经典干线研究的意义

夏半年我国许多地区常有雷电、雷暴大风、冰雹、龙卷以及短时强降水等对流性天气，中小尺度强对流天气具有突发性强、天气剧烈、致灾严重等特点，其预报预警往往给预报员带来很大挑战。随着社会经济的发展，对流天气发生发展规律及形成机理越来越受到气象工作者的重点关注。近年来在强对流天气分析（张小玲等，2010；张涛等，2013；蓝渝等，2013；许爱华等，2014）、环境条件评估（雷蕾等，2011；费海燕等，2016；王迪等，2020）、预报方法（雷蕾等，2012；曾明剑等，2015）和监测预警（俞小鼎等，2006b,2012；郑媛媛等 2004；杨吉等，2020）等方面取得了丰硕的科研成果，促进了强对流天气预报业务的快速发展（郑永光等，2010,2013；杨波等，2017）。然而，雷暴（深厚湿对流）的初生、发展和加强等演变特征仍然是一个公认的难题（俞小鼎等，2020b）。一般深厚湿对流（雷暴）的形成要素包括静力不稳定、水汽和抬升触发三个条件。在地面附近触发对流的中尺度系统可以分为各类边界层辐合线、地形抬升和重力波三种类型。边界层辐合线是预报对流生成、加强和消散的主要线索之一，边界层辐合线包括天气尺度或次天气尺度锋面和干线伴随的辐合（切变）线、对流系统内下沉气流扩散导致的出流边界（阵风锋）、海风锋辐合线以及其他类型的辐合线（Markowski and Richardson，2010；俞小鼎等，2020a）。干线（dry lines）作为对流的重要触发机制之一，其主要特征是干线两侧露点或比湿对比强烈，而温度差异远没有露点差异明显。干线的最初概念来自美国（Fujita，1958；Schaefer,1973,1974）,是指美国南部大平原西部地区来自墨西哥高原地区的干暖空气和来自其东南部墨西哥湾的暖湿空气之间的边界。美国干线一般多发生在每年 4－6 月，位置通常位于落基山脉自西向东逐渐降低的缓坡地带，干线附近有低层辐合线存在，伴随中尺度上升气流，可导致对流触发（Rhea,1966；Schaefer,1986；Zieglerand Rasmussen,1998；Thompson and Edwards, 2000）。大尺度天气过程不仅对干线形成，而且对干线强度也有重要影响。美国西南地区干线强度与大尺度汇合流场强度呈正相关，而大尺度汇合流场强度本身又与落基山背风坡低槽密切相关，背风坡低槽越强，汇合流场就越强，干线强度就越大（Schultz et al, 2007），触发对流的可能性就越大。干线是触发对流的重要天气系统之一，这也是众多学者研究干线的主要动机。