趙賢產(chǎn) 許廣浩 王建新 徐 鵬

(1．義烏市氣象局，浙江 義烏322000;2．金華市氣象局，浙江金華321000)

0 引言

2010年9月13日17：00—20：00之間，浙江省義烏境內(nèi)發(fā)生3個雷暴云團。第一個雷暴云團(簡稱雷暴云團A，以下同)經(jīng)過義烏觀測站，從觀測站記錄看到，大風時間是17：52—18：02，其中在 17：55 出現(xiàn)最大風速達 27．5 m/s(風力 10 級)，同時在 18：03—18：05 出現(xiàn)最大直徑達8 mm的冰雹和17：00—18：00降水量達31．7 mm的短時暴雨。第2個(簡稱雷暴云團B)經(jīng)過佛堂鎮(zhèn)西南部的六石村，并于17：57在該地出現(xiàn)葡萄般大小的冰雹和風災。第3個(簡稱雷暴云團C)經(jīng)過赤岸鎮(zhèn)，未見風雹災害。

經(jīng)初步分析認為，上述ABC 3個雷暴云團是一次典型的強雷暴影響過程。對雹暴云的方面，國內(nèi)外大量氣象科學家都進行了研究，如雷雨順系統(tǒng)地提出了冰雹云的概論［1］;丁一匯系統(tǒng)性地論述了中小尺度天氣系統(tǒng)，如一般雷暴(雷雨)、強雷暴(產(chǎn)生冰雹、龍卷、暴雨等)［2］;祝啟桓等研究了浙江省境內(nèi)發(fā)生的強對流天氣［3］。但在同一天氣背景下發(fā)生不同影響程度的雷暴云團，特別是在臨近預警技術方面，很有研討的必要。

1 天氣形勢背景

1．1 高空資料分析

從9月13日20：00的500 hPa高空資料來看，義烏處500 hPa副高邊緣控制下，其中588線比13日08：00東撤明顯，浙江境內(nèi)主導風向由偏南轉(zhuǎn)西南氣流;底層有弱冷空氣滲透南下，850 hPa除152線明顯東撤外，東部沿海的主導風向由西南風明顯轉(zhuǎn)向東南風，垂直風風切變明顯，相當滿足強對流發(fā)生發(fā)展的有利條件(見圖1)。

圖1 13日20：00 500 hPa(a)，925 hPa(b)環(huán)流形勢示意圖

1．2 層結不穩(wěn)定條件分析

由探空圖可見，衢州站13日08：00不穩(wěn)定能量充足，低層濕度相當充沛，850 hPa以下相對濕度均達89% ～94%，而400～500 hPa相對濕度僅有1% ～4%，到300 hPa以上的相對濕度猛升到13% ～24%，中層形成干暖蓋，在低層弱冷空氣滲透產(chǎn)生了不穩(wěn)定能量的釋放機制，形成強烈天氣的發(fā)生條件(見圖2)。

2 云圖與雷達圖分析

由云圖可見，13日18：00在浙江中東部已發(fā)生強對流云團(見圖3a)。從17：54杭州雷達組合反射率圖中可知，雷暴云團A在義烏城區(qū)附近已有60 dBz以上強度的強回波，回波頂高達14 km，垂直累積液態(tài)水含量達35 kg/m2以上(見圖3b)。可見雷暴云團A強度相當強，足能發(fā)生雷電風雹天氣。

圖2 9月13日08時衢州的T-lgP示意圖

圖3 2010年9月13日的云圖與雷達圖

3 預警征兆分析

3．1 雷達回波的監(jiān)測預警

從分析雷暴云團A的雷達回波組合反射率強度、回波頂高、垂直累積液態(tài)水含量隨時間變化可知(見圖4a)，在發(fā)生強對流天氣之前，有組合反射率強度、回波頂高、垂直累積液態(tài)水含量3者同時躍升現(xiàn)象。

在圖4a上，于 16：55—17：07的體掃資料中，兩個體掃時間組合反射率強度增強5 dBz、回波頂高增高8 km，特別是垂直累積液態(tài)水含量躍升25 kg/m2，距發(fā)生風雹的時間約40 min以上。

