周曉敏 鄭永光

（國(guó)家氣象中心，北京 100081 ）

0 引言

龍卷是強(qiáng)對(duì)流天氣中最猛烈的一種，易于造成嚴(yán)重的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失，同時(shí)又因尺度小、發(fā)展快速，在實(shí)際業(yè)務(wù)中預(yù)報(bào)預(yù)警難度很大，是強(qiáng)對(duì)流領(lǐng)域內(nèi)重要的研究對(duì)象之一。魏文秀等[1]對(duì)1981—1993年我國(guó)的龍卷統(tǒng)計(jì)分析指出，中國(guó)龍卷風(fēng)的高發(fā)區(qū)有兩個(gè)，第一個(gè)就是自長(zhǎng)江三角洲經(jīng)蘇北平原至黃淮平原，呈南北走向，最大中心在山東和江蘇交界處的平原湖泊處。范雯杰等[2]利用1961—2010年的龍卷記錄進(jìn)一步指出，江蘇是我國(guó)強(qiáng)龍卷發(fā)生最多的省。孫繼松等[3]也指出，蘇皖平原是我國(guó)龍卷天氣發(fā)生最為頻繁的地區(qū)之一，時(shí)間分布上以6—8月出現(xiàn)最多。從氣候上來(lái)說(shuō)，6—7月江淮地區(qū)正處于梅雨季節(jié)，暴雨過(guò)程頻繁，對(duì)流條件好，因此常常有龍卷伴隨在梅雨期強(qiáng)降水過(guò)程中發(fā)生。據(jù)曾明劍等[4]的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，這類龍卷約占江蘇龍卷的30%，在2016年，鹽城市阜寧縣更是發(fā)生了EF4級(jí)的強(qiáng)龍卷，造成了98人死亡，846人受傷，死亡人數(shù)居歷年之首[5-7]。

近幾年來(lái)，已經(jīng)有很多研究從個(gè)例分析或統(tǒng)計(jì)的角度對(duì)梅雨期江淮地區(qū)龍卷進(jìn)行了探索，對(duì)龍卷產(chǎn)生的環(huán)境條件以及對(duì)流演變、風(fēng)暴結(jié)構(gòu)等都有了一定的研究結(jié)果[8-11]。姚葉青等[12]對(duì)發(fā)生在梅雨期間的兩次強(qiáng)龍卷過(guò)程分析中指出，梅雨期間較好的低層暖濕氣流、中層弱冷空氣、低空急流或低層低渦為強(qiáng)龍卷的產(chǎn)生創(chuàng)造了良好的環(huán)境。何彩芬等[13]分析了寧波市一次臺(tái)風(fēng)前部龍卷發(fā)生發(fā)展的環(huán)境特征和雷達(dá)回波特征，認(rèn)為下濕中干、強(qiáng)的垂直風(fēng)切變及地形條件等有利于局地弱龍卷的產(chǎn)生。張一平等[14]對(duì)河南兩次暴雨過(guò)程中的弱龍卷過(guò)程的天氣背景、環(huán)境特征以及雷達(dá)特征進(jìn)行了分析，提出了一些與暴雨相伴的龍卷過(guò)程的預(yù)報(bào)預(yù)警思路。但是，針對(duì)梅雨期江淮地區(qū)EF2級(jí)及以下強(qiáng)度的龍卷過(guò)程的分析還有不足，有待更多個(gè)例的研究。

2020梅雨期間，江蘇省發(fā)生了兩次初步判斷為EF2級(jí)強(qiáng)度的龍卷事件，分別于6月12日發(fā)生在高郵以及7月22日發(fā)生在宿遷沭陽(yáng)、連云港灌南和鹽城響水，前者位于江淮地區(qū)東部，后者位于淮北東部，均是龍卷高發(fā)地區(qū)。本文利用自動(dòng)站觀測(cè)資料、多普勒雷達(dá)資料以及1°×1°的NCEP FNL分析資料對(duì)這兩次龍卷過(guò)程進(jìn)行了對(duì)比分析，重點(diǎn)分析了其天氣學(xué)環(huán)流背景、對(duì)流環(huán)境條件以及雷達(dá)上龍卷母風(fēng)暴形態(tài)特征，希望能為梅雨期江淮地區(qū)龍卷過(guò)程的預(yù)報(bào)思路提供一些參考。

