盛志軍 周雨 張國(guó)平

(1 江西省氣象臺(tái)，南昌 330096； 2 江西省氣象服務(wù)中心，南昌 330096； 3 中國(guó)氣象局公共氣象服務(wù)中心，北京 100081)

引言

強(qiáng)對(duì)流天氣通常是指由深厚濕對(duì)流(DMC)產(chǎn)生的冰雹、雷雨大風(fēng)等各種災(zāi)害性天氣，因其突發(fā)性強(qiáng)、生命期短、局地性強(qiáng)、造成的天氣劇烈等特點(diǎn)，一直備受關(guān)注[1-3]。隨著我國(guó)氣象現(xiàn)代化的發(fā)展，各類(lèi)專(zhuān)項(xiàng)研究也紛紛展開(kāi)[4-17]，極大推進(jìn)了我國(guó)強(qiáng)對(duì)流天氣預(yù)報(bào)水平。強(qiáng)對(duì)流天氣的發(fā)生發(fā)展需要以下基本環(huán)境條件：不穩(wěn)定層結(jié)、垂直風(fēng)切變、觸發(fā)機(jī)制和水汽條件。然而強(qiáng)對(duì)流發(fā)生前的環(huán)境大氣特征并不存在非常明確的物理界限，即使是在天氣系統(tǒng)配置相似的情況下，對(duì)應(yīng)的強(qiáng)對(duì)流天氣類(lèi)型或強(qiáng)度也不盡相同。如何準(zhǔn)確的做出雷暴大風(fēng)、冰雹或短時(shí)強(qiáng)降水等強(qiáng)對(duì)流分類(lèi)預(yù)報(bào)仍然是目前天氣預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)中的難點(diǎn)[18-21]。由于影響強(qiáng)對(duì)流的天氣尺度系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及局地中尺度環(huán)流特征差異，同一種類(lèi)型的強(qiáng)對(duì)流強(qiáng)度也會(huì)有所不同。強(qiáng)對(duì)流天氣的上述復(fù)雜性決定了一些細(xì)微的差別就可能導(dǎo)致強(qiáng)對(duì)流天氣類(lèi)別或強(qiáng)度差異。因此需要加強(qiáng)對(duì)一些相似類(lèi)型強(qiáng)對(duì)流個(gè)例的細(xì)致分析研究，通過(guò)環(huán)境場(chǎng)條件差別研判分析強(qiáng)對(duì)流天氣不同類(lèi)型或強(qiáng)度潛勢(shì)。

2019年春季江西北部發(fā)生了兩次類(lèi)似區(qū)域性強(qiáng)對(duì)流過(guò)程，一次出現(xiàn)在3月20日20:00至21日18:00(簡(jiǎn)稱(chēng)“3·21”過(guò)程)，44個(gè)氣象站出現(xiàn)10級(jí)以上大風(fēng)(圖1a);19個(gè)氣象站出現(xiàn)冰雹，最大直徑約30 mm(宜春市)；69個(gè)氣象站小時(shí)雨量超過(guò)30 mm(圖2a)，最大小時(shí)雨量達(dá)62.1 mm(湖口縣文橋鄉(xiāng));強(qiáng)對(duì)流天氣導(dǎo)致死亡5人，直接經(jīng)濟(jì)損失7.4億元。另一次過(guò)程出現(xiàn)在4月9日13:00—20:00(簡(jiǎn)稱(chēng)“4·9”過(guò)程)，5個(gè)氣象站出現(xiàn)10級(jí)以上大風(fēng)(圖1b)，最大風(fēng)速達(dá)30.8 m·s-1(廣豐縣大石鄉(xiāng))，4個(gè)氣象站小時(shí)雨量超過(guò)30 mm(圖2b)，最大小時(shí)雨量46.8 mm(九江永修縣柘林鎮(zhèn))。兩次過(guò)程發(fā)生時(shí)間前后間隔不到20 d，環(huán)流背景相似，但強(qiáng)天氣的強(qiáng)度、范圍及造成的災(zāi)情損失差別較大，其成因?qū)?qiáng)對(duì)流天氣預(yù)報(bào)預(yù)警服務(wù)有重要意義。本文從天氣形勢(shì)、水汽條件、觸發(fā)機(jī)制和回波特征等方面探討兩次過(guò)程強(qiáng)天氣成因的異同。

