摘要：利用常規(guī)氣象觀測資料、區(qū)域站觀測資料、EC再分析資料、FY-2G衛(wèi)星資料和雷達資料，對2017年7月29日湖北宜昌一次下?lián)舯┝鬟^程進行了中尺度分析。結(jié)果表明：（1）此次下?lián)舯┝鬟^程發(fā)生在副熱帶高壓（以下簡稱副高）邊緣，宜昌北部對流由冷空氣觸發(fā)產(chǎn)生，中部對流由冷空氣繞流產(chǎn)生的偏東氣流受宜昌西部山區(qū)地形抬升觸發(fā)產(chǎn)生。（2）下?lián)舯┝鬟^程中伴隨著氣壓陡升、氣溫驟降、風(fēng)向突變、風(fēng)速驟增的現(xiàn)象，氣壓突增和風(fēng)向突變比風(fēng)速驟增提早10min左右出現(xiàn)。（3）衛(wèi)星云圖顯示大風(fēng)出現(xiàn)的位置基本上在云團傳播方向前沿云頂亮溫梯度最大的區(qū)域。（4）本次過程呈典型的脈沖風(fēng)暴特征，初始雷達回波強度較強，高度位于4～6 km，回波形態(tài)直立，且在地面大風(fēng)出現(xiàn)前10min左右有明顯的中層徑向輻合特征（MARC）。（5）回波受長江河谷地形阻擋以及副高的阻擋作用，在長江河谷移動緩慢，因此維持時間較長，并且出現(xiàn)兩次加強，一次為回波合并加強，一次在三峽壩區(qū)附近受局地的熱力和動力輻合作用加強。

關(guān)鍵詞：下?lián)舯┝?；脈沖風(fēng)暴；中尺度輻合線；地形作用；MARC

中圖法分類號：P458.3" 文獻標志碼：A"" DOI：10.12406/byzh.2020-202

Mesoscale analysis of a downburst process in Yichang threegorges dam area on 29 July 2017

XIA Yu， LI Fang， TANG Miao， YE Dan

（Yichang Meteorological of Hubei， Yichang 443000）

Abstract： Based on conventional observation data， regional station observation data， EC reanalysis data， FY-2G satellite data， and radar da- ta， a downburst in Yichang on 29 July 2017 was analyzed. The results show that：（1） The downburst occurred at the edge of subtropical high， the convection in the north of Yichang was triggered by cold air， and the convection in the central section was triggered by the uplift of moun- tain terrain in the west of Yichang.（2） the downburst was accompanied by the abrupt rise of air pressure， the sudden drop in air temperature， the sudden change of wind direction， and the sudden increase of wind speed. The strong and rapid cold outflow has the most obvious influ- ence on the occurrence of the gale.（3） Satellite cloud image shows that the location of gale is basically in the area with the largest cloud top brightness temperature gradient in the front of cloud cluster propagation direction.（4） The process is characterized by a typical pulse storm and the initial thunderstorm. The echo intensity is strong， the height is 4～6 km， the echo shape is vertical， and there are obvious radial con- vergence characteristics in the middle layer about 10 minutes before the surface gale appears.（5） The echo is strengthened twice in the pro- cess of moving and developing， one is echo merging enhancement and the other one is strengthened by local thermal and dynamic conver- gence near the Three Gorges Dam Area， and blocked by the Yangtze River Valley twice and the high blocking effect. The echo moves slowly in the Yangtze River Valley， so it can last for a long time.

Key words： downburst; pulse storm; mesoscale convergence line; topographic effect; MARC

引言

脈沖風(fēng)暴是發(fā)展迅速的強對流風(fēng)暴，它產(chǎn)生于弱的垂直風(fēng)切變環(huán)境中，同時具有較厚的濕度層和較高的垂直不穩(wěn)定性，脈沖風(fēng)暴生命史一般小于30 min，產(chǎn)生的強對流天氣主要有短時下?lián)舯┝?、小冰雹和弱龍卷（俞小鼎等?006）。Fujita （1977）把下?lián)舯┝鞫x為地面上水平風(fēng)速大于17.9 m·s-1、中空氣流向下、地面氣流為輻散或直線型的災(zāi)害性風(fēng)，并根據(jù)外流的災(zāi)害性范圍大小，又把下?lián)舯┝鞣譃楹晗聯(lián)舯┝鳎ǔ叨却笥? km，持續(xù)時間大于10 min）和微下?lián)舯┝鳎ǔ叨刃∮? km，持續(xù)時間小于10 min）。下?lián)舯┝饕蚓哂袕姷南鲁翚饬骱蛷姷牡涂诊L(fēng)切變，往往造成大樹連根拔起、房屋倒塌、飛機墜毀等惡性事故，造成巨大的生命與財產(chǎn)損失。

