)

    表  1  香港探空站环境参数

    Table  1  Parameters of Hongkong Sounding Station

    环境参数 2015-10-04T08:00 2006-08-04T08:00
    对流有效位能/(J·kg-1) 600 1750
    对流抑制/(J·kg-1) 20 10
    抬升凝结高度/m 400 120
    0~1 km风矢量差/(m·s-1) 17 15
    0~6 km风矢量差/(m·s-1) 24 22
    0~1 km风切变/s-1 0.017 0.015
    0~6 km风切变/s-1 0.004 0.0038
    风暴相对螺旋度/(m2·s-2) 430 110
    下载: 导出CSV

    表  2  相似台风路径下佛山有无龙卷发生时的风暴相对螺旋度特征

    Table  2  The storm relative helicity under the similar typhoon path with or without tornado at Foshan

    台风个例 时间 佛山有无龙卷 清远风暴相对螺旋度/(m2·s-2) 香港风暴相对螺旋度/(m2·s-2)
    彩虹(1522) 2015-10-04T08:00 420 430
    派比安(0606) 2006-08-04T08:00 305 110
    威马逊(1409) 2014-07-19T08:00 70 30
    灿都(1003) 2010-07-22T20:00 115 100
    下载: 导出CSV

    表  3  2015年10月4日15:12—15:42中气旋特征

    Table  3  Characteristics of the mesocyclone from 1512 BT to 1542 BT on 4 Oct 2015

    时间 方位/(°) 距离/km 特征底高/km 特征顶高/km 最强切变/s-1
    15:12 195 35 1.60 3.60 0.010
    15:18 203 30 1.40 3.10 0.016
    15:24 213 27 1.20 2.80 0.018
    15:30 225 25 0.70 2.70 0.049
    15:36 243 25 0.70 1.50 0.039
    15:42 256 26 0.70 1.60 0.035
    下载: 导出CSV

    表  4  2015年10月4日15:12—15:48龙卷涡旋特征

    Table  4  Tornado vortex signatures from 1512 BT to 1548 BT on 4 Octo 2015

    时间 方位/(°) 距离/km 特征底高/km 特征顶高/km 最强切变/s-1
    15:12 184 25 0.70 6.95 0.079
    15:18
    15:24 212 25 0.27 2.87 0.103
    15:30 224 25 0.27 2.56 0.122
    15:36 237 24 0.24 1.87 0.128
    15:42 254 24 0.27 2.01 0.115
    15:48 278 26 0.27 4.03 0.126
    下载: 导出CSV

    表  5  2006年8月4日10:41—10:47中气旋特征

    Table  5  Characteristics of the mesocyclone from 1041 BT to 1047 BT on 4 Aug 2006

    时间 方位/(°) 距离/km 特征底高/km 特征顶高/km 最强切变/s-1
    10:41 266 46 0.60 2.10 0.021
    10:47 272 46 0.60 2.10 0.016
    下载: 导出CSV