圖1 2019年3月20—21日(a)和4月9日(b)江西出現(xiàn)8級(jí)以上極大風(fēng)速(實(shí)心圓圈)、 冰雹(黑色實(shí)心三角形)及雷電(+)實(shí)況分布

圖2 2019年3月20—21日(a)和4月9日(b)江西最大小時(shí)雨量達(dá)20 mm以上的分布

1 天氣形勢(shì)及冷空氣對(duì)比分析

1.1 天氣形勢(shì)對(duì)比

強(qiáng)對(duì)流天氣的發(fā)生發(fā)展與其所在的大尺度環(huán)境條件密切相關(guān)。2019年3月20日20：00山東半島到長(zhǎng)江中下游500 hPa有階梯式短波槽(圖3a)，引導(dǎo)冷空氣沿偏東路徑南下。700 hPa到925 hPa切變線(xiàn)位于長(zhǎng)江流域，切變南側(cè)江西到華南有寬廣的西南急流，呈風(fēng)速輻合。地面冷高壓主體位于西北地區(qū)東部，中心氣壓1035 hPa，前緣冷鋒位于山東西部至陜南，江西北部處于低壓倒槽中。21日08：00隨著高空槽東南移，低層切變南壓，動(dòng)力輻合明顯加強(qiáng)，鋒區(qū)兩側(cè)溫差達(dá)到每100 km 5～7 ℃。4月9日08：00(圖3b)，500 hPa江西受槽前暖脊控制；700 hPa至925 hPa切變線(xiàn)位于黃淮到江淮之間，850 hPa長(zhǎng)沙、南昌到安慶風(fēng)速達(dá)20～26 m·s-1，江西處地面低壓倒槽中，9日下午開(kāi)始?xì)庑蟛坷滗h快速南下影響江西，鋒區(qū)兩側(cè)溫差達(dá)每100 km 4～10 ℃。

兩次過(guò)程都由冷空氣進(jìn)入倒槽觸發(fā)，有明顯的冷暖平流，屬斜壓鋒生類(lèi)強(qiáng)對(duì)流過(guò)程[12]?！?·21”過(guò)程500 hPa溫度槽超前于高度槽，有利于槽前建立不穩(wěn)定；“4·9”過(guò)程高空槽前是更強(qiáng)的暖平流，導(dǎo)致地面氣旋發(fā)展?！?·21”過(guò)程江西北部低層及鋒面南側(cè)風(fēng)向風(fēng)速場(chǎng)均呈現(xiàn)輻合特征，為鋒前中尺度對(duì)流系統(tǒng)發(fā)生發(fā)展提供了有利的動(dòng)力條件；“4·9”過(guò)程江西北部呈風(fēng)速輻散特征。

1.2 冷空氣對(duì)比

分析兩次過(guò)程天氣系統(tǒng)配置，鋒前及鋒面附近出現(xiàn)了中尺度對(duì)流系統(tǒng)。“3·21”過(guò)程先有地面靜止鋒進(jìn)入倒槽引起暖區(qū)分散性對(duì)流(圖3a)，而后冷空氣移入靜止鋒，鋒前干冷空氣與暖濕空氣的輻合增強(qiáng)引起鋒生，上升運(yùn)動(dòng)加強(qiáng)，風(fēng)暴頂輻散在鋒前形成垂直環(huán)流，降水作用在鋒面附近形成冷池，使得溫度梯度進(jìn)一步加大，地面輻合加強(qiáng)，冷池出流與暖濕空氣輻合，鋒生作用觸發(fā)江西北部對(duì)流新生發(fā)展，鋒面移速緩慢，導(dǎo)致中尺度對(duì)流系統(tǒng)持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)?！?·9”過(guò)程地面冷空氣勢(shì)力較強(qiáng)移動(dòng)快，暖濕氣流偏弱，降水條件偏弱導(dǎo)致冷池作用不及前次過(guò)程明顯，鋒前垂直環(huán)流維持時(shí)間短，以干對(duì)流為主。