研究表明（Srivastava，1987；Wakimoto and Brringi，1988），微下?lián)舯┝鹘?jīng)常是在若干秒內(nèi)從上升氣流階段演變?yōu)槠茐男晕⑾聯(lián)舯┝鳎捎谄涑叨刃?、生命史短，目前主要靠多普勒雷達觀測強風(fēng)暴的發(fā)生發(fā)展來推斷其發(fā)生的可能性，預(yù)報難度很大。宏下?lián)舯┝鲝娏視r可造成與龍卷類似的風(fēng)害。涂小萍等（2014）研究指出，浙江地區(qū)一次致災(zāi)大風(fēng)是出流邊界與陣風(fēng)鋒合并造成的。孫繼松等（2014）研究揭示與深厚濕對流相聯(lián)系的雷暴大風(fēng)大多由強下沉氣流直接產(chǎn)生，強下沉運動在近地面層轉(zhuǎn)化為冷空氣堆（冷池），冷池在地面向前推進的過程中形成大風(fēng)。張弛等（2019）分析指出颮線后側(cè)入流急流的動量下傳和干空氣卷入風(fēng)暴的蒸發(fā)作用共同導(dǎo)致強烈下沉氣流造成快速移動的冷池并引起地面大風(fēng)。郭智亮等（2019）研究指出，下?lián)舯┝鞯南鲁翚饬鞯竭_地面后，地面氣壓驟升，溫度驟降。楊曉亮等（2020）對河北一次雷暴大風(fēng)分析指出，對流風(fēng)暴分別由冷鋒和地形抬升兩種因子觸發(fā)。孫凌峰等（2003）、劉洪恩（2001）利用數(shù)值模式模擬指出，下?lián)舯┝鳟a(chǎn)生的直接原因是降水的重力拖曳作用引起，其次是冰雹的融化和雨水蒸發(fā)的冷卻作用。王秀明等（2012）研究表明，風(fēng)暴下沉氣流輻散、強冷池密度流和層狀云部分降水粒子蒸發(fā)對弓形回波產(chǎn)生的地面大風(fēng)增幅作用幾乎相當。陳云輝等（2019）指出鄱陽湖地區(qū)平坦地形和豐富水汽都可能對地面大風(fēng)產(chǎn)生增幅作用。農(nóng)孟松等（2014）對廣西一次颮線大風(fēng)分析發(fā)現(xiàn)，降水粒子的拖曳作用和颮線的快速移動都對地面大風(fēng)的產(chǎn)生及增幅有一定的作用。唐錢奎等（2019）對成都市一次雷暴大風(fēng)分析指出，雷達回波具有窄帶回波、反射率因子質(zhì)心快速下降、風(fēng)暴前側(cè)出流、后側(cè)入流和中層徑向輻合等特征，雷暴高壓和強冷中心對雷暴大風(fēng)的形成和維持有著重要作用。在大風(fēng)過程中，風(fēng)向突變伴有瞬時風(fēng)速增大，但風(fēng)向突變出現(xiàn)時間較最大瞬時風(fēng)速出現(xiàn)提前了5 min左右。Wilson等（1986）在多普勒雷達的速度場上觀測到了可作為下?lián)舯┝髯R別依據(jù)的輻散形式的回波。Roberts等（1989）在研究31個發(fā)生在美國科羅拉多州的下?lián)舯┝骷捌湎鄳?yīng)的風(fēng)暴單體后，指出利用下降的反射率因子核、反射率槽口、雷暴云中徑向輻合以及旋轉(zhuǎn)可以預(yù)報下?lián)舯┝?。俞小鼎等?006）利用我國新一代天氣雷達資料分析一個孤立的強烈多單體風(fēng)暴產(chǎn)生的下?lián)舯┝魇录赋龇瓷渎室蜃雍诵牡闹饾u降低并伴隨云底以上的速度輻合的多普勒雷達回波特征，可以用來提前數(shù)分鐘預(yù)警下?lián)舯┝鞯陌l(fā)生。

