王子晨,王紅軍,彭 沖,解石鑫

(1.西北工業(yè)大學(xué)數(shù)學(xué)與統(tǒng)計(jì)學(xué)院，陜西 西安 710129；2.西安衛(wèi)星測(cè)控中心，陜西 西安 710043；3.宇航動(dòng)力學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西 西安 710043)

0 引言

雷暴大風(fēng)主要由對(duì)流風(fēng)暴的強(qiáng)下沉氣流造成，具有突發(fā)性強(qiáng)、歷時(shí)短、易致災(zāi)等特點(diǎn)，是我國主要災(zāi)害性天氣之一[1]。加強(qiáng)對(duì)強(qiáng)對(duì)流天氣研究，對(duì)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、航天發(fā)射與測(cè)控以及人民生活等具有重要意義。近年來，國內(nèi)外氣象工作者從強(qiáng)對(duì)流大尺度環(huán)流、環(huán)境參數(shù)以及雷達(dá)回波等方面進(jìn)行了研究[2-5]，總結(jié)了強(qiáng)對(duì)流天氣的演變模型和雷達(dá)回波特征[6-7]，并模擬再現(xiàn)了強(qiáng)對(duì)流天氣過程中起重要作用的中尺度系統(tǒng)演變過程[8-9]。雷暴大風(fēng)過程多伴有颮線，颮線過境時(shí)，氣象要素劇烈變化。引起江淮地區(qū)雷暴大風(fēng)的弓狀回波，其天氣背景主要是東北冷渦和高空槽，中等的對(duì)流不穩(wěn)定度和垂直風(fēng)切變，中層存在明顯干層[10]。而中到強(qiáng)的垂直風(fēng)切變下形成雷暴大風(fēng)的過程中，大范圍的雷暴大風(fēng)多由沿著颮線的弓形回波造成[11]。丁一匯等[12]研究了中國華北地區(qū)颮線的環(huán)流背景、觸發(fā)機(jī)制和動(dòng)力、熱力條件，指出槽前暖區(qū)颮線的重要特征是低空急流發(fā)展，暖平流和濕舌向北伸展，建立位勢(shì)不穩(wěn)定，颮線易發(fā)生在槽前地面倒槽中。方翀等[13]將華南地區(qū)颮線分為西風(fēng)帶颮線和臺(tái)風(fēng)颮線，其中，西風(fēng)帶颮線的低層強(qiáng)暖濕氣流導(dǎo)致層結(jié)不穩(wěn)定多與700 hPa冷平流有關(guān)，對(duì)流的線狀組織化與倒槽內(nèi)的氣旋性切變、鋒區(qū)和冷池等有關(guān)。吳哲紅等[14]對(duì)貴州冰雹發(fā)生的環(huán)境潛勢(shì)研究發(fā)現(xiàn)，各型對(duì)流性天氣物理量有著共同特征，且物理量的強(qiáng)度、配置等對(duì)于產(chǎn)生對(duì)流性天氣的強(qiáng)度、種類有指示作用。上述研究有助于提高對(duì)強(qiáng)對(duì)流天氣的認(rèn)識(shí)，但不同區(qū)域、不同季節(jié)的強(qiáng)對(duì)流天氣成因及維持機(jī)理等存在差異，在預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)中一直是重難點(diǎn)。

2018年3月4日，江南地區(qū)發(fā)生了1次歷史罕見的大范圍極端強(qiáng)對(duì)流天氣過程，廣西、湖南及江西等地出現(xiàn)強(qiáng)風(fēng)雹天氣。本文利用地面觀探測(cè)資料、1°×1°的NCEP/NCAR再分析資料以及雷達(dá)資料等，從強(qiáng)對(duì)流天氣環(huán)流演變、環(huán)境參數(shù)、颮線演變特征和極端大風(fēng)成因等方面，研究此次強(qiáng)對(duì)流過程的主要特點(diǎn)和極端大風(fēng)成因，旨在加深對(duì)強(qiáng)對(duì)流天氣的認(rèn)識(shí)，以提高強(qiáng)對(duì)流天氣分析預(yù)報(bào)能力。