圖3 2019年3月20日20:00(a)、4月9日08:00(b)天氣形勢(shì)綜合配置

2 環(huán)境條件對(duì)比分析

2.1 不穩(wěn)定特征

強(qiáng)對(duì)流發(fā)生前，低層一般都存在潛在不穩(wěn)定能量積聚過(guò)程，在外部動(dòng)力條件具備的情況下，大氣潛在不穩(wěn)定能量釋放從而觸發(fā)強(qiáng)對(duì)流天氣。T-lnp圖能夠反映探空站及其附近氣象要素的垂直分布，可有效判斷強(qiáng)對(duì)流潛勢(shì)。選取南昌站進(jìn)行探空分析(圖4)，兩次過(guò)程層結(jié)曲線(xiàn)都呈典型“上干下濕”分布；3月20日20:00，850 hPa以下風(fēng)隨高度順轉(zhuǎn)，700 hPa至400 hPa風(fēng)隨高度逆轉(zhuǎn)，呈“上冷下暖”溫度垂直分布特征；0 ℃和-20 ℃層高度分別為4.0 km和7.2 km，顯著不穩(wěn)定層結(jié)和適宜的中間層高度有利冰雹增長(zhǎng)。

對(duì)比常用對(duì)流參數(shù)(表1)，3月20日20：00對(duì)流有效位能達(dá)1090 J·kg-1，850 hPa與500 hPa溫差達(dá)28 ℃，氣溫垂直遞減率增大，表明對(duì)流發(fā)生前已積累較高不穩(wěn)定能量，分析4月9日08：00探空?qǐng)D(圖4b)，使用14:00地面溫度和露點(diǎn)溫度訂正后對(duì)流有效位能達(dá)1533 J·kg-1，兩次過(guò)程的對(duì)流有效位能在江西3—4月是明顯偏高的。分析表明，兩次過(guò)程在對(duì)流發(fā)生前均具有較明顯的熱力和動(dòng)力不穩(wěn)定特征，對(duì)流層中層存在明顯干冷層結(jié)；而“3·21”過(guò)程不穩(wěn)定能量積累更強(qiáng)，中層干冷條件更好，濕層相對(duì)更深厚，對(duì)流潛勢(shì)環(huán)境條件利于產(chǎn)生更劇烈的強(qiáng)對(duì)流天氣。

表1 2019年3月20日20:00和4月9日08：00南昌站常用對(duì)流指數(shù)物理量對(duì)比

圖4 2019年3月20日20：00(a)和4月9日08：00(b)南昌探空站T-lnp圖

2.2 動(dòng)力抬升條件

在具有強(qiáng)的不穩(wěn)定層結(jié)條件下，強(qiáng)對(duì)流天氣是否能夠發(fā)展，另一關(guān)鍵條件是動(dòng)力抬升條件和觸發(fā)機(jī)制。以下從散度和垂直速度具體分析兩次過(guò)程的動(dòng)力抬升條件。

