孫小龍 梁文希

摘要：指出了2015年4月19日晚至20日白天，格州市出現(xiàn)了2015年的首輪大范圍強對流天氣過程，這次過程以冰雹、雷暴大風天氣為主。利用常規(guī)資料對這次過程的天氣特征及其變化進行了分析，結果表明：此次過程是由高原槽東移引導低層切變線南下及地面冷鋒抬升觸發(fā)造成的一次強對流天氣過程;梧州地區(qū)的動力和熱力條件都很充足，但水汽條件欠缺;此次過程的假相當位溫、CAPE、SI、K指數(shù)等大氣對流參數(shù)能夠很好地預示強對流天氣的發(fā)生;衛(wèi)星云圖及多普勒天氣雷達對強對流天氣的監(jiān)測及預報預警發(fā)揮著重要的作用。

關鍵詞：強對流;冰雹;大風;梧州

中圖分類號：P458 文獻標識碼：A 文章編號：1674-9944（2020）04-0108-03

1 實況

2015年4月19日夜間至20日白天，梧州市出現(xiàn)了當年的首輪大范圍強對流天氣過程。梧州市區(qū)和藤縣、蒼梧、蒙山的個別鄉(xiāng)鎮(zhèn)出現(xiàn)了小冰雹及8級以上短時大風（梧州市地面觀測站20日7：34出現(xiàn)了23.8m/s的瞬時大風），同時大部地區(qū)出現(xiàn)了雷暴天氣。該過程的強降雨天氣不明顯，梧州市中部及北部有小雨到中雨，局部大雨（圖1）。

2 天氣形勢分析

在200hPa天氣圖上，19日20時桂東北地區(qū)位于輻散氣流中。在500hPa天氣圖上，高原槽東移影響廣西，20日08時高原槽移至桂西，廣西處于槽前西南氣流中;20日20時高原槽東移至桂東一帶。850hPa切變線南壓至湘桂黔交界處。桂西北有暖低發(fā)展，19日廣西大部地區(qū)的地面最高氣溫達35℃以上。19日20時地面冷鋒侵入至桂東北。

從19日20時的中分析圖可以看出，高原槽東移引導低層的切變線和地面冷鋒南下影響桂東北，桂東北區(qū)域在500hPa上為顯著干區(qū)，850hPa上為顯著濕區(qū)，“上干下濕”配置明顯。華南地區(qū)上空出現(xiàn)了最大風速中心超過16m/s的低空急流，急流軸呈西南一東北向，梧州處于急流的左側、溫度脊區(qū)，此形勢有利于低層條件性不穩(wěn)定的加強和擴展。19日20時以后，地面冷鋒南壓激發(fā)梧州地區(qū)的強對流[1，2]。

3 物理量分析

3.1 動力條件分析

如果某地上空為高層輻散、低層輻合的配置，則有利于對流的發(fā)展，也就是通常所說的“抽吸作用”。分析19日20時散度場，桂東北區(qū)域上空高層100～400hPa為輻散、低層700～925hPa為輻合，表明此范圍抽吸作用明顯。該中心與850hPa低空急流及與低空急流相伴的暖濕區(qū)前部基本一致，這種暖濕條件與抽吸作用的有利配合，利于對流發(fā)展。

3.2 熱力條件分析

19日20時廣西北部上空的K指數(shù)均大于32，桂東北區(qū)域的K指數(shù)達36以上，表明大氣層結十分不穩(wěn)定。該過程期間的850～925hPa之間的θ_se大于78℃的高能區(qū)，并且從500～925hPa隨著高度的增加θ_se逐漸減小、桂東地區(qū)的SI指數(shù)為負值。說明本次過程的不穩(wěn)定能量充足。

3.3 水汽條件分析

19日20時的水汽通量散度輻合中心位于湘桂黔交界區(qū)域，梧州市的北部水汽通量散度雖為負值，但并不是輻合的大值區(qū)，而梧州市南部的水汽通量散度則為正值，因此這次過程梧州地區(qū)的水汽通量散度輻合不明顯，水汽條件較差。水汽通量散度場分布與實況降雨落區(qū)及量級相吻合：此次過程桂林地區(qū)除了出現(xiàn)了雷暴大風、冰雹天氣以外，還出現(xiàn)了暴雨到大暴雨的天氣，而梧州市的強降雨天氣不明顯，梧州市中部及北部出現(xiàn)了小雨到中雨，局部大雨，南部的岑溪市則無降雨。

19日20時梧州和桂林站探空顯示，溫濕層結曲線存在明顯的“喇叭口”結構;700hPa以下的溫度層結曲線接近平行于干絕熱線，下沉氣流在下降的過程中能保持向下的加速度，有利于較強下沉對流有效位能的形成。桂林、梧州站上空的層結結構有利于雷暴大風天氣。但梧州上空濕層很淺薄，只有850hPa的T-Td小于4℃;桂林上空濕層相對較為深厚，500～850hPa為濕層，水汽條件較好，為短時強降水創(chuàng)造了有利條件。此外，零度層高度約為5km，-20℃層高度約為8km，也有利于冰雹的發(fā)生[3～5]。