通過上述研究可看出，風(fēng)暴的下沉氣流輻散、冷出流以及降水拖曳是產(chǎn)生雷暴大風(fēng)的主要原因，地形對強對流的觸發(fā)及加強有一定的作用。然而各地強對流天氣的特征、影響系統(tǒng)和成因不盡相同，尤其是湖北西部的宜昌市，北靠大巴山余脈，南接武陵山，東部毗鄰江漢平原，中部橫貫長江流域，地形復(fù)雜，夏季易發(fā)強對流天氣，且強對流天氣在鄂西地區(qū)發(fā)展和傳播都具有一定的特殊性，因此有必要繼續(xù)深入研究。2017年盛夏季節(jié)在宜昌市發(fā)生一次下?lián)舯┝魇录聯(lián)舯┝鞯陌l(fā)生發(fā)展和傳播明顯受地形和長江河谷影響。希望通過分析本次下?lián)舯┝魇录页龊笔∥鞑可絽^(qū)及河谷地帶下?lián)舯┝靼l(fā)生發(fā)展和傳播機制及預(yù)報預(yù)警的方法，為今后鄂西地區(qū)短時臨近預(yù)報預(yù)警業(yè)務(wù)提供一定的參考。

1資料來源

本文使用的資料時間為2017年7月29日00∶00—30日24∶00（北京時，下同），資料包括：（1）國家氣象中心提供的常規(guī)高空地面觀測資料和地面區(qū)域加密觀測資料；（2）國家氣象中心提供的FY-2G衛(wèi)星云圖資料；（3）新一代天氣雷達產(chǎn)品；（4）歐洲中心（簡稱 EC）0.25°×0.25°逐小時再分析資料和區(qū)域站資料。

2天氣實況

2017年7月29日傍晚前后，湖北省宜昌市自西北向東南出現(xiàn)了一次雷暴大風(fēng)天氣，圖1為29日17∶00—20∶00時四個時次前1 h內(nèi)6級（10.8～13.8 m·s-1）以上極大風(fēng)分布圖。從圖1可見，16∶00—17∶00，宜昌上游的秭歸縣首先出現(xiàn)6級以上大風(fēng)，但8級（17.2～20.7 m·s-1）以上大風(fēng)范圍較?。▋H吳家溝、煙墩堡、兩河口和郭家壩四站）；17∶00—18∶00，大風(fēng)區(qū)向下游三峽壩區(qū)發(fā)展，此時6級以上大風(fēng)范圍明顯擴大，并有9個站出現(xiàn)8級以上大風(fēng)，其中秭歸縣廟堡站17∶32出現(xiàn)32.5 m ·s-1的極大風(fēng)速，風(fēng)力達11級（28.5～32.6 m·s-1），三峽壩區(qū)壇子嶺站18∶00出現(xiàn)30.6 m·s-1的極大風(fēng)速，風(fēng)力也達11級；18∶00—19∶00，大風(fēng)區(qū)繼續(xù)向下游宜昌城區(qū)附近發(fā)展，此時6級以上大風(fēng)范圍達到最大，但8級以上大風(fēng)范圍較上一時次有所減小，共有6站（其中壇子嶺站18∶00和18∶03，蘇家坳站在18∶04均出現(xiàn)8級極大風(fēng)，因此在兩個時段被統(tǒng)計）；19∶00—20∶00，大風(fēng)區(qū)繼續(xù)向下游發(fā)展至宜昌市猇亭區(qū)和枝江，此時6級和8級以上大風(fēng)的范圍都明顯減小，且只有猇亭一個站風(fēng)力達到8級。