分析圖5發(fā)現(xiàn)，3月20日02：00至21日14：00江西北部200 hPa為輻散區(qū)，700 hPa以下為輻合區(qū)，輻合中心為-1.0×10-6s-1，出現(xiàn)在850 hPa(圖5a、b、c)，低層輻合高層輻散的抽吸效應(yīng)使得鋒面前沿深厚的垂直上升區(qū)建立，為強(qiáng)天氣的觸發(fā)提供了有利的動(dòng)力抬升條件；20日02：00開(kāi)始江西北部對(duì)流單體風(fēng)暴有組織化發(fā)展，南昌、鷹潭、上饒東部等地區(qū)先后出現(xiàn)8～10級(jí)雷暴大風(fēng)和短時(shí)強(qiáng)降水?！?·9”過(guò)程500 hPa以上無(wú)明顯的輻散特征，輻合出現(xiàn)在925 hPa和850 hPa。9日08：00—20:00，925 hPa和850 hPa輻合中心為-1.0×10-6s-1、-0.4×10-6s-1(圖5d、e、f)，較前次過(guò)程輻合層淺薄、范圍小。

圖5 2019年3月21日02：00(a)、21日08：00(b)、21日14：00(c)、4月9日08：00(d)、9日14：00(e)、 9日20：00(f)925 hPa風(fēng)場(chǎng)、925 hPa輻合區(qū)(填色)、850 hPa輻合區(qū)(等值線(xiàn)，單位：10-6s-1)分布

2.3 垂直風(fēng)切變

對(duì)流風(fēng)暴的組織程度和強(qiáng)度與環(huán)境風(fēng)垂直切變有密切關(guān)系[17]，分析兩次過(guò)程風(fēng)場(chǎng)及渦度的高度-經(jīng)度剖面，3月20日20：00至21日08:00(圖6a、b)隨著冷空氣侵入，116°E附近1000～700 hPa、1000～500 hPa垂直風(fēng)矢量差最大分別為12 m·s-1、24 m·s-1，切變最大分別為2.0×10-3s-1、3.2×10-3s-1。高低層垂直風(fēng)矢量差及風(fēng)向差異的增大，使得高低空垂直風(fēng)切變?cè)鰪?qiáng)，為強(qiáng)對(duì)流發(fā)生發(fā)展提供了不穩(wěn)定層結(jié)條件。4月9日08:00—14：00(圖6c、d)，116°E附近1000～700 hPa、1000～500 hPa垂直風(fēng)矢量差最大分別為8 m·s-1、14 m·s-1，切變最大分別1.6×10-3s-1、2×10-3s-1。對(duì)比發(fā)現(xiàn)，“3·21”過(guò)程垂直風(fēng)切變更強(qiáng)，有利于水平正渦度的激發(fā)和中層干冷空氣的吸入，導(dǎo)致冰雹增長(zhǎng)，觸發(fā)強(qiáng)下沉氣流。對(duì)比圖6b、d發(fā)現(xiàn)，強(qiáng)垂直切變區(qū)存在較大水平正渦度，渦管扭曲產(chǎn)生垂直渦度，上升運(yùn)動(dòng)加強(qiáng)，利于產(chǎn)生冰雹。

圖6 2019年3月20日20:00(a)、21日08:00(b)、4月9日08:00(c)、 9日14:00(d)沿29°N風(fēng)場(chǎng)及渦度(等值線(xiàn)，單位:10-5s-1)的垂直剖面

2.4 水汽條件

強(qiáng)對(duì)流發(fā)生需要一定的水汽條件，王秀明等[21]通過(guò)數(shù)值模擬分析發(fā)現(xiàn)，大氣低層濕度對(duì)風(fēng)暴的組織結(jié)構(gòu)有較大影響，中-高濕度環(huán)境更有利于形成高度組織化的颮線(xiàn)。分析兩次過(guò)程水汽通量和通量散度分布(圖略)發(fā)現(xiàn)： ①兩次過(guò)程低層均有較好的水汽輸送，但 “3·21”過(guò)程水汽輸送偏南，“4·9”過(guò)程水汽輸送偏東偏北。兩次過(guò)程最大水汽通量分別為20～30 g·cm-1·hPa-1·s-1、20～27 g·cm-1·hPa-1·s-1。②兩次過(guò)程強(qiáng)對(duì)流發(fā)生區(qū)域均有較強(qiáng)的水汽輻合，“3·21”過(guò)程贛北水汽通量散度中心達(dá)-14×10-5g·cm-2·hPa-1·s-1，高于“4·9”過(guò)程。