4 衛(wèi)星云圖分析

19日16時開始，在湘桂黔交界處附件激發(fā)出一小塊對流云，不斷發(fā)展形成MCC，在東移過程中有所南壓，19日23時發(fā)展最旺盛，紅外溫度達-32℃及-32℃以下的云罩面積在1.1×10⁵km²以上，紅外溫度達-53℃及-53℃以下的內部冷云區(qū)面積在8×10⁴km²以上，內部冷核在-70℃以下，由此可以該MCC發(fā)展很旺盛。此MCC主要影響桂林地區(qū)及湘桂交界處，梧州市北部受其南部邊緣影響，出現(xiàn)了風雹天氣。

20日04時在廣西中部也激發(fā)出一個對流云團，東移發(fā)展影響梧州市中北部，但由于水汽、能量條件限制，沒有發(fā)展成MCC，只是一個對流單體，造成了梧州市區(qū)的大風、冰雹出現(xiàn)（圖2）。

5 多普勒雷達分析

5.1 冰雹雷達產品特征分析

20日05時，桂平出現(xiàn)對流單體，并不斷發(fā)展東移。20日5：48，在梧州雷達可以看到桂平西北部出現(xiàn)了三體散射特征及旁瓣回波，并持續(xù)出現(xiàn)6個體掃時間，最強回波值達65dBZ以上，對應的VIL最大值達58kg/m²，在雷達速度圖上識別出了一個中氣旋，表明對流單體發(fā)展非常旺盛，回波中已經產生了冰雹。6：18從平南進入藤縣境內，隨后強回波開始減弱，三體散射特征及旁瓣回波才消失，垂直液體水含量也突然掉至41kg/m²，此時冰雹已經開始降落。

通過反射率因子核心區(qū)的反射率因子做垂直剖面圖可以看到，在入流一側，有界弱回波區(qū)BWER和穹窿結構以及BWER右側的回波墻，中層有回波懸垂，55dBZ延伸到了9km高度上（-20℃層高度為8km），強回波區(qū)高度擴展到-20℃層以上，風暴回波頂高達到18km，最強反射率因子達68dBZ，說明風暴內上升氣流很強，有利于冰雹的增長。在入流一側低層有反射率因子梯度大值區(qū)，回波頂位于低層反射率因子梯度大值區(qū)之上，說明有較強的垂直風切變，有利于冰雹云的維持發(fā)展。

本次過程中的風暴趨勢產品，顯示出較為典型的冰雹特征。風暴頂基本達到10km以上，最高時接近16km，回波的質心高度很高，基本位于7～8km，從6：00～6;12垂直液體水含量有明顯的躍增，最強回波的強度也逐漸增加，強冰雹指數(shù)和冰雹指數(shù)均達到了100%;從6：18開始，垂直液體水含量、強冰雹指數(shù)和冰雹指數(shù)突然下掉，回波的質心高度也下降，此時冰雹開始下落（圖3）。

4.2 大風雷達產品特征分析

隨著對流云團的繼續(xù)東移，并向梧州市區(qū)靠近。7：34，梧州觀測站出現(xiàn)了23.8m/s的大風，下面分析一下這次大風的一些雷達產品特征。20日7：07的0.5°仰角雷達速度圖上，可以看到，在強回波的前沿出現(xiàn)了高于27m/s的速度大值區(qū)。沿著徑向做反射率和速度的剖面圖，可見強回波開始及地并前傾，地面出現(xiàn)了20m/s以上的大風（圖4）。

5 結論

（1）此次過程是由高原槽東移引導低層的切變線下影響桂東北，地面冷鋒抬升觸發(fā)造成的一次強對流天氣過程。

（2）梧州地區(qū)的動力和熱力條件都很充足，但水汽條件欠缺，所以此次過程梧州地區(qū)主要已雷暴大風、冰雹天氣為主，強降雨不明顯。

（3）這次雹暴具有強烈對流風暴的回波特征：懸垂結構、有界弱回波區(qū)、旁瓣回波和三體散射。

（4）垂直積分液態(tài)含水量（VIL）出現(xiàn)大值及VIL突增突減、強回波質心高度下降等對降雹有明顯的指示作用;強回波前傾并及地、低仰角速度平面圖上出現(xiàn)大風區(qū)等特征對地面大風有一定的指示作用。

參考文獻：

[1]薛紀善.1994年華南夏季特大暴雨研究[M].北京：氣象出版社，1999：65～74.

[2]伍志方，葉愛芬，胡勝.中小尺度系統(tǒng)多普勒統(tǒng)計特征[J].熱帶氣象學報，2004，20（4）：391～400.

[3]賴雨薇，黃磊，周惠文.多普勒雷達產品對南寧冰雹天氣的應用分析[J].氣象研究與應用.2014，35（4）：36～39.

[4]梁俊聰，歐堅蓮.2009.梧州812降水過程多普勒雷達產品初步分析[J].氣象研究與應用，2009（S2）：36～39.

[5]俞小鼎，姚秀萍，熊延南，等.2000.多普勒天氣雷達原理與業(yè)務應用[M].北京：氣象出版社，2000.

收稿日期：2019-12-17

作者簡介：孫小龍（1988-），男，工程師，研究方向為天氣預報。