1 天氣實(shí)況和雷達(dá)回波特征

1.1 天氣實(shí)況

2020年6月12日13：48—14：10（北京時(shí)，下同），江蘇省高郵市城南區(qū)勤王、管伙、浩芝三個(gè)村鎮(zhèn)出現(xiàn)了龍卷天氣。龍卷及地寬度80 m左右，路徑長(zhǎng)達(dá)1 km，襲擊范圍內(nèi)造成了群眾房屋以及基礎(chǔ)設(shè)施等不同程度的損毀。根據(jù)房屋損害、樹木折損程度和目擊描述，按照龍卷EF等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，江蘇省氣象局確定此次龍 卷等級(jí)為EF2級(jí)。

此次龍卷事件實(shí)際發(fā)生在一次持續(xù)的強(qiáng)降水過(guò)程中，6月上旬剛剛?cè)朊罚芪黠L(fēng)帶短波槽和持續(xù)的江淮氣旋影響，從6月11日夜間到17日，長(zhǎng)江沿江一帶尤其江淮地區(qū)連續(xù)出現(xiàn)大到暴雨天氣，同時(shí)伴有雷電、短時(shí)強(qiáng)降 水和雷暴大風(fēng)等強(qiáng)對(duì)流天氣。圖1是區(qū)域自動(dòng)站站在龍卷發(fā)生前后時(shí)段內(nèi)的天氣實(shí)況，可以看到在13和14時(shí)兩個(gè)小時(shí)內(nèi)，安徽東部到江蘇北部出現(xiàn)了20 mm以上的短時(shí)強(qiáng)降水，主雨帶沿西北－東南向移動(dòng)加強(qiáng)，從安徽掃向江蘇，同時(shí)在雨帶南側(cè)多站出現(xiàn)8級(jí)以上雷暴大風(fēng)天氣。值得注意的是，龍卷發(fā)生的位置在主雨帶東南側(cè)，該區(qū)域內(nèi)僅一個(gè)自動(dòng)站（高郵鎮(zhèn)）監(jiān)測(cè)到了孤立的雷暴大風(fēng)，小時(shí)極大風(fēng)速17.5 m/s，在13：57測(cè)得。而該站點(diǎn)在14時(shí)小時(shí)降水為11.1 mm。

7月22日22時(shí)左右的一個(gè)小時(shí)內(nèi)，江蘇省宿遷、連云港、鹽城市部分地區(qū)接連遭遇龍卷風(fēng)襲擊，三處龍卷影響時(shí)間都在5 min以內(nèi)，寬度約為100～200 m，接地范圍長(zhǎng)1～2 km左右，根據(jù)災(zāi)情情況，經(jīng)江蘇省氣象局預(yù)報(bào)專家組與國(guó)家氣象中心初步驗(yàn)證判斷也是一次EF1～EF2級(jí)龍卷。

7月22日，江蘇剛剛出梅。此次龍卷事件同樣發(fā)生在一個(gè)強(qiáng)降雨過(guò)程中，但與6月12日的龍卷不同的是，此次強(qiáng)降雨過(guò)程是一個(gè)快速而強(qiáng)烈的過(guò)程，從7月22日午后開始，雨帶自西向東快速掃過(guò)山東南部和蘇皖北部，造成以上地區(qū)出現(xiàn)持續(xù)的短時(shí)強(qiáng)降水，同時(shí)伴隨有雷電和8～10級(jí)雷暴大風(fēng)，到23日凌晨已經(jīng)入海。區(qū)域自動(dòng)站監(jiān)測(cè)（圖2）顯示，22日22和23時(shí)，陸地上強(qiáng)回波移動(dòng)到山東東南部和江蘇北部，主要影響連云港南部和鹽城北部部分縣鎮(zhèn)，影響區(qū)域內(nèi)小時(shí)降水量在20～50 mm，最強(qiáng)在灌南縣三口鎮(zhèn)站72.9 mm。該區(qū)域內(nèi)同時(shí)伴隨有8～10級(jí)雷暴大風(fēng)天氣，龍卷發(fā)生時(shí)段前后共有3個(gè)自動(dòng)站的瞬時(shí)極大風(fēng)速超過(guò)8級(jí)，其中一個(gè)在灌南縣花園鄉(xiāng)站測(cè)得19.7 m/s，時(shí)間為22：31，該站點(diǎn)距第一個(gè)龍卷發(fā)生地李集鎮(zhèn)不到20 km；還有一個(gè)是在22：49于響水縣四明鎮(zhèn)測(cè)得的19.9 m/s的大風(fēng)，基本位于龍卷發(fā)生位置。