干侵入是指來(lái)自平流層下層和對(duì)流層中上層的低相對(duì)濕度和高位渦表征的干燥下沉氣流，與低層暖空氣相互作用，對(duì)暴雨的增幅、天氣系統(tǒng)位勢(shì)不穩(wěn)定的發(fā)展以及中氣旋發(fā)展生成起著重要的促進(jìn)作用。分析兩次過(guò)程主強(qiáng)對(duì)流發(fā)生區(qū)域(115°～117°E，28°～31°N)每6 h 1次的位渦和相對(duì)濕度時(shí)間剖面發(fā)現(xiàn)，3月19日08：00至20日23:00對(duì)流層高層高值位渦庫(kù)自上而下呈漏斗狀延伸至400 hPa，表明有干空氣向下侵入對(duì)流層中層(圖7a)。之后，干區(qū)逐漸減弱，濕度高值區(qū)開(kāi)始增加，21日08：00，925～300 hPa為顯著的濕區(qū)，這樣深厚的濕層和高位渦庫(kù)的存在，為短時(shí)強(qiáng)降水、冰雹等強(qiáng)對(duì)流天氣的發(fā)生提供了水汽和不穩(wěn)定條件?！?·9”過(guò)程也存在對(duì)流層高層位渦庫(kù)高值向下延伸和濕層增厚(圖7b)，但位渦高值區(qū)和高濕區(qū)維持時(shí)間較“3·21”過(guò)程偏短。

圖7 2019年3月19日08:00至22日02：00(a)和4月8日08：00至10日02:00(b)強(qiáng)對(duì)流區(qū) (113°～118°E，28°～32°N)平均相對(duì)濕度(陰影，實(shí)線(xiàn),單位：%)和平均位渦(虛線(xiàn),單位：PVU,1 PVU=106 m2·s-1·K·kg-1)

3 多普勒天氣雷達(dá)回波特征對(duì)比分析

3.1 回波演變特征對(duì)比

兩次過(guò)程大尺度天氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)配置有相似性，雷暴大風(fēng)、冰雹等強(qiáng)天氣主要是由颮線(xiàn)等中小尺度系統(tǒng)導(dǎo)致，以下主要討論其回波演變特征。

“3·21”過(guò)程回波演變(圖8a)可分為準(zhǔn)靜止鋒影響下的多單體風(fēng)暴(20日20：00至21日04：00)、冷暖空氣共同觸發(fā)的強(qiáng)颮線(xiàn)(21日04:00—09:00)及湖南短颮線(xiàn)移入(21日10:00—14:00)等3個(gè)階段。20日20:00開(kāi)始，贛北北部對(duì)流單體逐漸新生發(fā)展。21：00出現(xiàn)超級(jí)單體風(fēng)暴，浮梁、婺源、都昌等縣受影響出現(xiàn)雷暴大風(fēng)和冰雹。21日04：00(圖8a)颮線(xiàn)A回波移入贛西北，45 dBz以上強(qiáng)回波呈南北向分布，與移動(dòng)方向幾乎垂直，平均移速75 km·h-1，07：00颮線(xiàn)經(jīng)過(guò)南昌市時(shí)出現(xiàn)弓形特征，造成進(jìn)賢縣瞬時(shí)大風(fēng)達(dá)28.4 m·s-1(10級(jí))；颮線(xiàn)北側(cè)和西側(cè)層積混合回波水平尺度超過(guò)200 km，回波列車(chē)效應(yīng)導(dǎo)致進(jìn)賢縣三陽(yáng)集08：00小時(shí)降水量達(dá)61 mm。此后強(qiáng)颮線(xiàn)加速東移并脫離后側(cè)層積混合回波，降水強(qiáng)度減弱，08：00—09：00強(qiáng)颮線(xiàn)快速東移影響鷹潭、撫州、上饒等市，造成大范圍9～11級(jí)雷暴大風(fēng)，09：00以后逐漸移出江西。10：00颮線(xiàn)B從湖南瀏陽(yáng)移入萍鄉(xiāng)市，45 dBz以上強(qiáng)回波呈南北向線(xiàn)狀，東移平均移速60 km·h-1，11：00—14:00相繼影響新余、吉安等市，造成7～8級(jí)雷暴大風(fēng)，冰雹和短時(shí)強(qiáng)降水分布較分散，14：00颮線(xiàn)B進(jìn)入撫州后減弱，2組颮線(xiàn)回波影響時(shí)長(zhǎng)達(dá)10 h。