圖2為2017年7月29日8級以上極大風(fēng)強度及其出現(xiàn)時間的演變過程曲線，從圖中可見，整個大風(fēng)過程從16∶41開始，19∶04結(jié)束，持續(xù)了2 h以上，并且極大風(fēng)速有二次明顯的增強過程，第一次出現(xiàn)在17∶08—17∶32，極大風(fēng)速由吳家溝的20.8 m·s-1迅速加大至廟堡的32.5 m·s-1；第二次出現(xiàn)在17∶54—18∶00，極大風(fēng)速由三峽的19.5 m·s-1迅速增大至壇子嶺的30.6 m ·s-1。在18個出現(xiàn)8級以上大風(fēng)的站點中共有14站風(fēng)向為西北風(fēng)，4站為北風(fēng)，大風(fēng)區(qū)整體向東南方向發(fā)展，氣流呈直線型分布，從8級大風(fēng)初始位置至最后位置的直線距離達80 km 左右，遠大于4 km，持續(xù)時間遠超10 min，因此可判斷這是一次宏下?lián)舯┝魇录?/p>

為了解強對流天氣過境時氣象要素的變化情況，圖3給出2017年7月29日17∶20—18∶20秭歸站溫度、氣壓演變圖及逐5 min雨量、平均風(fēng)速和風(fēng)向演變圖。

從圖3a可以看出，秭歸站從17∶20—18∶00，40 min 內(nèi)氣溫由33℃降到23.5℃，降幅達9.5℃（最快降幅在17∶40—17∶50）；氣壓從17∶30的969.1 hPa迅速增加至18∶00的971.8 hPa，半小時增幅達2.7 hPa（最快增幅在17：30—17：45）。從圖3b可看出，秭歸站從17∶35到17∶45，10 min內(nèi)平均風(fēng)速由3.1 m·s-1突增到11.1 m ·s-1（極大風(fēng)速達18 m·s-1）；降水在17：45之后才出現(xiàn)，17∶45—18∶00雨量達16.3 mm；17∶35秭歸站的風(fēng)向由西南風(fēng)突變?yōu)槠黠L(fēng)，17：40風(fēng)向迅速轉(zhuǎn)為西北偏北風(fēng)，風(fēng)向的突變比風(fēng)速的突增早10 min左右。從各要素的變化來看，氣溫下降時間和風(fēng)速增加的時間基本一致，風(fēng)向突變和氣壓的突增比風(fēng)速的突增提前10 min 左右，因此在實際預(yù)報業(yè)務(wù)中可以增加風(fēng)向和氣壓的監(jiān)測，這個提前量可為強對流監(jiān)測預(yù)警提供一定的參考。

實況分析顯示，此次下?lián)舯┝魇录箫L(fēng)基本上是沿長江河谷朝東南方向傳播，期間極大風(fēng)速有二次增強的過程，因此必要進行詳細地分析其傳播和增強的原因以及與大氣環(huán)流背景的關(guān)系，其物理特征以及在衛(wèi)星云圖和雷達回波上的特征。

3環(huán)流背景和中尺度特征

3.1環(huán)流背景

圖4為2017年7月29日08∶00500 hPa環(huán)流形勢和14∶00地面形勢圖，從圖4a可看出，7月29日08∶00湖北省500 hPa受副高控制，盛行下沉氣流，有利于午后升溫，為強對流天氣積蓄能量。在兩個高壓帶之間有一高空槽位于河套以東至鄂西北，700—850 hPa為冷式切變線（圖略），受高空槽和中低層切變線共同影響，陜西中部至山東中部一帶出現(xiàn)較強降水，同時從500 hPa溫度場可看出，河套東部有明顯冷溫度槽。從圖4b可看出，強降水和冷溫度槽共同作用導(dǎo)致地面形成冷高壓，地面冷高壓外圍冷鋒在7月29日14∶00已經(jīng)影響湖北西北部。

3.2中尺度分析

圖5為2017年7月29日08∶00中尺度分析圖，從中可見，850 hPa在湖北省中西部至河南南部、安徽西北部一帶為濕區(qū)，而700 hPa在湖北—安徽一帶為干區(qū)，14∶00地面冷高壓前沿的冷鋒已達湖北省西北部，850 hPa已經(jīng)受臺風(fēng)外圍偏東氣流影響，925 hPa為偏東北氣流，低層偏東風(fēng)加大，在鄂西山區(qū)會受到地形抬升作用，從而產(chǎn)生一定的上升運動，強對流發(fā)生的區(qū)域正好位于這種上干下濕的不穩(wěn)定層結(jié)之下，以及地面冷鋒之前，且在偏東氣流和宜昌西部山區(qū)相遇的位置。