1.2 雷達(dá)回波特征

經(jīng)典超級(jí)單體龍卷一般發(fā)生在鉤狀回波后側(cè)下沉氣流和上升氣流交界處[15]，而伴隨暴雨的弱龍卷則可能發(fā)生在暴雨螺旋雨帶中部強(qiáng)回波向東凸起的強(qiáng)降水下沉氣流和上升氣流交界處[14]。然而，龍卷的形成主要受小尺度過(guò)程的控制，大尺度和中尺度環(huán)境條件對(duì)于龍卷的形成僅有指示作用，所以即使在環(huán)境條件類似的情況下，是否會(huì)形成龍卷仍然具有很大的隨機(jī)性[16]。我國(guó)梅雨期 龍卷的雷達(dá)探測(cè)分析發(fā)現(xiàn)，梅雨期龍卷或由鑲嵌于梅雨雨帶中的對(duì)流單體發(fā)展引發(fā)，或由梅雨帶南側(cè)的孤立對(duì)流單體強(qiáng)烈發(fā)展所致[4]。而本文中所研究的兩個(gè)個(gè)例恰好分別屬于以上兩類。

圖1 2020年6月12日12—13時(shí)（a、b）、13—14時(shí)（c、d）自動(dòng)站觀測(cè)的1 h降水量（單位：mm，星標(biāo)：高郵市）和瞬時(shí)極大風(fēng)（單位：風(fēng)級(jí)）（星標(biāo)處為龍卷影響區(qū)域）Fig. 1 The 1-hour precipitation (unit: mm, star: Gaoyou city)and instantaneous extreme wind (unit: wind level) observed by automatic stations at 12-13 (a, b) and 13-14 BT (c, d) 12 June 2020 (The star indicates the area affected by the tornado)

圖2 同圖1，但為7月22日21—22時(shí)（a、b）和22—23時(shí)（c、d）（矩形框內(nèi)為龍卷影 響區(qū)域）Fig. 2 Same as Fig. 1, but at 21—22 (a, b) and 22—23 (c, d) 22 July 2020 (The area affected by the tornado is in the rectangular frame)

6月12日造成龍卷的對(duì)流單體從11：30開始從安徽省天長(zhǎng)市境內(nèi)開始生成，此時(shí)主雨帶回波還在其西北方向上，之后主雨帶回波開始東移加強(qiáng)并組織化，形成了一條準(zhǔn)現(xiàn)狀對(duì)流帶，而天長(zhǎng)境內(nèi)的對(duì)流單體同時(shí)也快速加強(qiáng)東移，大約在13：30已經(jīng)完全進(jìn)入江蘇高郵市界，回波中心強(qiáng)度超過(guò)了65 dBZ，且在13：25已經(jīng)有明顯的中氣旋速度對(duì)（圖略）。圖3是南京雷達(dá)13：48的反射率因子和徑向速度圖，可以看到，此時(shí)主雨帶呈細(xì)長(zhǎng)的線狀對(duì)流帶，從安徽中東部伸向江蘇北部，大片40 dBZ以上的回波區(qū)。而位于該主回波帶右側(cè)高郵境內(nèi)的孤立超級(jí)單體，具有鉤狀回波特征，最強(qiáng)回波超過(guò)60 dBZ，中氣旋最大旋轉(zhuǎn)速度達(dá)到了26 m/s，維持了約10 min左右，龍卷即發(fā)生在此時(shí)段內(nèi)。隨后，該單體減弱東移。