    表  6  2006年8月4日10:41—11:05龙卷涡旋特征

    Table  6  Tornado vortex signatures from 1041 BT to 1105 BT on 4 Aug 2006

    时间 方位/(°) 距离/km 特征底高/km 特征顶高/km 最强切变/s-1
    10:41 258 46 0.50 3.50 0.051
    10:47 265 46 0.50 2.80 0.044
    10:53 272 46 0.50 2.10 0.038
    10:59 278 46 0.50 2.90 0.063
    11:05 284 47 0.60 2.20 0.060
    下载: 导出CSV
  • [1] 王宁, 王婷婷, 张硕, 等.东北冷涡背景下一次龙卷过程的观测分析.应用气象学报, 2014, 25(4):463-469. doi:  10.11898/1001-7313.20140409
    [2] 朱小燕, 薛秋芳.中尺度涡旋的雷达探测和分析.应用气象学报, 2004, 15(1):119-125. http://qikan.camscma.cn/jams/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=20040116&flag=1
    [3] 蒋汝庚.龙卷型强风暴——1995年4月19日洪奇沥龙卷风剖析.应用气象学报, 1997, 8(4):492-497. http://qikan.camscma.cn/jams/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=19970469&flag=1
    [4] 廖玉芳, 俞小鼎, 郭庆, 等.一次强对流系列风暴个例的多普勒天气雷达资料分析.应用气象学报, 2003, 14(6):656-662. http://qikan.camscma.cn/jams/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=20030683&flag=1
    [5] 俞小鼎, 姚秀萍, 熊廷南, 等.多普勒天气雷达原理与业务应用.北京:气象出版社, 2006:130-143.
    [6] 范雯杰, 俞小鼎.中国龙卷的时空分布特征.气象, 2015, 41(7):793-805. doi:  10.7519/j.issn.1000-0526.2015.07.001
    [7] Malkin W, Galway J G.Tornadoes associated with hurricanes.Mon Wea Rev, 1953, 81:299-303. doi:  10.1175/1520-0493(1953)081<0299:TAWH>2.0.CO;2
    [8] Sadowski A F.Tornadoes associated with Hurricane Carla, 1961.Mon Wea Rev, 1962, 90:514-516. doi:  10.1175/1520-0493(1962)090<0514:WNTAWH>2.0.CO;2
    [9] Pearson A D, Sadowski A F.Hurricane-induced tornadoes and their distribution.Mon Wea Rev, 1965, 93:461-464. doi:  10.1175/1520-0493(1965)093<0461:HITATD>2.3.CO;2
    [10] Smith J S.The hurricane-tornado.Mon Wea Rev, 1965, 93:453-459. doi:  10.1175/1520-0493(1965)093<0453:THT>2.3.CO;2
    [11] Hill E L, Malkin W, Schulz W A.Tornadoes associated with cyclones of tropical origin-Practical features.J Appl Meteor, 1966, 5(6):745-763. doi:  10.1175/1520-0450(1966)005<0745:TAWCOT>2.0.CO;2
    [12] Orton R.Tornadoes associated with Hurricane Beulah on September 19-23, 1967.Mon Wea Rev, 1970, 98:541-547. doi:  10.1175/1520-0493(1970)098<0541:TAWHBO>2.3.CO;2
    [13] Novlan D J, Gray W M.Hurricane-spawned tornadoes.Mon Wea Rev, 1974, 102:476-488. doi:  10.1175/1520-0493(1974)102<0476:HST>2.0.CO;2
    [14] Schultz L A, Cecil D J.Tropical cyclone tornadoes, 1950-2007.Mon Wea Rev, 2009, 137:3471-3484. doi:  10.1175/2009MWR2896.1
    [15] McCaul E W.Observations of the Hurricane "Danny" tornado outbreak of 16 August 1985.Mon Wea Rev, 1987, 115:1206-1223. doi:  10.1175/1520-0493(1987)115<1206:OOTHTO>2.0.CO;2
    [16] McCaul E W.Buoyancy and shear characteristics of hurricane-tornado environments.Mon Wea Rev, 1991, 119:1954-1978. doi:  10.1175/1520-0493(1991)119<1954:BASCOH>2.0.CO;2
    [17] Mitsuta Y E.Studies on Wind Disasters Caused by Tatsumaki (Tornadoes and Waterspouts) and Severe Storms in Japan (in Japanese with English abstract).Final Report of the Special Research Project for Natural Disaster Sponsored by the Ministry of Education, 1983:124.
    [18] 陈联寿, 丁一汇.西太平洋台风概论.北京:科学出版社, 1979:464-465.
    [19] 沈树勤.台风前部龙卷风的一般特征及其萌发条件的初步分析.气象, 1990, 16(1):11-16. doi:  10.7519/j.issn.1000-0526.1990.01.002
    [20] 林仲青, 李献洲.9403号强热带风暴外围龙卷风分析.广东气象, 1995, 3:11-13.
    [21] 林志强."6.9"南海、清远龙卷风灾情调查.广东气象, 1995, 1:36-38. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-GDCX199501015.htm