1 天氣概況

2018年3月4日05—18時(shí)，廣西(4日05—10時(shí))、湖南(4日08—14時(shí))和江西(4日13—18時(shí))自西南向東北先后出現(xiàn)區(qū)域性雷暴大風(fēng)過程，并伴有局地冰雹、短時(shí)強(qiáng)降水。93市(縣、區(qū))出現(xiàn)8級(jí)以上雷暴大風(fēng)，20市(縣、區(qū))出現(xiàn)10級(jí)以上雷暴大風(fēng)，3市(縣、區(qū))出現(xiàn)12～13級(jí)雷暴大風(fēng)，江西廬山、景德鎮(zhèn)出現(xiàn)13級(jí)極端雷暴大風(fēng)(廬山站，37.3 m·s-1；樂平塔山工業(yè)園站，40.8 m·s-1)，8級(jí)以上大風(fēng)覆蓋范圍之廣為有完整氣象記錄以來歷史罕見。194站(國家站+區(qū)域站)出現(xiàn)短時(shí)強(qiáng)降水，廣西東北部多站超過50 mm。冰雹監(jiān)測(cè)顯示，廣西、湖南及江西等境內(nèi)均有冰雹發(fā)生，湖南冰雹直徑達(dá)18 mm。此次雷暴大風(fēng)過程導(dǎo)致44萬人受災(zāi)，14人死亡，3.5萬間房屋受損，1.6萬hm2農(nóng)作物受災(zāi)，直接經(jīng)濟(jì)損失5億元以上。災(zāi)害以江西最嚴(yán)重，直接經(jīng)濟(jì)損失4億元以上；其次是湖南，直接經(jīng)濟(jì)損失1億元以上。

3月上旬強(qiáng)雷暴大風(fēng)(10級(jí))多發(fā)于西南及華南一帶，而湖南、江西很少。湖南、江西強(qiáng)颮線最早發(fā)生于2009年3月21日[15]，此次強(qiáng)對(duì)流發(fā)生時(shí)間明顯偏早。同時(shí)在對(duì)流過程中，副高與南支槽共同作用，導(dǎo)致副高西北側(cè)西南暖濕氣流較常年異常偏強(qiáng)，使得廣西—江西一帶的水汽和能量條件都非常有利于強(qiáng)對(duì)流天氣出現(xiàn)。

2 環(huán)流演變

3月3—4日，新地島—白令海峽有1個(gè)極渦，極渦不斷分裂短波槽東移，引導(dǎo)極地冷空氣南下，亞洲東部環(huán)流形勢(shì)東高西低，同時(shí)長江以南地區(qū)南支槽活躍，低層處于暖中心，有低渦及切變線存在(圖略)。當(dāng)西風(fēng)帶中北支槽和南支槽系統(tǒng)過境，北支槽引導(dǎo)冷空氣南下，與南支槽前強(qiáng)盛的暖濕氣流交匯于廣西—江西一帶，在地面倒槽暖區(qū)內(nèi)輻合線附近形成了1次大范圍的強(qiáng)對(duì)流天氣過程，江西九江、景德鎮(zhèn)出現(xiàn)極端雷暴大風(fēng)。

2.1 中高層環(huán)流形勢(shì)

由圖1看出，4日08時(shí)，200 hPa高空鋒區(qū)位于廣西—福建地區(qū)，廣西—浙江高空急流(40～54 m·s-1)，廣西處于高空急流入口區(qū)右側(cè)、高空鋒區(qū)和500 hPa南支槽前的疊加區(qū)，廣西高空輻散。

圖1 2018年3月4日08時(shí) 200 hPa風(fēng)場(chǎng)、溫度場(chǎng)(細(xì)實(shí)線為500 hPa槽線，粗實(shí)線為200 hPa急流軸)