3.3對流條件

從2017年7月29日08∶00宜昌探空站物理量可知，此時宜昌站的對流有效位能（CAPE）達1420 J kg-1（"" ·）（用宜昌站14∶00氣溫34℃進行探空訂正后 CAPE 達到3034 J·kg-1），下沉對流有效位能（DCAPE）為1049.2 J·kg-1，SI指數(shù)為-3.12℃，0—6 km垂直風(fēng)切變?yōu)?.5 m·s-1，850 hPa露點溫度為19℃，下面通過這6個物理量，從不穩(wěn)定能量條件和垂直風(fēng)切變兩個方面來分析此次強對流過程的對流條件。

3.3.1不穩(wěn)定能量條件

宜昌站對流有效位能 CAPE 為1420 J·kg-1（用宜昌站14∶00氣溫34℃進行探空訂正后 CAPE 達到3034 J·kg-1），具有很強的對流不穩(wěn)定能量；沙氏指數(shù) SI 為-3.12℃，具有一定的層結(jié)不穩(wěn)定度；Emanuel （1994）引入下沉對流有效位能（DCAPE）參量來表達雷暴大風(fēng)的潛勢，普通雷暴樣本集 DCAPE 值的25%、50%和75%百分位值分別為330 J·kg-1、590 J·kg-1和830 J·kg-1，極端雷暴大風(fēng)樣本集 DCAPE 值的25%、50%和75%百分位值分別為920 J·kg-1、1180 J·kg-1和1350 J·kg-1（馬淑萍等，2019），本次過程下沉對流有效位能為1049.2 J·kg-1，數(shù)值介于極端雷暴大風(fēng)DCAPE 值的25%和50%之間，有利于雷暴大風(fēng)的出現(xiàn)。

3.3.2垂直風(fēng)切變

俞小鼎等（2006）指出，對流風(fēng)暴的組織程度和強度與環(huán)境風(fēng)的垂直切變有很密切的關(guān)系，在弱的垂直風(fēng)切變條件下，對流風(fēng)暴的組織性一般較差，其中強風(fēng)暴只有脈沖風(fēng)暴一種；在中等到強的垂直風(fēng)切變條件下，對流風(fēng)暴常常具有很好的組織性，可產(chǎn)生多單體風(fēng)暴、超級單體風(fēng)暴和颮線。通常以0—6 km風(fēng)矢量差來表征垂直風(fēng)切變的強弱，小于12 m·s-1稱為弱垂直風(fēng)切變，12～20 m·s-1為中等以上垂直風(fēng)切變，20 m·s-1以上為強垂直風(fēng)切變（俞小鼎等，2020）。本次過程宜昌站0—6 km 垂直風(fēng)切變?yōu)?.5 m·s-1，因此本次過程屬于弱垂直風(fēng)切變，不易出現(xiàn)超級單體和多單體風(fēng)暴，但可能會出現(xiàn)脈沖風(fēng)暴。

3.3.3水汽條件

探空圖可以很好地指示本地強對流發(fā)生的潛勢，圖6為2017年7月29日08∶00宜昌站探空圖，從中可見，850 hPa露點溫度19℃，低層的局地水汽條件較好；800 hPa以上基本上都是干層，呈明顯的上干下濕層結(jié)，中層的干空氣卷入有利于降水粒子蒸發(fā)冷卻，加速下沉，從而容易出現(xiàn)大風(fēng)。

綜上分析，本次過程不穩(wěn)定能量強、具有較強的下沉對流有效位能、低層水汽條件較好，上干下濕層結(jié)明顯，且垂直風(fēng)切變較弱，因此容易出現(xiàn)由脈沖風(fēng)暴引起的雷暴大風(fēng)和局地短時強降水天氣。