“4·9”過(guò)程有2組(C、D)颮線(xiàn)自西北向東南先后影響江西北部(圖8b)。9日13：00多個(gè)雷暴單體在九江市組織化發(fā)展并呈線(xiàn)狀排列，C颮線(xiàn)形成，反射率因子最大達(dá)60 dBz，平均移速達(dá)80 km·h-1，15:00颮線(xiàn)C東南方向移動(dòng)影響景德鎮(zhèn)、上饒、南昌等市出現(xiàn)8級(jí)左右雷暴大風(fēng)。颮線(xiàn)前沿有陣風(fēng)鋒回波，前側(cè)雷暴出流遭遇強(qiáng)西南氣流，在颮線(xiàn)南部觸發(fā)新的對(duì)流單體生成，17：00逐漸消亡。颮線(xiàn)D 16：00在南昌市南部發(fā)展東移，此后其東段發(fā)展東移，西段逐漸減弱，18：00影響鷹潭、上饒等市，颮線(xiàn)D水平尺度100 km左右，平均移速65 km·h-1。2組颮線(xiàn)影響時(shí)長(zhǎng)超過(guò)5 h。

圖8 2019年3月21日04:00—14:00(a)和4月9日13:00—18:00(b)大于45 dBz雷達(dá)回波隨時(shí)間演變

分析可知，“3·21”過(guò)程颮線(xiàn)回波具有典型弓形特征，強(qiáng)回波范圍大，形狀與移向垂直，移速快；“4·9”過(guò)程颮線(xiàn)的線(xiàn)狀排列特征明顯，強(qiáng)回波面積小，前側(cè)有陣風(fēng)鋒回波。

3.2 風(fēng)廓線(xiàn)產(chǎn)品資料對(duì)比分析

風(fēng)廓線(xiàn)產(chǎn)品(VWP)反演的是雷達(dá)多個(gè)體掃時(shí)次的水平風(fēng)垂直廓線(xiàn)，一般認(rèn)為能較好代表距離雷達(dá)站60 km范圍內(nèi)的環(huán)境風(fēng)場(chǎng)[16]?！?·21”過(guò)程進(jìn)賢、南昌縣和“4·9”過(guò)程靖安、永修縣出現(xiàn)了8級(jí)以上雷暴大風(fēng)(南昌雷達(dá)處有效范圍內(nèi))，選取南昌站VWP產(chǎn)品分析颮線(xiàn)過(guò)境前后垂直風(fēng)場(chǎng)演變。

分析3月21日06:14—07:13南昌VWP演變(圖9a)可知，06:38前受一支強(qiáng)西南氣流控制，5 km高度風(fēng)速最大達(dá)30 m·s-1，06:38開(kāi)始3 km高度有明顯偏北風(fēng)冷空氣侵入(圖9a紅色方框)，冷空氣與偏南氣流交匯，產(chǎn)生明顯輻合，激發(fā)對(duì)流風(fēng)暴新生并強(qiáng)烈發(fā)展，南昌縣附近識(shí)別出明顯的中氣旋，06:43強(qiáng)偏北風(fēng)自上而下迅速擴(kuò)展，動(dòng)量快速下傳，1.8 km高度偏北風(fēng)最大達(dá)24 m·s-1，06:48南昌縣出現(xiàn)20 m·s-1大風(fēng)；07:13強(qiáng)偏北風(fēng)已向下擴(kuò)展至0.3 km高度， 07:18進(jìn)賢縣出現(xiàn)28 m·s-1(10級(jí))大風(fēng)。07:36中層逐漸轉(zhuǎn)為西南風(fēng)，邊界層風(fēng)速減小，颮線(xiàn)移出南昌。