由圖2a 看出，4日08時(shí)，500 hPa北支槽位于西北地區(qū)東部，槽區(qū)內(nèi)等溫線密集，系統(tǒng)斜壓性強(qiáng)，南支槽位于西南地區(qū)東部；11—14時(shí)，北支槽與南支槽在青藏高原東部同位相疊加，并開始發(fā)展加深，槽前西南氣流從24 m·s-1增大到34 m·s-1以上，在槽前形成天氣尺度的上升運(yùn)動(dòng)，其動(dòng)力降壓作用有利于低層對(duì)流系統(tǒng)的形成與發(fā)展。500 hPa溫度場(chǎng)上(圖略)，3日20時(shí)，南支槽落后于溫度槽，有利于在南支槽前形成不穩(wěn)定層結(jié)，這是槽前強(qiáng)對(duì)流不穩(wěn)定建立的重要機(jī)制；20時(shí)后，二者相繼從貴州中部東移；4日05時(shí)到達(dá)廣西西部，百色出現(xiàn)雷暴大風(fēng)及冰雹天氣；08—14時(shí)，從廣西經(jīng)湘南移至江西中部，江西中北部T850～500達(dá)28～33 ℃，這在南方地區(qū)尤為罕見，其所經(jīng)過的地區(qū)均出現(xiàn)雷暴大風(fēng)，伴有冰雹、短時(shí)強(qiáng)降水天氣。

2.2 低層環(huán)流形勢(shì)

低層強(qiáng)暖濕氣流對(duì)建立熱力不穩(wěn)定起了主導(dǎo)作用。

4日05時(shí)，廣西—江西，700 hPa強(qiáng)西南低空急流達(dá)20～26 m·s-1，最大風(fēng)速出現(xiàn)在廣西北部，廣西中部冷切變。08時(shí)，700 hPa、850 hPa西南低空急流分別達(dá)20～28 m·s-1、18～26 m·s-1(圖2b、2c)，最大風(fēng)速出現(xiàn)在湖南中部，在西南低空急流的作用下，廣西、湖南及江西受高能舌控制，同時(shí)偏北低空急流在其北部建立，湘贛北部冷切變。09—12時(shí)，低空急流軸位于湖南中部，冷切變南壓至湖南中部及江西北部。13—18時(shí)，低空急流顯著增強(qiáng)，低層能量舌也顯著增強(qiáng)。江西中北部西南風(fēng)風(fēng)速增加了4～8 m·s-1，且有明顯風(fēng)速輻合，冷切變維持在湖南中部和江西中北部。這種強(qiáng)暖濕低空急流和低層切變線構(gòu)成了低層輻合系統(tǒng)，為強(qiáng)對(duì)流天氣提供有利動(dòng)力條件。低空急流在13—18時(shí)的加強(qiáng)與南支槽有關(guān)，在南支槽前上升運(yùn)動(dòng)所導(dǎo)致的中低層動(dòng)力降壓以及繞流與側(cè)向摩擦等共同作用下，南支槽移動(dòng)到青藏高原東部下高原時(shí)，在槽前西南地區(qū)強(qiáng)迫出西南低渦，導(dǎo)致南支槽與副高之間的氣壓梯度加大，低空急流顯著增強(qiáng)，而暖濕低空急流的加強(qiáng)有利于熱力不穩(wěn)定增長。

圖2 2018年3月4日08時(shí) 500 hPa(a)、700 hPa(b)、850 hPa(c)和地面(d)形勢(shì)場(chǎng)

2.3 地面環(huán)流形勢(shì)

3月3日14時(shí)，冷高壓位于西北地區(qū)，冷鋒位于東北地區(qū)并逐漸南下。4日05時(shí)，廣西百色地面輻合線、暖中心。08時(shí)，冷高壓東移至華北(圖2d)，冷鋒位于長江中下游，受南支槽前上升運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力降壓和暖濕空氣等作用，貴州地面形成暖低壓，中心氣壓異常偏低(1000.0 hPa)，湖南、江西處于低壓倒槽中，存在地面輻合線。13時(shí)以后，隨著低空急流的增強(qiáng)，低壓倒槽強(qiáng)烈發(fā)展，地面降壓強(qiáng)烈，南昌最低氣壓1003.9 hPa，上述地區(qū)△P3達(dá)-4～-3 hPa，為該地區(qū)強(qiáng)對(duì)流提供了輻合抬升條件，冷鋒南移至江西和湖南北部，隨著冷鋒侵入地面暖低壓倒槽和輻合線中，觸發(fā)了江西中北部異常強(qiáng)對(duì)流天氣，雷達(dá)回波顯示，冷鋒前的暖低壓倒槽中有從湖南移入江西的一條颮線強(qiáng)烈發(fā)展，呈現(xiàn)較大尺度的西北—東南向的弓狀回波，當(dāng)弓狀回波移到江西中北部時(shí)，造成了極端雷暴大風(fēng)天氣。廣西—江西一帶，3—4日地面升溫明顯(表1)，多數(shù)地區(qū)接近30℃，最高氣溫較常年同期偏高4 ℃以上，西南暖濕氣流攜帶豐沛的水汽和熱量，使大氣中積累了大量不穩(wěn)定能量，當(dāng)冷鋒南下侵入到暖低壓倒槽的輻合線時(shí)，觸發(fā)了強(qiáng)對(duì)流天氣，使得積累的大量水汽和能量在瞬間釋放，形成強(qiáng)烈風(fēng)雹天氣。