4衛(wèi)星云圖特征分析

2017年7月29日下午16∶00（圖略），神農(nóng)架和宜昌西部的長陽縣、五峰縣分別有對流云團生成，其中神農(nóng)架的對流云團1強度較強，云頂亮溫達220.7 K，并且緩慢向南移動至興山縣南部，宜昌西部的云團2初始時刻發(fā)展不強，并緩慢向偏東方向移動。圖7給出2017年7月29日17∶00—18∶30間隔半小時的衛(wèi)星云圖，17∶00（圖7a）云團2逐漸移向云團1，并在兩個云團之間新生云團3，造成其前沿的秭歸郭家壩、吳家溝等地大風(fēng)，其中吳家溝站20.8 m·s-1；17∶30（圖7b）云團3和云團1合并加強形成云團4，云頂亮溫達211.8 K，造成秭歸廟堡站32.5 m·s-1大風(fēng)，該站也位于云團4的前沿，同時可看出云團2有所減弱；18∶00（圖7c）云團4向東南方向發(fā)展加強，其前沿抵達三峽壩區(qū)附近，云頂亮溫達213.3 K，此時三峽壩區(qū)附近風(fēng)速明顯加強，其中壇子嶺站出現(xiàn)了30.6 m·s-1的極大風(fēng)速，而此時云團2逐漸加強并向偏東方向移動；18∶30（圖7d），云團4進一步向東南方向發(fā)展加強，與東移發(fā)展的云團2在宜昌西側(cè)合并加強，并由此造成宜昌城區(qū)西部大風(fēng)，其中牛扎坪站極大風(fēng)速達到21.3 m ·s-1。

從這一期間云團的發(fā)展和演變可看出，對流云團整體是向東南方向移動的，范圍逐漸擴大、強度不斷加強。在云團發(fā)展加強的過程中地面風(fēng)速加大，尤其是云團出現(xiàn)合并的時候地面風(fēng)速明顯加強，大風(fēng)出現(xiàn)的位置基本上位于云團移動方向前沿云頂亮溫梯度最大的區(qū)域，大風(fēng)發(fā)展、移動的路徑被鎖定在從西北至東南走向的長江河谷帶中。

5雷達回波特征分析

從實況分析得知，8級以上大風(fēng)在17∶00左右出現(xiàn)，17∶30出現(xiàn)第一次突增，18∶00出現(xiàn)第二次突增，下面將從雷達回波具體分析上述現(xiàn)象出現(xiàn)的原因。圖8為2017年7月29日17∶07和17∶13雷達組合反射率因子、17：13反射率因子及基本速度剖面圖。17∶07（圖8a）從北部南壓的回波帶1已經(jīng)移至宜昌市秭歸縣—夷陵區(qū)北部一帶，自西部東移的回波帶2位于宜昌市秭歸西部—長陽西部一帶，兩條回波在秭歸西北部郭家壩附近合并加強形成單體1，單體1強度達到60 dBz，在單體1的東北側(cè)生成新的單體2；17∶13（圖8b），回波帶1西端的大于55 dBz強回波范圍擴大，并略向東南方向移動，在單體1的東北側(cè)迅速生成新的單體3，單體2也加強至60 dBz；從17∶13反射率因子剖面（圖8c）可看出，初生的強回波中心可達60 dBz，質(zhì)心位于4～6 km，45 dBz的回波伸展高度達9 km，回波在垂直方向上無明顯傾斜結(jié)構(gòu)，是典型的脈沖風(fēng)暴；在對應(yīng)的速度剖面（圖8d）上，4～6 km 高度有明顯的中層徑向輻合特征（MARC），這種脈沖風(fēng)暴回波生命史極短并很快消失，如果在回波接地之前可觀察到 MARC，即可用此特征提前6～10 min進行預(yù)警。

17∶30之后，強回波移至三峽河谷一帶，回波強度迅速增強，圖9為2017年7月29日17∶25—17∶43雷達組合反射率、反射率因子剖面和基本速度剖面圖。17∶25（圖9a）單體2和單體3合并加強為單體4，最強回波強度達60 dBz。從其剖面（圖9b）可以看出單體4強回波質(zhì)心位于4 km高度附近，45 dBz以上的強回波伸展高度達8 km，而4～6 km 有明顯的 MARC（圖9c）。17∶31（圖9d）回波范圍進一步擴大，強回波單體4受長江河谷地形阻擋向東南方向移動；從其剖面（圖9e）可以看出單體質(zhì)心向上發(fā)展至4～6 km，45 dBz以上的強回波伸展高度達11km，此時回波在垂直方向上無明顯傾斜結(jié)構(gòu)；從基本速度剖面（圖9f）看，有17 m·s-1左右的大風(fēng)核及地，垂直積分液態(tài)含水量（VIL）從58 kg·m-2迅速下降至35 kg·m-2（圖略），此時秭歸廟堡站出現(xiàn)11級左右大風(fēng)。17∶37回波中心強度進一步加強至65 dBz （圖9g），強回波質(zhì)心位于8 km，45 dBz強回波伸展至10 km左右（圖9h），而2～4 km高度附近有明顯的大風(fēng)核（圖9i）。17∶43強回波進一步向東南傳播，回波強度減有所減弱（圖9j），強回波質(zhì)心迅速下降，回波移動方向的前部又有新的回波單體5生成，其初生的高度位于6～8 km，也具有脈沖風(fēng)暴特征（圖9k）。隨后單體5回波質(zhì)心迅速下降（圖略），造成18∶00壇子嶺出現(xiàn)11級大風(fēng)，它仍然屬于由脈沖風(fēng)暴引起的下?lián)舯┝鳌?/p>