7月22日從午后開始，在河南東南部、山東南部到蘇皖北部有大片回波開始發(fā)展，在東移過(guò)程中西邊界逐漸組織化形成了一條準(zhǔn)現(xiàn)狀對(duì)流帶，其南段從17：30開始從安徽北部掃過(guò)，之后該對(duì)流帶繼續(xù)加強(qiáng)東移，形態(tài)逐漸變粗，北段入海，南段進(jìn)入江蘇北部，到21：30左右，其南端生成超級(jí)單體，該單體完全鑲嵌在對(duì)流帶中，回波中心強(qiáng)度最強(qiáng)達(dá)到了60 dBZ，最強(qiáng)回波頂高超過(guò)了9 km；且已經(jīng)有明顯的中氣旋速度對(duì)，最大旋轉(zhuǎn)速度約26 m/s，此中氣旋維持，于21：48左右在宿遷市沭陽(yáng)縣形成了龍卷（圖4a，宿遷雷達(dá)），接地持續(xù)了3 min左右。到此時(shí)，回波主體已經(jīng)基本不成帶狀，鑲嵌其中的超級(jí)單體繼續(xù)東移進(jìn)入連云港市灌南縣，強(qiáng)度維持（圖4b，宿遷雷達(dá)），隨之龍卷襲擊了李集鎮(zhèn)，持續(xù)了約5 min。接著，隨著這片主回波的接續(xù)東移，該單體移動(dòng)到了鹽城市響水縣，反射率因子強(qiáng)度有所減弱，超級(jí)單體的回波特征已經(jīng)不明顯，但仍然可以識(shí)別到顯著的中氣旋（圖4c，鹽城雷達(dá)），且可以看到出現(xiàn)了速度模糊，退模糊后最大出流速度達(dá)31 m/s，最大旋轉(zhuǎn)速度約23 m/s，于22：40左右龍卷襲擊了小尖鎮(zhèn)兩個(gè)村，維持時(shí)間約2 min。隨后，龍卷母體風(fēng)暴逐漸減弱，整片回波也東移入海，此次強(qiáng)對(duì)流過(guò)程趨于結(jié)束。

圖3 2020年6 月12日13：48南京雷達(dá)0.5°仰角反射率因子（a、b）、徑向速度（c）以及反射率因子垂直剖面（d）（紅圈表示孤立超級(jí)單體，白框表示龍卷大致影響區(qū)域，下同）Fig. 3 The reflectivity (a, b), radial velocity (c) at 0.5° elevation and the vertical cross section of reflectivity (d) from Nanjing radar at 13:48 BT 12 June 2020 (The red circle indicates the isolated supercell, and the white box indicates the area affected by the tornado, the same below)

從以上分析可以看到，這兩次龍卷過(guò)程都發(fā)生在一次梅雨期暴雨過(guò)程中，但一個(gè)是獨(dú)立于主回波帶之外的孤立單體造成，而另一個(gè)則鑲嵌于主回波帶上；前者產(chǎn)生的龍卷持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，而后者產(chǎn)生的龍卷則在移動(dòng)過(guò)程中呈現(xiàn)跳躍式，在多處接地，每處持續(xù)時(shí)間都更為短暫。2016年阜寧龍卷與前者情況相近，但強(qiáng)度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)強(qiáng)于此次過(guò)程，其中具體物理機(jī)制還有待更深入的研究。

2 天氣背景及環(huán)境條件

6－7月，江淮地區(qū)正處于梅雨期。西太平洋副熱帶高壓西側(cè)低層西南氣流北上，向蘇皖地區(qū)持續(xù)輸送水汽和熱量；與此同時(shí)，有西風(fēng)槽不斷自西向東影響；受高空槽和西南暖濕氣流共同影響，正是典型的梅雨期暴雨環(huán)流形勢(shì)，也符合西風(fēng)帶龍卷發(fā)生的概念條件，如2016年阜寧EF4級(jí)強(qiáng)龍卷也正是發(fā)生在這一個(gè)時(shí)間段內(nèi)。以上條件是本文所研究的兩個(gè)個(gè)例環(huán)流背景的相同之處，但仍有其不同之處，具體分析如下。

6月12日的龍卷發(fā)生在6月11—17日江淮地區(qū)持續(xù)強(qiáng)降水的一次高峰之中，而7月22日的龍卷則發(fā)生在一次比較快速的強(qiáng)對(duì)流及暴雨天氣過(guò)程中。在高空200 hPa上，兩次過(guò)程中蘇皖地區(qū)中北部都處于急流右側(cè)的顯著分流區(qū)（圖5），所以高空輻散作用顯著，有利于對(duì)流的深厚發(fā)展。