表1 2018年3月3—4日廣西、湖南、江西最高溫度(單位：℃)

地形迎風(fēng)坡具有抬升作用。在迎風(fēng)坡迫使氣流沿山爬升，造成很強(qiáng)的上升運(yùn)動(dòng)；當(dāng)山的坡度愈大，且風(fēng)向與山的走向接近垂直時(shí)，則地面垂直運(yùn)動(dòng)愈強(qiáng)。另外，地形對(duì)過山氣流具有阻礙作用，導(dǎo)致過山氣流發(fā)生繞流，形成沿山脈走向的輻合線，誘發(fā)新的上升運(yùn)動(dòng)。由于百色、鐘山、株洲、萍鄉(xiāng)、宜春、南昌、景德鎮(zhèn)等地勢(shì)呈北高南低形狀，4日08時(shí)，江南盛行偏南風(fēng)，風(fēng)向與地形存在夾角，因此，該地形對(duì)偏南風(fēng)具有輻合抬升作用。

3 環(huán)境參數(shù)特征

環(huán)境參數(shù)分析有助于了解強(qiáng)對(duì)流天氣的物理過程，在實(shí)際預(yù)報(bào)中有一定的指示意義。

3.1 熱力及水汽條件

3月4日08時(shí)，南昌站850 hPa(圖2c)、925 hPa西南風(fēng)均達(dá)到16 m·s-1，溫度露點(diǎn)差(T-Td)850、(T-Td)925均小于4 ℃，暖(濕)平流顯著，而(T-Td)700、(T-Td)500、(T-Td)400分別達(dá)25 ℃、18 ℃、14 ℃(圖略)，說明干舌出現(xiàn)在700～500 hPa，且空氣十分干燥，而對(duì)流層中層干冷空氣有利于下沉氣流中降水粒子的強(qiáng)烈蒸發(fā)、融化或升華而導(dǎo)致下沉氣流顯著降溫并產(chǎn)生負(fù)浮力，對(duì)下沉氣流起到加速作用。大氣層結(jié)曲線與露點(diǎn)曲線下部緊靠、上部分離，呈“漏斗”狀，也表明南昌水汽分布“上干下濕”。同時(shí)850 hPa與500 hPa溫度差(T850-500)達(dá)28 ℃，700 hPa與500 hPa溫度差(T700-500)達(dá)22 ℃，強(qiáng)溫度垂直遞減率是加強(qiáng)對(duì)流上升和下沉運(yùn)動(dòng)的重要原因。上述因素有利于熱力不穩(wěn)定層結(jié)的建立。4日17時(shí)，江西中北部T850-500達(dá)32 ℃，極端溫差造成的“上冷下暖”使得江西地區(qū)處于異常熱力不穩(wěn)定，這是雷暴大風(fēng)形成有利條件之一。而強(qiáng)對(duì)流發(fā)生前近地層存在的逆溫層，則有利于不穩(wěn)定能量的聚集。

4日08—14時(shí)，廣西—江西對(duì)流有效位能(CAPE)不斷加強(qiáng)并東移(圖略)，14時(shí)，江西中北部CAPE達(dá)1500～2000 J·kg-1，說明該地區(qū)不穩(wěn)定能量處于高值區(qū)，4日17時(shí)后，該地區(qū)CAPE降到1500 J·kg-1以下，CAPE最大值迅速減小表明強(qiáng)對(duì)流天氣已發(fā)生。