圖9b給出了4月9日15:09—16:08南昌VWP演變，15:27前中低層為較強(qiáng)西南風(fēng)，最大風(fēng)速12 m·s-1，15:33冷空氣開(kāi)始從0.9 km高度侵入(圖9b藍(lán)色方框)，最大風(fēng)速10 m·s-1，之后快速向地面擴(kuò)展，15:39—16:00靖安、永修先后出現(xiàn)19 m·s-1(8級(jí))雷暴大風(fēng)，此后邊界層維持偏北風(fēng)，最大風(fēng)速12 m·s-1，南昌地區(qū)出現(xiàn)了13～15 m·s-1(7級(jí))大風(fēng)，與實(shí)況基本吻合。

圖9 2019年3月21日06:14—07:13(a)、4月9日15:09—16:08(b)南昌垂直風(fēng)廓線(xiàn)演變 (圖a、b中紅色、藍(lán)色方框表示有冷空氣侵入,橫坐標(biāo)為世界時(shí))

由以上分析可知，“3·21”過(guò)程暖平流特征明顯(3 km以下西南風(fēng)速最大達(dá)22 m·s-1)，高空冷空氣侵入深厚(從3 km向下延伸)，偏北風(fēng)速大(最大達(dá)24 m·s-1)；“4·9”過(guò)程3 km高度以下西南風(fēng)相對(duì)偏弱(最大16 m·s-1)，侵入冷空氣淺薄(0.9 km高度以下)。

3.3 中氣旋對(duì)比分析

中氣旋是強(qiáng)風(fēng)暴雷達(dá)回波的重要特征，對(duì)冰雹、雷暴大風(fēng)等強(qiáng)對(duì)流天氣的短臨預(yù)報(bào)預(yù)警有重要指示作用。本文選取的中氣旋持續(xù)時(shí)間2個(gè)體掃以上，考慮到中氣旋在合適的距離才能被探測(cè)到，結(jié)合南昌、上饒、景德鎮(zhèn)等3部雷達(dá)對(duì)“3·21”和“4·9”過(guò)程中氣旋產(chǎn)品作對(duì)比，將明顯識(shí)別不合理的中氣旋剔除后發(fā)現(xiàn)，“3·21”過(guò)程出現(xiàn)了9個(gè)中氣旋，其中3月21日06:49南昌縣附近20 km范圍內(nèi)識(shí)別出3個(gè)中氣旋(圖10a黑色方框內(nèi))，中尺度對(duì)流發(fā)展非常劇烈?！?·9”過(guò)程永修附近出現(xiàn)了中氣旋(圖10b)，最長(zhǎng)持續(xù)時(shí)間為3個(gè)體掃。

圖10 2020年3月21日06:49(a)、15:21(b)南昌雷達(dá)組合反射率因子 (黃色圓圈表示中氣旋，黑色方框表示中氣旋發(fā)展區(qū)域)