從500 hPa位勢(shì)高度圖（圖6a）可以看出，中緯度地區(qū)有西風(fēng)槽東移，6月12日08時(shí)副高脊線位于24°N附近，充足的暖濕氣流向江南地區(qū)輸送，槽后冷空氣與副高西側(cè)的暖濕氣流交匯于江淮地區(qū)；700 hPa上有弱切變位于山東南部到河南中部一帶，之后逐漸轉(zhuǎn)向，而且西南急流明顯，08時(shí)最大風(fēng)速約12 m/s，蘇皖地區(qū)中部正位于急流出口區(qū)；地面上沿江地區(qū)被寬廣的鋒區(qū)控制，地面鋒沿長(zhǎng)江向東北方向延伸至安徽東北部，江蘇中部處于暖鋒南側(cè)（圖7a），產(chǎn)生龍卷的中尺度對(duì)流系統(tǒng)往往容易在此區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生[5-7]。從環(huán)流背景來(lái)看，此形勢(shì)與2016年阜寧龍卷形勢(shì)相似，但阜寧龍卷有東北冷渦后部的強(qiáng)盛冷空氣南下影響[5]，所以使得鋒面附近的對(duì)流發(fā)展的更為強(qiáng)盛。

圖4 2020年7月22日0.5°仰角反射率因子（a、d、g）、徑向速度（b、e、h）和反射率因子垂直剖面（c、f）（a、b、c）21：45，宿遷雷達(dá)；（d、e、f）22：07，宿遷雷達(dá)；（g、h），22：44，鹽城雷達(dá)Fig. 4 The reflectivity (a, d, g), radial velocity (b, e, h) at 0.5° elevation and the vertical cross section of reflectivity (c, f) on 22 July 2020(a, b, c) 21:45 (Suqian radar); (d, e, f) 22:07(Suqian radar); (g, h) 22:44 (Yancheng radar)

圖5 200 hPa風(fēng)場(chǎng)和散度場(chǎng)（星標(biāo)處和矩形框內(nèi)為龍卷影響區(qū)域，下同）（a）2020年6月12日08時(shí), （b）2020年7月22日14時(shí)Fig. 5 200 hPa wind field and divergence field at (a) 08:00 on 12 June, (b) 14:00 on 22 July 2020 (the area affected by the tornado is at the star and in the rectangular frame separately, the same blow)

圖6 500 hPa位勢(shì)高度（等值線，單位：gpm）、700 hPa風(fēng)場(chǎng)（單位：m/s）和海平面氣壓場(chǎng)（填色，單位：hPa）（a）2020年6月12日08時(shí)，（b）2020年7月22日14時(shí)，（c）2020年7月22日20時(shí)Fig. 6 500 hPa geopotential height (contour, unit: gpm),700 hPa wind field (unit: m/s) and sea level pressure field(shade, unit: hPa) at 08:00 (a) on 12 June, 14:00 (b) and 20:00 (c) on 22 July 2020

圖7 FY-4可見光云圖和地面自動(dòng)氣象站觀測(cè)溫度（紅色數(shù)字）、露點(diǎn)（綠色數(shù)字）和風(fēng)場(chǎng)（a）2020年6月12日08時(shí)；（b）2020年7月22日08時(shí)Fig. 7 FY-4 visible images and automatic weather station observed temperature (red digits), dewpoint (green digits) and winds at 08:00 on 12 June 2020 (a) and 22 July 2020 (b)

而7月22日時(shí)，江蘇已經(jīng)開始出梅，副高進(jìn)一步西伸北抬，588線已經(jīng)壓至蘇皖地區(qū)，584和588線之間的區(qū)域變窄，高空槽明顯更深。700 hPa急流明顯強(qiáng)于6月12日的過(guò)程，急流大值中心正好位于584和588線之間，中心最大值達(dá)24 m/s，而且急流北側(cè)08時(shí)已經(jīng)形成低渦中心，位于河南中部，暖切伸至山東南部。對(duì)應(yīng)在地面上，氣旋鋒面生成，暖鋒影響到安徽地區(qū)（圖7b）。從高低空整體配置來(lái)看，此次過(guò)程比6月12日要強(qiáng)，是典型的梅雨期江淮氣旋系統(tǒng)影響，而且系統(tǒng)發(fā)展迅 速。14時(shí)（圖6b），高空槽進(jìn)一步東移加深，槽底已達(dá)河南、山東北部，700 hPa 低渦中心也更加顯著，隨著槽前氣流向東北方向移動(dòng)已經(jīng)到達(dá)河南東北部，就位于500 hPa槽底位置，急流也進(jìn)一步加強(qiáng)北頂，江蘇北部急流風(fēng)速超過(guò)了26 m/s，地面對(duì)應(yīng)的氣旋中心也移動(dòng)到了河南、山東與蘇皖交界處，江蘇處于暖鋒右側(cè)。而20時(shí)（圖6c），500 hPa上580線已經(jīng)出現(xiàn)閉合中心，且與700 hPa上低渦中心及地面低壓中心位置接近重合，輻合上升氣流加強(qiáng)，對(duì)流活動(dòng)加劇，有利于龍卷母體風(fēng)暴的生成。