從以上的分析可以看出，秭歸的回波在東移南壓進入長江河谷的過程中增強，在地面大風(fēng)出現(xiàn)之前 MARC較17∶30之前更加明顯，且有大風(fēng)核出現(xiàn)。回波在17∶30左右到達三峽壩區(qū)附近并且強度有所加強，大風(fēng)風(fēng)速也明顯增大，這可能跟長江河谷特殊的熱力條件以及動力條件有關(guān)。

圖10為2017年7月29日17∶30地面綜合分析圖，從中可見，受北部地面冷高壓外圍偏北氣流影響，湖北大部地區(qū)17∶30已轉(zhuǎn)為偏北風(fēng)，湖北省宜昌市受地形影響，偏北氣流繞流成偏東氣流進入長江河谷地帶，與西北部和西南部對流造成的西北氣流形成地面中尺度輻合線，且地面中尺度輻合線隨著對流系統(tǒng)逐漸向東南方向移動，同時可看出長江河谷氣溫高于周圍區(qū)域，17∶30左右宜昌大部地區(qū)氣溫已經(jīng)降至29℃左右，而長江河谷地帶氣溫均在32～34℃之間，熱力條件好于其它地區(qū)。因此回波在進入長江河谷地帶時受到地面中尺度輻合線的動力作用和下墊面的熱力作用共同影響，明顯加強。

從上述分析可看出，17∶07由于南北兩處回波的合并作用，導(dǎo)致回波在秭歸縣郭家壩附近明顯加強，出現(xiàn)大風(fēng)；17∶25—17∶30回波進入三峽壩區(qū)，由于下墊面的熱力條件更好，加上地面中尺度輻合線的共同作用，回波再次加強，在壇子嶺出現(xiàn)11級大風(fēng)。

6物理量診斷分析

圖11為2017年7月29日14∶00和17∶00的500 hPa高度場與風(fēng)場分布圖。14∶00（圖11a）西北槽已經(jīng)位于陜西南部至四川盆地東部一帶，副高明顯東退，但其外圍的反氣旋環(huán)流仍處于湖北省西部，大陸高壓仍然東伸至湖北省西南部，宜昌市正好位于西北槽槽前，在大陸高壓和副高外圍交匯處。到17∶00（圖11b），西北槽進一步東移，此時宜昌市位于西北槽槽底。朱乾根等（2007）指出由于副高西北部空氣比較暖濕，常常儲存大量的不穩(wěn)定能量，當有西風(fēng)帶系統(tǒng)侵入時，有發(fā)生雷暴的可能。

圖12為2017年7月29日14∶00和17∶00的700 hPa、850 hPa和925 hPa風(fēng)場和垂直速度圖，從中可見，14∶00的850 hPa和925 hPa已經(jīng)出現(xiàn)明顯的中β尺度低渦，但700 hPa尚未形成低渦。朱乾根等（2007）指出當天氣系統(tǒng)很弱、等壓線十分稀疏時，有時可以由于地形造成的小范圍風(fēng)場輻合，而引起孤立分散的雷暴。17∶00的850 hPa和925 hPa低渦維持加強，此時700 hPa有低渦新生，從14∶00到17∶00中β尺度低渦的垂直發(fā)展可看出，低渦呈明顯的自下而上發(fā)展特征，廖移山等（2007）曾指出中β尺度低壓和氣旋都是自下而上發(fā)展的。低渦發(fā)展過程中，會出現(xiàn)高層輻散、低層輻合流場，從而產(chǎn)生上升運動，17∶00上升運動的強度和范圍均有所增大。實例分析表明（朱乾根等， 2007），垂直速度一般都在-0.5～-0.3 Pa·s-1，最大可達-0.3～-0.2 Pa·s-1，17∶00，700 hPa上升速度達-7 Pa·s-1，屬于很強的垂直速度，造成了興山南部附近的強對流。17∶00，850 hPa和925 hPa在宜昌中部一帶有一條明顯的南北向的上升運動區(qū)，上升速度達-1～-0.5 Pa ·s-1，對應(yīng)風(fēng)場為偏東風(fēng)，這可能是偏東風(fēng)在進入宜昌后，受到西部的地形抬升作用，產(chǎn)生一定的上升運動。