3.2 動(dòng)力條件

4日08時(shí)，200 hPa高空急流(圖1)，500 hPa溫度槽超前高空槽，700 hPa、850 hPa強(qiáng)暖濕低空急流，高低空急流耦合形成的強(qiáng)上升運(yùn)動(dòng)，850 hPa切變線，地面暖低壓倒槽中的輻合線，冷鋒，地勢(shì)北高南低(圖2)。上述因素是此次強(qiáng)對(duì)流天氣有利的動(dòng)力強(qiáng)迫抬升條件。

強(qiáng)低空垂直風(fēng)切變使上升氣流發(fā)生傾斜，有利于對(duì)流層中層干冷空氣卷入，從而加強(qiáng)雷暴下沉氣流，當(dāng)垂直風(fēng)切變≥20 m·s-1時(shí)，易出現(xiàn)雷暴大風(fēng)天氣[10]。4日08時(shí)，湖南—江西0～6 km垂直風(fēng)切變20～24 m·s-1(圖3a)，08—20時(shí)，垂直風(fēng)切變明顯增大，達(dá)24～30 m·s-1(圖3b)。廣西北部—江西中北部強(qiáng)垂直風(fēng)切變形成的動(dòng)力不穩(wěn)定使颮線高度組織化發(fā)展且長時(shí)間維持，有利于雷達(dá)回波形態(tài)演變?yōu)槌叨容^大的線狀弓形。14—18時(shí)，江西中北部地區(qū)颮線發(fā)展成熟，逐漸形成弓狀回波，颮線所經(jīng)地區(qū)伴隨11～13級(jí)災(zāi)害性雷暴大風(fēng)、冰雹及短時(shí)強(qiáng)降水天氣。

圖3 2018年3月4日08時(shí)(a)、20時(shí)(b)0～6 km垂直風(fēng)切變(單位：m·s-1)

4 中尺度對(duì)流特征

4.1 雷達(dá)回波特征

此次強(qiáng)對(duì)流過程可分為3個(gè)階段：初始階段、強(qiáng)盛階段和減弱階段。初始階段(4日04—12時(shí))，04時(shí)，對(duì)流開始在云南與廣西交界處發(fā)展東移(圖4a)。05時(shí)(圖4b)，百色出現(xiàn)東北—西南向線狀回波，緩慢移向東北，在當(dāng)?shù)卦斐闪溯^強(qiáng)的風(fēng)雹天氣。08時(shí)(圖4c)，回波移到廣西北部，發(fā)展成2條線狀回波，移度60 km·h-1，廣西北部出現(xiàn)雷暴大風(fēng)，伴隨多地短時(shí)強(qiáng)降水天氣。08時(shí)30分—11時(shí)(圖4d～4f)，廣西北部2條線狀回波依次移入湖南后，在湖南中南部合并為1條颮線。11時(shí)30分—12時(shí)(圖4g～4h)，颮線發(fā)展，回波結(jié)構(gòu)更加緊密，颮線前不斷有新的對(duì)流單體形成，颮線所經(jīng)地區(qū)雷暴大風(fēng)，伴有冰雹及短時(shí)強(qiáng)降水天氣。強(qiáng)盛階段(4日12—18時(shí))，12時(shí)12—36分(圖4i～4j)，強(qiáng)回波面積增大，颮線在東移中與湘粵交界處對(duì)流回波合并發(fā)展，形成近似南北向的颮線，移速60～80 km·h-1。13時(shí)12—24分(圖4k～4l)，颮線移入江西后繼續(xù)增強(qiáng)，形狀演變?yōu)楣瓲罨夭?，?qiáng)度60 dBz，移動(dòng)加快，移速達(dá)100 km·h-1。14時(shí)24分—15時(shí)30分(圖4m～4n)，颮線發(fā)展旺盛并快速向東北方向移動(dòng)。15時(shí)36分—17時(shí)36分(圖4o～4t)，西北—東南向的颮線發(fā)展成熟，弓狀回波特征更加明顯，移速100～120 km·h-1，弓狀回波凸起處及其北側(cè)所經(jīng)過的贛中北地區(qū)出現(xiàn)區(qū)域性的雷暴大風(fēng)，多站監(jiān)測(cè)到12級(jí)以上的強(qiáng)雷暴大風(fēng)，九江廬山站、景德鎮(zhèn)樂平塔山工業(yè)園站分別出現(xiàn)37.3 m·s-1、40.8 m·s-1的極端雷暴大風(fēng)。減弱階段(4日18時(shí)后)，18時(shí)(圖4u)，颮線移出江西后減弱并進(jìn)入浙江、安徽一帶。綜上所述，這次強(qiáng)對(duì)流過程，前期在廣西、湖南形成的強(qiáng)對(duì)流回波，4日午后進(jìn)入江西鄱陽湖平原，摩擦減小，移速加快，鄱陽湖午后高溫高濕，上述因素促進(jìn)了強(qiáng)對(duì)流天氣的發(fā)展，颮線發(fā)展成熟，由線狀回波演變?yōu)楣瓲罨夭ǎ斐山髦斜辈看蠓秶?～10級(jí)雷暴大風(fēng)、九江—景德鎮(zhèn)地區(qū)11～13級(jí)強(qiáng)雷暴大風(fēng)。