圖8 850hP a風(fēng)場(chǎng)（單位：m/s）和比濕（填色，單位：g/kg）（a）2020年6月12日08時(shí)，（b）2020年7月22日20時(shí)Fig. 8 850hPa wind field (unit: m/s) and specific humidity (shade, unit: g/kg) at (a) 08:00 on 12 June, (b) 20:00 on 22 July 2020

圖9 對(duì)流有效位能（等值線，單位： J/kg）和850～500 hPa溫差（填色，單位：℃）以及0～1 km風(fēng)切變（單位：m/s）（a）2020年6月12日08時(shí)，（b）2020年7月22日14時(shí)Fig. 9 Convective effective potential energy (contour, unit: J/kg) and temperature difference between 8 50—500 hPa(shade, unit: ℃) and 0—1 km wind shear (unit: m/s) at 08:00 (a) on 12 June , 14:00 (b) on 22 July 2020

從低層850 hPa風(fēng)場(chǎng)可以看到6月12日08時(shí)在這一層上有低渦中心生成（圖8a），位于河南東北部與山東交界處，低渦的暖切伸至江蘇北部；在925 hPa上低渦中心與暖切位置更加偏南，暖切位于安徽北部到江蘇中部一帶（圖9a），兩層切變配合作用，提供了好的動(dòng)力抬升條件。另外，整個(gè)江南到江淮地區(qū)在850 hPa上被西南急流控制，急流前部從安徽北部伸向了江蘇北部，低層急流不僅提供了較好的低層垂直風(fēng)切變及其北側(cè)的氣旋性切變條件，同時(shí)輸送了充沛的水汽，在江蘇中南部地區(qū)850 hPa上比濕超過(guò)14 g/kg，整層可降水量高達(dá)65 mm以上。08時(shí)之后，該低渦切變系統(tǒng)基本維持在該位置沒(méi)有移動(dòng)，水汽條件更加轉(zhuǎn)好，有較明顯的增濕（圖略）?？偟膩?lái)說(shuō)，低層暖濕氣流與高空槽攜帶的冷空氣垂直疊置在江淮上空，促進(jìn)了這一地區(qū)對(duì)流不穩(wěn)定層結(jié)的發(fā)展，配合好的低層水汽條件以及較大的濕層厚度[17]，十分有利于龍卷的發(fā)生，最終龍卷基本就發(fā)生在925切變線與水汽大值中心重合區(qū)域上。

相比6月12日而言，7月22日低渦系統(tǒng)更強(qiáng)且移動(dòng)快速（圖8b），850 hPa和925 hPa上低渦中心從08時(shí)的湖北北部向東北方向快速移動(dòng)，經(jīng)過(guò)河南到20時(shí)已經(jīng)到達(dá)山東南部，兩層暖切疊加作用在江蘇東北部地區(qū)（圖9b）。85 0 hPa急流偏南分量更大，且風(fēng)速也更大，20時(shí)江蘇北部超過(guò)了20 m/s，925 hPa上也達(dá)16 m/s。同時(shí)，水汽大值中心也頂至了蘇皖北部，850 hPa比濕超過(guò)14 g/kg，整層可降水量達(dá)到65 mm。與6月12日過(guò)程相同，此次過(guò)程中龍卷也基本發(fā)生在低層切變線與大值中心重合區(qū)域內(nèi)。

