摘要 2012年8月18日下午，山東省境內(nèi)颮線在形成過程中發(fā)生多次合并，強度增強，造成章丘和寧陽分別出現(xiàn)9級和10級雷暴大風(fēng)。基于多普勒天氣雷達反演風(fēng)場和地面加密自動氣象站資料，分析了傳播運動在對流風(fēng)暴合并過程中的作用。結(jié)果表明：1)地面冷池前沿陣風(fēng)鋒強度大，垂直厚度達2 km。受其影響，颮線向東移動的同時向東傳播(前向傳播)，北段逐漸演變?yōu)楣位夭ā?)弓形回波與單體E分別具有獨立的垂直環(huán)流，均為前向傳播，但位于上游的弓形回波傳播速度快，二者最終合并，垂直環(huán)流合二為一。3)弓形回波與單體E合并過程中，水平風(fēng)速與上升運動明顯增大，氣壓降低，尺度減小，最終形成強烈旋轉(zhuǎn)上升的小尺度低氣壓柱，造成章丘大風(fēng)。4)颮線尾部水汽充沛，陣風(fēng)鋒輻合造成颮線前側(cè)的暖濕空氣抬升，不斷產(chǎn)生新的對流單體并逐漸合并增強，導(dǎo)致颮線向西南方向傳播(后向傳播)。5)位于下游的對流單體傳播方向與平流方向相反，在3 km高度產(chǎn)生云橋，最終與上游單體整層合并。颮線尾部對流風(fēng)暴多次合并，強度持續(xù)增強，造成寧陽大風(fēng)。

　　關(guān)鍵詞傳播運動;合并;陣風(fēng)鋒;颮線;風(fēng)場反演

　　暴雨、冰雹、龍卷等強對流天氣中往往會出現(xiàn)對流風(fēng)暴之間的合并現(xiàn)象。甄長忠(1981)早在20世紀80年代就發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生冰雹的超級單體是由多塊小單體在一個主要單體上合并而成的。王昂生和趙小寧(1983)根據(jù)華北地區(qū)的大量觀測資料，指出云體合并是出現(xiàn)雹云躍增的重要因素之一，合并可以形成更強的冰雹云。之后陸續(xù)有研究表明，合并過程不僅能夠使得云體的尺度和強度發(fā)生變化，影響降水效率并引起地面強降水(楊金錫等，1993;張騰飛等，2006;李改琴等，2007;孫晶等，2007，徐八林等，2010)，而且在冰雹、雷電等災(zāi)害性天氣過程中起著重要作用(王昂生等，1980a，1980b;許愛華等，2004;付丹紅和郭學(xué)良，2007;曹治強等，2008)。康兆萍和林永輝(2017)研究華南一次颮線的對流模態(tài)變異機理時，發(fā)現(xiàn)位于廣西來賓附近的零散對流單體逐漸發(fā)展合并為一個對流單體，位于來賓西北部的對流單體不斷發(fā)展，呈現(xiàn)后向傳播特征，在該單體的后部不斷有新的對流單體產(chǎn)生，逐漸演變?yōu)榫€狀多單體風(fēng)暴，最終與來賓附近的對流單體合并組織為一個明顯的西北—東南向的線狀對流帶。之后，這個線狀對流帶又與其東北側(cè)再次發(fā)展的對流風(fēng)暴合并，形成弓形回波。在觀測事實分析的基礎(chǔ)上，對流云合并的機制也得到了深入的研究(Simpson et al.，1980;Pozo et al.，2006a，2006b;Lee et al.，2006a，2006b)，云的發(fā)展階段、強度、距離等均會影響對流云的合并(黃美元等，1987)。云下層顯著的水平氣壓梯度力(Orville et al.，1980)、擾動氣壓(Takahashi et al.，2001)以及相鄰對流間的相互作用(黃美元等，1987;黃勇等，2012;黃勇和覃丹宇，2013)都是促使合并的原因。云合并的初始位置不同，產(chǎn)生合并的機制也不同(李艷偉等，2009)。