圖4 2018年3月4日雷達(dá)回波(單位：dBz)

4.2 引導(dǎo)氣流特征

雷達(dá)回波移速與雷暴大風(fēng)出現(xiàn)幾率呈正相關(guān)，回波移速>60 km·h-1時(shí)有利于產(chǎn)生災(zāi)害性大風(fēng)[11-12]。3月4日850～300 hPa平均風(fēng)場(chǎng)上(圖略)，08時(shí)，廣西—江西上空為一致性的西南風(fēng)，風(fēng)速22～28 m·s-1，08—20時(shí)，湖南—江西的西南風(fēng)增強(qiáng)，達(dá)24～30 m·s-1。在西南急流引導(dǎo)下，04—12時(shí)、13—14時(shí)、15—17時(shí)雷達(dá)回波移動(dòng)速度分別達(dá)60～80 km·h-1、80～100 km·h-1、100～120 km·h-1。

4.3 風(fēng)廓線特征

地面大風(fēng)發(fā)生前，中層大風(fēng)速核下降明顯。3月4日宜春風(fēng)廓線產(chǎn)品顯示(圖5a)，大風(fēng)出現(xiàn)前，12時(shí)56分—13時(shí)25分，西南風(fēng)>20 m·s-1的大風(fēng)速核從3.7 km高度下降至1.8 km高度，颮線于13時(shí)13—36分經(jīng)過宜春雷達(dá)站，13時(shí)33分宜春出現(xiàn)該過程最大陣風(fēng)南風(fēng)>20 m·s-1(21.1 m·s-1)。4日，南昌風(fēng)廓線產(chǎn)品顯示(圖略)，大風(fēng)出現(xiàn)前，14時(shí)57分—15時(shí)14分，西的大風(fēng)速核從2.7 km高度下降至0.3 km；15時(shí)21分,南昌出現(xiàn)19.7 m·s-1的陣性大風(fēng)。由圖5b看出，4日，景德鎮(zhèn)大風(fēng)出現(xiàn)前，16時(shí)33—46分，西南風(fēng)>20 m·s-1的大風(fēng)速核從3.7 km下降至0.6 km；16時(shí)50分，景德鎮(zhèn)出現(xiàn)20.3 m·s-1的陣性大風(fēng)。由此可見，大風(fēng)速核下降時(shí)間早于地面大風(fēng)10～30 min左右。