韋惠紅等（2022）分析指出，宜昌位于長江河谷開口向東的喇叭口地形內(nèi)，偏東氣流在喇叭口地形作用下，輻合抬升增強，在一定的不穩(wěn)定和水汽條件下，更易出現(xiàn)對流天氣。郭英蓮等（2012）對2010年7月15日宜昌大暴雨分析中指出，當925 hPa主體為東風(fēng)時，氣流受宜昌的東北—西南向山脈阻擋觸發(fā)降水。

圖13為2017年7月29日12∶00—22∶00興山站的散度和垂直速度時間—高度剖面圖。從圖中可見，16∶30之后600 hPa以上輻散逐漸加強，一直持續(xù)到19∶30，輻散中心位于400～500 hPa之間，對應(yīng)的600 hPa以下為強輻合，輻合中心位于700 hPa附近，受到高層輻散低層輻合的作用，從16∶30開始出現(xiàn)上升運動，隨后上升運動不斷增強，最強的上升運動出現(xiàn)在17∶00—19∶00時之間。

7結(jié)論與討論

本文對2017年7月29日宜昌三峽壩區(qū)的一次下?lián)舯┝鬟^程的環(huán)流背景、環(huán)境條件、衛(wèi)星和雷達特征進行分析，得出以下主要結(jié)論：

（1）本次過程是一次在副高外圍出現(xiàn)的由脈沖風(fēng)暴產(chǎn)生的下?lián)舯┝鬟^程，地面冷空氣一方面入侵宜昌北部，促使不穩(wěn)定能量釋放，造成了宜昌北部雷暴大風(fēng)，另一方面冷空氣繞流形成的偏東氣流觸發(fā)了宜昌中部的對流。地面中尺度輻合線加強了抬升作用，弱的垂直風(fēng)切變、大的 CAPE和上干下濕層結(jié)為本次下?lián)舯┝魈峁┝撕芎玫沫h(huán)境條件。

（2）雷暴大風(fēng)出現(xiàn)過程中伴隨著氣壓陡升、氣溫驟降、風(fēng)向突變、風(fēng)速驟增的現(xiàn)象，氣壓突增和風(fēng)向突變比風(fēng)速驟增提早10 min左右出現(xiàn)。

（3）衛(wèi)星云圖顯示影響宜昌的對流云團主體移動較慢，但是明顯向東南方向傳播，且范圍不斷擴大，且大風(fēng)出現(xiàn)的位置基本上在云團傳播方向前沿云頂亮溫梯度最大的區(qū)域。

（4）雷達圖顯示為明顯的脈沖風(fēng)暴回波特征，速度圖顯示地面大風(fēng)產(chǎn)生前有明顯的 MARC，可根據(jù)該特征提前6～10 min左右判斷有大風(fēng)出現(xiàn)。

（5）回波在移動過程中出現(xiàn)二次加強，其中第一次是由于兩塊回波合并加強，第二次是由于下墊面的熱力作用和地面中尺度輻合線的動力作用共同引起的。

在做鄂西山區(qū)強對流預(yù)報預(yù)警，尤其是有弱冷空氣影響時的強對流天氣預(yù)警時，需綜合考慮鄂西山區(qū)地形對冷空氣的阻擋及繞流作用，這兩種作用可分別導(dǎo)致鄂西山區(qū)的長江河谷地帶獨特的熱力條件和動力條件，對回波有明顯的加強作用，從而可以提前判斷預(yù)警發(fā)布的強度和范圍。

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（責任編輯閔愛榮）