    [22] 黄先香, 炎利军, 王硕甫, 等.佛山市龙卷风活动的特征及环流背景分析.广东气象, 2014, 36(3):1-6. http://www.cqvip.com/QK/98511X/201403/661817852.html
    [23] 李彩玲, 杨宇声, 郑启康, 等.一次台风暴雨中的龙卷风天气.广东气象, 2007, 29(3):26-29. https://www.cnki.com.cn/qikan-GDCX200703010.html
    [24] 何彩芬, 姚秀萍, 胡春蕾, 等.一次台风前部龙卷的多普勒天气雷达分析.应用气象学报, 2006, 17(3):370-375. http://qikan.camscma.cn/jams/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=20060363&flag=1
    [25] Spratt S M, Sharp D W, Welsh P, et al.A WSR-88D assessment of tropical cyclone outer rainband tornadoes.Wea Forecasting, 1997, 12:479-501. doi:  10.1175/1520-0434(1997)012<0479:AWAOTC>2.0.CO;2
    [26] Suzuki O, Niino H, Ohno H, et al.Tornado-producing mini supercells associated with Typhoon 9019.Mon Wea Rev, 2000, 128:1868-1882. doi:  10.1175/1520-0493(2000)128<1868:TPMSAW>2.0.CO;2
    [27] McCaul E W, Buechler D E, Goodman S J, et al.Doppler radar and lightning network observations of a severe outbreak of tropical cyclone tornadoes.Mon Wea Rev, 2004, 132:1747-1763. doi:  10.1175/1520-0493(2004)132<1747:DRALNO>2.0.CO;2
    [28] Schneider D, Sharp S.Radar signatures of tropical cyclone tornadoes in central North Carolina.Wea Forecasting, 2007, 22:278-286. doi:  10.1175/WAF992.1
    [29] Green B W, Zhang F, Markowski P.Multiscale processes leading to supercells in the landfalling outer rainbands of Hurricane Katrina (2005).Wea Forecasting, 2011, 26:828-847. doi:  10.1175/WAF-D-10-05049.1
    [30] 郑媛媛, 张备, 王啸华, 等.台风龙卷的环境背景和雷达回波结构分析.气象, 2015, 41(8):925-942. http://or.nsfc.gov.cn/handle/00001903-5/261208
    [31] 李兆慧, 王东海, 麦雪湖, 等.2015年10月4日佛山龙卷过程的观测分析.气象学报, 2017, 75(2):288-313. doi:  10.11676/qxxb2017.013
    [32] 俞小鼎, 王秀明, 周小刚.雷暴与强对流临近预报技术进展.气象学报, 2012, 70(2):311-337. http://www.cmsjournal.net/qxxb_cn/ch/reader/create_pdf.aspx?file_no=20120301&flag=1&journal_id=qxxb_cn&year_id=2012
    [33] Craven J P, Brooks H E.Baseline Climatology of Sounding Derived Parameters Associated with Deep Moist Convection. Preprints, 21th Conf.On Local Severe Storms, AMS, San Antonio, TX, 2002:642-650.
    [34] 陈元昭, 俞小鼎, 陈训来, 等.2015年5月华南一次龙卷过程观测分析.应用气象学报, 2016, 27(3):334-341. doi:  10.11898/1001-7313.20160308
    [35] Johns R H, Doswell Ⅲ C A.Severe local storms forecasting.Wea Forecasting, 1992, 7:588-612. doi:  10.1175/1520-0434(1992)007<0588:SLSF>2.0.CO;2
    [36] 俞小鼎, 郑媛媛, 张爱民, 等.一次强龙卷过程的多普勒天气雷达研究.高原气象, 2006, 25(5):914-924. http://kns.cnki.net/KCMS/detail/detail.aspx?filename=gyqx200605019&dbname=CJFD&dbcode=CJFQ
    [37] 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
    [38] 漆梁波, 陈永林.一次长江三角洲飑线的综合分析.应用气象学报, 2004, 15(2):162-173. http://qikan.camscma.cn/jams/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=20040221&flag=1
    [39] Thompson R L, Edwards R, Hart J A, et al.Close proximity soundings within supercell environments obtained from the Rapid Update Cycle.Wea Forecasting, 2003, 18:1243-1261. doi:  10.1175/1520-0434(2003)018<1243:CPSWSE>2.0.CO;2
    [40] Davies-Jones R.Streamwise vorticity:The origin of updraft rotation in supercell storms.J Atmos Sci, 1984, 41:2991-3006. doi:  10.1175/1520-0469(1984)041<2991:SVTOOU>2.0.CO;2
  • 加载中
图(6) / 表(6)
计量
  • 摘要浏览量:  2848
  • HTML全文浏览量:  1249
  • PDF下载量:  1152
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2017-04-27
  • 修回日期:  2017-10-13
  • 刊出日期:  2018-01-31

目录

    /

    返回文章
    返回