梅雨鋒伴隨的龍卷是在低層有明顯的風(fēng)切變的有利形勢(shì)下產(chǎn)生的，環(huán)境場(chǎng)具有較強(qiáng)的對(duì)流不穩(wěn)定性、大的低層垂直風(fēng)切變和較低的對(duì)流凝結(jié)高度[10,18]。俞小鼎等[18-19]認(rèn)為大的低層垂直風(fēng)切變、低的抬升凝結(jié)高度和地面陣風(fēng)鋒的存在有利于F2級(jí)以上強(qiáng)龍卷產(chǎn)生。美國(guó)F2級(jí)以上的強(qiáng)龍卷的動(dòng)力條件為0～1 km風(fēng)切變15 m/s，0～6km為25 m/s；抬升凝結(jié)高度750～1000 m[20]。張一平等[14]通過(guò)分析兩次暴雨過(guò)程中的弱龍卷過(guò)程，給出了F2級(jí)龍卷環(huán)境場(chǎng)的具體物理量條件：對(duì)流有效位能大于1000 J/kg，K指數(shù)大于36 ℃，0～1.5 km垂直風(fēng)矢量切變達(dá)15 m/s，而抬升凝結(jié)高度很低，在0～300 m。從這些研究來(lái)看，對(duì)于F2級(jí)以上的強(qiáng)龍卷和以下的弱龍卷來(lái)說(shuō)，環(huán)境條件在定量上沒(méi)有明確的差別。我們也進(jìn)一步分析了這兩次龍卷過(guò)程的環(huán)境條件。從圖9可以看到，6月12日08時(shí)（圖9a），整個(gè)淮河以南地區(qū)大氣都處于較強(qiáng)的不穩(wěn)定狀態(tài)，最有利抬升指數(shù)（BLI）值小于-2 ℃。該區(qū)域內(nèi)對(duì)流有效位能（CAPE）在500～600 J/kg，屬于中等強(qiáng)度。同時(shí)，0～1 km風(fēng)切變十分顯著，在江蘇中南部達(dá)10 m/s。7月22日的過(guò)程整體條件要更強(qiáng)，尤其從14時(shí)開始（圖9b），安徽到江蘇中南部地區(qū)850和500 hPa之間的溫差超過(guò)了22 ℃，說(shuō)明不穩(wěn)定性明顯加強(qiáng)。江淮地區(qū)CAPE已經(jīng)大范圍超過(guò)了1000 J/kg。同時(shí)，此次過(guò)程中的風(fēng)切變也要更強(qiáng)，14時(shí)在江蘇中北部0～1 km風(fēng)切變最大達(dá)到了22 m/s，為龍卷的發(fā)生提供了有很有利的動(dòng)力條件。另外，不論是從850和500 hPa之間溫差上還是CAPE大值區(qū)上都可以看到，兩次過(guò)程最強(qiáng)的不穩(wěn)定區(qū)域在偏南地區(qū)，而龍卷都發(fā)生在北側(cè)的梯度大值區(qū)，即暖濕舌附近。

圖10 龍卷附近位置T-logP圖及探空物理量（a）2020年6月12日08時(shí)（33 °N， 119°E），（b）2020年7月22日14時(shí)（34°N，119°E）Fig. 10 T-logP and sounding physical parameters near the tornado at 08:00 (a) on 12 June (33°N，119°E), 14:00 (b) on 22 July 2020 (34°N，119°E)

利用距兩次龍卷發(fā)生地點(diǎn)最近的格點(diǎn)探空物理量可以更加直觀定量地得到其環(huán)境條件。圖10a是6月1 2日08時(shí)高郵市附近（33°N，119°E）探空，可以看到CAPE值為333 J/kg，F(xiàn)CST CAPE達(dá)1578 J/kg；0～1 km風(fēng)切變7 m/s，0～6 km則有20 m/s；抬升凝結(jié)高度（LCL）為386 m。與Craven等[21]所指出的有利于龍卷發(fā)生的1200 m以下低的LCL和1 0 m/s以上的0～1 km 風(fēng)切變相比較，其低層的垂直風(fēng)切變條件相對(duì)較弱。而在7月22日14時(shí)沭陽(yáng)和灌南縣附近（34°N，119°E）（圖10b），CAPE和FCST CAPE分別為189和1247 J/kg，0～1和0～6 km風(fēng)切變分別為11和26 m/s，LCL為 105m；與6月12日相比較，能量條件更弱，而不穩(wěn)定和動(dòng)力條件則要更加有利一些，這在綜合指數(shù)SWEAT（強(qiáng)天氣威脅指數(shù)）上也有明確指示（分別為263和325）。與2016年阜寧龍卷相比，垂直風(fēng)切變和抬升凝結(jié)高度相當(dāng)[5]，但對(duì)流有效位能明顯較低?？偟膩?lái)說(shuō)，兩次過(guò)程中不穩(wěn)定條件、能量條件以及風(fēng)切變條件等都十分有利于龍卷的生成，尤其7月22日要更加優(yōu)于6月12日，可以說(shuō)與2016年阜寧龍卷過(guò)程相當(dāng)，但最終產(chǎn)生的龍卷強(qiáng)度顯然遠(yuǎn)未達(dá)到阜寧龍卷的強(qiáng)度，由此也說(shuō)明從短期預(yù)報(bào)角度來(lái)說(shuō)，梅雨期間江淮地區(qū)龍卷走廊上的龍卷是有一定的 短期可預(yù)報(bào)性的，但真正要定位產(chǎn)生龍卷的中尺度對(duì)流系統(tǒng)的發(fā)生時(shí)間、位置以及強(qiáng)度，在短期預(yù)報(bào)時(shí)效內(nèi)具有極大的難度，還需要更深入的研究。