為了區(qū)別雷暴云團A，同樣分析另外2個雷暴云團B和C的雷達回波組合反射率強度、回波頂高、垂直累積液態(tài)水含量隨時間變化跡線(見圖5)。

分析圖5a可知，雷暴云團B在17：55的雷達回波達65 dBz的最強強度，回波頂高達15 km，垂直累積液態(tài)水含量達45 kg/m2;且在17：43—17：55的兩個體掃時間里，組合反射率強度增強20 dBz，平均每個體掃增強5 dBz以上;垂直累積液態(tài)水含量也躍升25 kg/m2，平均每個體掃躍升10 kg/m2以上;回波頂高有降有增不穩(wěn)定，但維持在12～15 km?？梢娎妆┰茍FB的強度與雷暴云團A相比，較為接近，所以也足夠能發(fā)生強風雹的天氣。

分析圖5b可知，雷暴云團C在17：55的雷達回波達65 dBz的強度，回波頂高達15 km，垂直累積液態(tài)水含量達45 kg/m2;但在17：49—17：55的一個體掃時間里，組合反射率強度僅增強5 dBz;垂直累積液態(tài)水含量僅升5 kg/m2;回波頂高略增升。可見雷暴云團C的強度雖比雷暴云團A、B相當強，但雷達回波組合反射率強度、回波頂高、垂直累積液態(tài)水含量隨時間躍升不明顯，特別是垂直累積液態(tài)水含量躍升量最少，也許這就是雷暴云團C不足以發(fā)生強風雹天氣的原因。

所以，在實際工作當中，若監(jiān)測到組合反射率強度、回波頂高、垂直累積液態(tài)水含量3者較強且同時躍升特別明顯，尤其是垂直累積液態(tài)水含量躍升量明顯較大之時，即可發(fā)布強對流風雹或強雷電等天氣預警。

3．2 大氣電場儀的監(jiān)測預警

大氣電場強度雖然是大氣電學的基本參數(shù)，在晴天電學、雷暴電學以及閃電的研究中都有重要意義，在雷暴監(jiān)測中同樣具有重要作用［4-6］。如大氣電場儀能夠記錄閃電與雷暴強度之間的關系。

圖4b就是 2010年 9月 13日 17：00—19：00義烏大氣電場儀的記錄跡線圖。從圖中可以看出，17：36之時，義烏上空的大氣中已存在足夠強的電場，已超過5 kV/m，一旦有雷暴云經(jīng)過，將會發(fā)生雷擊事件。而18：10左右的劇烈變化，就是雷擊放電現(xiàn)象。雷擊放電后的相對變化率較小，說明大氣電場已趨于平衡狀態(tài)。

4 結語

4．1 這次義烏風雹天氣是在高空500 hPa副高邊緣控制，底層有弱冷空氣滲透南下，東部沿海的主導風向由西南風明顯轉(zhuǎn)向東南風，垂直風風切變明顯條件下發(fā)生的。

4．2 探空資料反映低層濕度相當充沛，中層有明顯的干暖蓋，層結條件為極不穩(wěn)定。

4．3 云圖上表現(xiàn)有強對流云團;在雷達圖中的3個雷暴云團均有60 dBz以上強度的強回波，回波頂高達14 km以上，垂直累積液態(tài)水含量達35 kg/m2以上。

4．4 大氣電場儀的監(jiān)測有足夠強的電場，已超過5 kV/m，一旦有雷暴云經(jīng)過，將會發(fā)生雷擊事件。

4．5 若監(jiān)測到組合反射率強度、回波頂高、垂直累積液態(tài)水含量3者較強且同時躍升特別明顯，尤其是垂直累積液態(tài)水含量躍升量明顯較大(如每個體掃躍升10 kg/m2以上)之時，即可發(fā)布強對流風雹或強雷電等天氣預警。

［1］ 雷雨順，吳寶俊，吳正華．冰雹概論［M］．北京：氣象出版社，1978：1-170．

［2］ 丁一匯．高等天氣學［M］．北京：氣象出版社，2005：309．

［3］ 祝啟桓，張淑云，顧強民，等．浙江省災害性天氣預報［M］．北京：氣象出版社，1992：140-161．

［4］ 陳綠文，黃智慧，禹繼，等．一次人工觸發(fā)閃電事件的定位誤差分析［J］．廣東氣象，2010，32(1)：15-17，21．

［5］ 高太長，黃子洋，張鵬，等，大氣電場資料與雷達回報融合的一種方法［J］．解放軍理工大學學報(自然科學版)，2006，7(3)：302-306．

［6］ 孟青，呂偉濤，姚雯，等，地面電場資料在雷電預警技術中的應用［J］．氣象，2005，31(9)：30-33．