4.4 冷池特征

冷池是颮線的邊界層特征，冷池前部是風(fēng)暴出流邊界。低層存在垂直風(fēng)切變時(shí)，冷池就能夠觸發(fā)其前沿空氣產(chǎn)生較強(qiáng)上升運(yùn)動(dòng)，對(duì)觸發(fā)新的風(fēng)暴單體有利。冷池和低層垂直風(fēng)切變相互作用是颮線發(fā)展維持最為重要的熱力和動(dòng)力機(jī)制。4日15時(shí)20分，地面溫度客觀分析顯示，南昌西側(cè)出現(xiàn)冷池，中心最低溫度18 ℃，陣風(fēng)鋒前高溫達(dá)27 ℃(圖6)，在陣風(fēng)鋒前后分別出現(xiàn)颮前暖低壓、雷暴高壓(圖略)，陣風(fēng)鋒前后溫差大，氣壓梯度大，密度流強(qiáng)。冷池引起上升氣流，在冷池前部不斷誘生新的對(duì)流單體，使得雷暴快速傳播而形成弓形回波。冷池前沿陣風(fēng)鋒與弓形回波凸起處對(duì)應(yīng)較好，冷池前風(fēng)向與弓形回波接近垂直，颮線以100～120 km·h-1的速度向東北方向快速移動(dòng)。冷池與強(qiáng)低空垂直風(fēng)切變共同作用，促使颮線前部不斷形成新的風(fēng)暴單體，從而維持了對(duì)流風(fēng)暴的發(fā)展與移動(dòng)。

圖6 2021年3月4日15時(shí)20分地面溫度場(chǎng)(黑色實(shí)線為等溫線，單位：℃，)和雷達(dá)回波(陰影為雷達(dá)回波)

5 結(jié)論

本文利用NCEP/NCAR再分析資料、雷達(dá)資料和觀測(cè)資料，分析了2018年3月4日發(fā)生在江南的1次區(qū)域性強(qiáng)對(duì)流天氣過程，得出以下結(jié)論：

①此次強(qiáng)對(duì)流天氣產(chǎn)生于槽前暖區(qū)，強(qiáng)低空急流帶來的暖濕空氣有利于熱力不穩(wěn)定增大、水汽輸送和低空垂直風(fēng)切變維持，同時(shí)中層干冷空氣進(jìn)一步加劇了層結(jié)不穩(wěn)定。高空急流、高空槽、垂直風(fēng)切變、低空急流、低層能量舌+切變線、地面暖低壓倒槽+輻合線+冷鋒，上述系統(tǒng)是此次強(qiáng)對(duì)流天氣的觸發(fā)者和組織者。強(qiáng)垂直風(fēng)切變使上升氣流發(fā)生傾斜，導(dǎo)致對(duì)流層中層干冷空氣卷入，進(jìn)而加強(qiáng)雷暴下沉氣流，最終導(dǎo)致災(zāi)害性雷暴大風(fēng)的出現(xiàn)。地面大風(fēng)前，中層大風(fēng)速核下降明顯。

②對(duì)流條件分析表明此次強(qiáng)對(duì)流低層暖平流顯著。3月4日08時(shí)，700、850 hPa西南低空急流分別達(dá)20～28 m·s-1、18～26 m·s-1，08時(shí)以后低空急流不斷增強(qiáng)，江西中北部低層高溫高濕，(T-Td)850、(T-Td)925均小于4 ℃，中層有冷槽影響，(T-Td)700達(dá)25 ℃，干區(qū)明顯。溫度垂直遞減率高，4日08時(shí)，南昌T850-500、T700-500分別達(dá)28 ℃、22 ℃，4日17時(shí)，江西中北部T850-500達(dá)32 ℃，達(dá)極端熱力不穩(wěn)定，DCAPE達(dá)1500～2000 J·kg-1，上述因素非常有利于極端雷暴大風(fēng)天氣的出現(xiàn)。

③此次強(qiáng)對(duì)流過程中，對(duì)流開始在云南與廣西交界處發(fā)展東移，呈線狀回波，在強(qiáng)盛的西南氣流引導(dǎo)下，線狀回波以60 km·h-1的速度從廣西移入湖南后，與湘粵交界處對(duì)流回波合并發(fā)展，形成近似南北向的颮線，移動(dòng)不斷加速。颮線移入江西后發(fā)展為線狀弓形，颮線后冷池明顯，中尺度雷暴高壓強(qiáng)與陣風(fēng)鋒前暖低壓的強(qiáng)氣壓梯度造成強(qiáng)密度流，弓形回波移速達(dá)100～120 km·h-1，導(dǎo)致江西中北地區(qū)出現(xiàn)區(qū)域性8～10級(jí)大風(fēng)，九江廬山站、景德鎮(zhèn)樂平塔山工業(yè)園站出現(xiàn)13級(jí)的極端雷暴大風(fēng)。