3 結(jié)論

本文對(duì)2020年6月12日和7月22日江蘇省兩次龍卷過(guò)程發(fā)生的天氣背景和對(duì)流環(huán)境特征進(jìn)行了初步分析，所得結(jié)論如下：

1） 通過(guò)對(duì)雷達(dá)回波特征的簡(jiǎn)單分析發(fā)現(xiàn)，6月12日龍卷與2016年阜寧龍卷類似，是獨(dú)立于主雨帶回波外的離散單體，雷達(dá)回波圖像和速度圖像上表現(xiàn)出超級(jí)單體龍卷結(jié)構(gòu)特征，該單體在高郵產(chǎn)生了一個(gè)龍卷，持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)；而7月22日產(chǎn)生龍卷的單體鑲嵌于主雨帶回波南端，并且于生命史內(nèi)跳躍式移動(dòng)，影響了鄰近多地，每處持續(xù)時(shí)間都較為短暫。

2）兩次龍卷均發(fā)生在梅雨期有利于暴雨發(fā)生的天氣背景下，高低空急流耦合、地面暖鋒南側(cè)高濕高能的不穩(wěn)定氣層是兩次龍卷發(fā)生的共同有利環(huán)境條件，但不同的是，6月12日龍卷發(fā)生在一個(gè)持續(xù)的過(guò)程中，影響系統(tǒng)停滯在江淮地區(qū)，穩(wěn)定少動(dòng)；而7月22日則是一次強(qiáng)烈而快速的江淮氣旋影響過(guò)程，龍卷發(fā)生在氣旋錮囚階段。

3）這兩次龍卷發(fā)生的環(huán)境條件 為中等偏強(qiáng)的熱力條件以及強(qiáng)的低層垂直風(fēng)切變條件和低的抬升凝結(jié)高度，定量上對(duì)流有效位能在500 J/kg以下，0～1 km垂直風(fēng)切變?cè)?0 m/s左右，0～6 km風(fēng)切變超過(guò)了20 m/s，抬升凝結(jié)高度在0～300 m，SWEAT指數(shù)達(dá)300左右。尤其7月22日的條件要更加有利，0～1 km垂直風(fēng)切變達(dá)11 m/s，抬升凝結(jié)高度僅105 m。

江蘇是我國(guó)強(qiáng)龍卷發(fā)生最多的省，尤其在近幾年來(lái)還發(fā)生了如阜寧龍卷的EF4級(jí)強(qiáng)龍卷，對(duì)人民生命財(cái)產(chǎn)安全造成了重大損害，因此針對(duì)該地區(qū)龍卷的研究十分必要。本文主要針對(duì)2020年截至目前發(fā)生的龍卷進(jìn)行了天氣學(xué)和雷達(dá)特征上的一些分析，并與阜寧龍卷進(jìn)行了一些簡(jiǎn)單對(duì)比，發(fā)現(xiàn)與強(qiáng)龍卷個(gè)例的環(huán)境條件相比，今年兩次龍卷的能量條件較差，低層垂直風(fēng)切變也處于中等程度。而今年兩次過(guò)程的整體條件比較接近，后一次過(guò)程的環(huán)境條件相對(duì)更有利一些，最終產(chǎn)生的龍卷強(qiáng)度相當(dāng)，但風(fēng)暴形態(tài)及移動(dòng)特征等還是有顯著區(qū)別。本文希望能通過(guò)這兩次個(gè)例的分析為把握梅雨期江淮地區(qū)暴雨形勢(shì)下的龍卷過(guò)程的潛勢(shì)條件以及母風(fēng)暴形態(tài)特征提供一定的幫助，在實(shí)際業(yè)務(wù)中想要更精確的預(yù)報(bào)預(yù)警龍卷還需要更多精細(xì)的研究；且針對(duì)中尺度對(duì)流特征的分析也有待進(jìn)一步深入。