　　2012年8月18日下午，河北省境內(nèi)的對流風(fēng)暴移入山東后呈后向傳播特征，其尾部不斷產(chǎn)生新的單體，單體之間合并增強，最終形成一條東北-西南向的颮線，在山東省中西部帶來區(qū)域性7～8級雷暴大風(fēng)，部分區(qū)域自動站監(jiān)測到9級以上大風(fēng)。颮線發(fā)展過程中，颮線尾部對流單體與單體之間不斷發(fā)生合并，強度增強，造成寧陽境內(nèi)出現(xiàn)26.5 m·s-1(10級)的大風(fēng)。颮線東移過程中，其頭部逐漸演變?yōu)楣位夭ǎ位夭ㄅc對流單體合并時，在章丘境內(nèi)產(chǎn)生22.4 m·s-1(9級)的大風(fēng)(侯淑梅等，2018a)。利用多普勒天氣雷達風(fēng)場反演資料和地面加密自動站資料，以寧陽和章丘為例，就此次颮線發(fā)展過程中，對流單體與單體之間以及颮線與對流單體之間合并的機理進行分析研究，加強對流風(fēng)暴合并機理的認識和理解，提高對災(zāi)害性天氣的預(yù)報預(yù)警能力。

　　1 資料和方法

　　1.1 資料

　　使用的資料有濟南齊河(116°46′51″E、36°48′10″N;0.073 km)CINRAD/SA和濱州(118°00′00″E、37°22′12″N;0.07 km)CINRAD/SC雷達數(shù)據(jù)，地面逐10 min加密自動站資料及常規(guī)探空資料。

　　1.2 雷達風(fēng)場反演方法

　　濟南齊河和濱州兩部雷達相距125.5 km，有效反演區(qū)域定義為兩個雷達探測的徑向速度夾角在45°～135°所圍的范圍，主要反演區(qū)域如圖1的區(qū)域Ⅰ和區(qū)域Ⅱ所示。雙多普勒雷達風(fēng)場反演方法用直接合成法對雙雷達數(shù)據(jù)進行風(fēng)場反演(王俊等，2007，2011)。單多普勒雷達風(fēng)場反演算法是中國氣象科學(xué)研究院提供的基于4DVAR同化技術(shù)反演的多普勒雷達風(fēng)場(牟容等，2007;呂博等，2009)。對于這兩種反演方法及其在科研和業(yè)務(wù)中的實用性，已有很多學(xué)者在文獻中論述，此處不再贅述。

　　表1是這兩種反演方法對2012年8月18日20時(北京時，下同)章丘的反演風(fēng)與章丘探空站的實測風(fēng)。可見，兩種方法對于各特性層的風(fēng)向反演均較好，均反演出章丘站上空受西南風(fēng)控制，風(fēng)向誤差小于10°，與實測風(fēng)基本吻合。對于風(fēng)速的反演，兩種方法反演的風(fēng)速，均比實測風(fēng)速小，雙雷達反演的風(fēng)速與實況誤差小于單雷達反演的風(fēng)速。可見，兩種方法對當(dāng)天的風(fēng)向均能做出較好的反演，風(fēng)速雖然比實測風(fēng)小，但不影響對小尺度環(huán)流定性的分析，定量分析可能會低于實際情況。

　　由圖1可見，章丘位于雙雷達的有效反演區(qū)域內(nèi)，寧陽處于雙雷達的有效反演區(qū)域外。由于雙雷達反演風(fēng)速的精度優(yōu)于單雷達，所以對于造成章丘大風(fēng)的弓形回波與單體合并，采用雙雷達反演風(fēng)場，而對于造成寧陽大風(fēng)的單體之間合并，則采用齊河單雷達反演風(fēng)場。

　　2 大氣環(huán)境條件

　　2012年8月18日08時500 hPa副高較強，588 dagpm線呈帶狀，控制著魯南、河南省和湖北省以南地區(qū)，從內(nèi)蒙古東北部、內(nèi)蒙古中部、河套地區(qū)到四川省為高空槽區(qū)，山東省受槽前西南氣流控制(圖2a)。700 hPa與850 hPa中支槽比500 hPa略偏東(圖略)，850 hPa河北省東部、遼寧省西部和山東省受18 ℃的暖溫度脊控制。下午，高空槽東移。受其影響，在河北、山東境內(nèi)產(chǎn)生對流風(fēng)暴，并發(fā)展成颮線。地面加密區(qū)域自動站數(shù)據(jù)表明，18時在魯中的北部和魯中到魯西南地區(qū)分別有一條緯向和經(jīng)向輻合線(圖2b)，颮線主體位于經(jīng)向輻合線附近。19時輻合線東移，章丘和寧陽均處于地面輻合線上。

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