3.4 單體風(fēng)暴參數(shù)對(duì)比分析

垂直積分液態(tài)水含量(VIL)、風(fēng)暴移動(dòng)速度(MV)與雷暴大風(fēng)天氣的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)，是江西雷達(dá)短臨監(jiān)測(cè)預(yù)警的重要產(chǎn)品指標(biāo)之一。兩次過(guò)程江西撫州東鄉(xiāng)區(qū)都出現(xiàn)9級(jí)雷暴大風(fēng)(3月21日07:37風(fēng)速24 m·s-1、4月9日16:02風(fēng)速22 m·s-1)，對(duì)東鄉(xiāng)站在風(fēng)暴過(guò)境前后VIL和MV進(jìn)行分析。兩次過(guò)程?hào)|鄉(xiāng)雷暴大風(fēng)發(fā)生前VIL均出現(xiàn)下降(圖略)，“3·21”過(guò)程VIL由07:30的43 kg·m-2降至07:36的38 kg·m-2，VIL值符合江西本地雷暴大風(fēng)研究統(tǒng)計(jì)值，VIL值下降出現(xiàn)在大風(fēng)發(fā)生前。“4·9”過(guò)程VIL值由15:56的18 kg·m-2降至16:02的13 kg·m-2，與江西雷暴大風(fēng)VIL統(tǒng)計(jì)值相比明顯偏小，可能導(dǎo)致預(yù)報(bào)員低估雷暴大風(fēng)的強(qiáng)度，增大了短臨預(yù)警的難度。

兩次過(guò)程?hào)|鄉(xiāng)雷暴大風(fēng)發(fā)生前MV出現(xiàn)上升，“3·21”過(guò)程?hào)|鄉(xiāng)雷暴大風(fēng)發(fā)生前30 min(07:07)已達(dá)22 m·s-1(圖略)，07:18增大至27 m·s-1，之后維持27 m·s-1，東鄉(xiāng)及下游鷹潭等地區(qū)出現(xiàn)9～10級(jí)大風(fēng)。“4·9”過(guò)程大風(fēng)發(fā)生前MV由15:56的15 m·s-1增加至17 m·s-1，對(duì)流單體影響東鄉(xiāng)后增大到18 m·s-1繼續(xù)影響下游地區(qū)?？梢?jiàn)，風(fēng)暴發(fā)生發(fā)展移動(dòng)趨勢(shì)對(duì)預(yù)報(bào)員短臨預(yù)警有重要參考作用。

4 結(jié)論

本文對(duì)2019年江西兩次斜壓鋒生類(lèi)強(qiáng)對(duì)流天氣過(guò)程進(jìn)行對(duì)比分析，主要結(jié)論如下：

(1)兩次過(guò)程都由冷空氣進(jìn)入地面倒槽觸發(fā)，“3·21”過(guò)程溫度露點(diǎn)差近飽和狀態(tài)，冷暖空氣的輻合明顯；“4·9”過(guò)程鋒面兩側(cè)輻合較弱，冷鋒移動(dòng)快。

(2)“3·21”過(guò)程對(duì)流發(fā)生時(shí)濕層更深厚，對(duì)流層高層高值位渦庫(kù)自上而下呈漏斗狀延伸至400 hPa，“干侵入”特征明顯；“4·9”過(guò)程中低層整體濕度條件較差，中高層有明顯干空氣卷入，冷卻蒸發(fā)作用導(dǎo)致的強(qiáng)下沉氣流引發(fā)地面大風(fēng)。

(3)“3·21”過(guò)程弓形回波特征明顯，中氣旋數(shù)量達(dá)9個(gè)；強(qiáng)冷空氣從3 km高度侵入并迅速下傳動(dòng)量，單體風(fēng)暴VIL大、移速快，對(duì)大風(fēng)等強(qiáng)對(duì)流預(yù)警有指示意義；“4·9”過(guò)程颮線(xiàn)回波的中氣旋發(fā)展程度不如前次過(guò)程，侵入冷空氣淺薄，單體風(fēng)暴VIL小，短臨預(yù)警低估大風(fēng)可能性大。

本文從環(huán)境條件、觸發(fā)機(jī)制、回波特征等方面對(duì)兩次斜壓鋒生型強(qiáng)對(duì)流過(guò)程作對(duì)比分析，但對(duì)鋒面次級(jí)環(huán)流觸發(fā)作用分析還不夠深入，需要在今后的工作中加強(qiáng)從鋒面動(dòng)力學(xué)特征方面，深入挖掘類(lèi)似強(qiáng)對(duì)流天氣過(guò)程的成因與差異。