蔣玉鳳，吳滿春，陳美伶

(梧州市氣象局，梧州 543002)

0 引言

颮線是許多雷暴單體側(cè)向排列組合成的強對流云帶，是呈線狀的中尺度對流系統(tǒng)，持續(xù)時間從幾小時到十幾小時。颮線是一種常見且破壞力強的過程，可能會造成重大的人身傷害和經(jīng)濟損失[1]，因此備受關(guān)注。許多學(xué)者對颮線進行了研究，丁一匯[2]等選取了1970年以來的18個颮線個例，將颮線形成前及產(chǎn)生影響過程中的12 h內(nèi)高、低空環(huán)境場以及天氣系統(tǒng)做對比剖析，得出結(jié)論：颮線類型包括槽后型、槽前型、高后型和倒槽型。并表明冷鋒、切變線和低空風(fēng)場不連續(xù)線等可為颮線提供觸發(fā)條件及組織發(fā)展條件。近年來，業(yè)內(nèi)學(xué)術(shù)工作者對颮線產(chǎn)生的環(huán)境條件、結(jié)構(gòu)形式和雷達回波特征等進行了大量的剖析[3-5]。大多數(shù)學(xué)者研究的颮線類型為發(fā)生在西風(fēng)帶系統(tǒng)中的颮線，而對發(fā)生在熱帶擾動、熱帶氣旋等外圍螺旋云系的颮線研究相對較少，且對地市級預(yù)報員來說關(guān)于FY-4A衛(wèi)星的應(yīng)用極少，僅靠傳統(tǒng)雷達等資料無法彌補對天氣預(yù)報精細(xì)化的要求[6]。

文章基于2021-09-22—2021-09-23的MICAPS資料、兩廣地區(qū)逐小時及逐5 min地面自動氣象站資料、多普勒天氣雷達數(shù)據(jù)、FY-4A衛(wèi)星通道合成圖及產(chǎn)品等資料，對廣西的一次颮線過程進行分析，以期為相關(guān)工作提供參考。

1 過程概況

2021-09-23 T 14：00—2021-09-23 T 20：00，受颮線影響，廣西地區(qū)出現(xiàn)了范圍大、強度高的雷暴大風(fēng)及短時強降水的強對流天氣。颮線于23日12：00左右在北海-玉林-佛山一帶形成，隨后向西北方向推進，共持續(xù)約6 h，20：00颮線對廣西的影響趨于結(jié)束。2021-09-23上午在南海有熱帶擾動外圍對流云團活動，其在東移過程中產(chǎn)生了颮線，颮線在經(jīng)過梧州時產(chǎn)生陣風(fēng)鋒。2021-09-23 T 14：00—2021-09-23 T 20：00，廣西3個鄉(xiāng)鎮(zhèn)出現(xiàn)了大于10級的陣風(fēng)，大于8級的陣風(fēng)共有53站，其中最大陣風(fēng)出現(xiàn)在欽州東場上寮，為31.2 m/s，風(fēng)速達到11級。廣西降水主要出現(xiàn)在15：00—20：00，降水整體呈現(xiàn)局地性特征，小時雨強最大為64.2 mm，最大降水量出現(xiàn)在武鳴的東盟經(jīng)濟開發(fā)區(qū)，為100.1 mm。

2 颮線產(chǎn)生的環(huán)境條件分析

2.1 天氣背景

文章利用MICAPS的高低空環(huán)境場資料進行分析，2021-09-23，500 hPa環(huán)流場由兩槽一脊維持在亞歐中高緯地區(qū)，西北太平洋副熱帶高壓逐漸加強西伸，廣西上空由588 hPa等壓線控制，23日12：00—15：00欽州-玉林-梧州一帶有1條橫向的地面輻合線。廣西自低層至高層均為東南氣流，從正午開始，低層南海熱帶擾動北部的東南急流逐漸靠近廣西沿海，為廣西提供豐富的水汽。850 hPa與500 hPa溫差達24 ℃，850 hPa有一濕舌伸展在廣西地區(qū)，與500 hPa干舌疊加，且重疊區(qū)與颮線生成地區(qū)基本一致，形成了上干下濕的不穩(wěn)定層結(jié)結(jié)構(gòu)，說明廣西處于高溫高濕的不穩(wěn)定層結(jié)環(huán)境下。綜上所述，在副高南側(cè)、南海熱帶擾動外圍的偏東氣流以及地面輻合線三者共同作用下，形成了此次廣西地區(qū)強烈的颮線過程。

2.2 環(huán)境條件分析

2.2.1 水汽條件分析

分析颮線形成的下游地區(qū)附近的北海探空發(fā)現(xiàn)，23日08：00北海站700 hPa以下溫度露點差T-Td<5 ℃，代表北海地區(qū)濕層深厚，水汽條件充足。13：00前廣西天氣晴熱，最高氣溫大部為33～35 ℃，溫度的大幅增加導(dǎo)致層結(jié)變干，14:00近地面層T-Td達8 ℃，較08：00的溫度露點差增加了6 ℃，表明午后低層水汽含量降低，干層層結(jié)變厚，對下沉氣流的維持和加強貢獻大，有利于雷暴大風(fēng)的產(chǎn)生[7]。從FY-4A衛(wèi)星10通道水汽圖可知，颮線初生階段至成熟階段，逐漸發(fā)展為弧狀云系，廣東沿海白色的明亮區(qū)域變得越來越明亮，范圍逐漸增大，說明大氣水汽充足，為強對流的發(fā)生提供了較好的水汽條件，云團變得越明亮，代表云團內(nèi)部的上升運動正在變強，為強對流提供一定的動力條件及水汽輸送。

2.2.2 熱力和不穩(wěn)定性分析

不穩(wěn)定層結(jié)條件與溫度隨高度變化并與低層水汽含量有關(guān)。23日08：00，廣西地區(qū)溫度(850～500 hPa)大于23 ℃，表明對流層中層到近地面層溫度遞減率大，有利于形成強烈的下沉氣流，利于產(chǎn)生雷暴大風(fēng)。23日08：00，北海站和梧州站△θse850-500均大于10 ℃，表示氣層不穩(wěn)定，表明廣西的大氣層結(jié)不穩(wěn)定且能量充足。這對颮線的發(fā)生發(fā)展提供了較有利的環(huán)境條件。分析FY-4A“強風(fēng)暴”RGB合成圖，颮線初生階段的云系顏色逐漸出現(xiàn)分層，處在云系頂部的黃色蓋帽表示具有強上升運動的小冰粒子積雨云，云系周圍則為白色，表示伴隨大冰粒子且發(fā)展趨勢很好的積雨云，說明零散分布的超級單體正發(fā)展且附近地區(qū)有強對流出現(xiàn)的可能性[8]，為颮線的發(fā)生發(fā)展及短臨預(yù)警提供了良好的指示意義。

低層輻合高層輻散、逆溫層、前傾槽、高低空急流及中小系統(tǒng)等是利于雷暴天氣產(chǎn)生的天氣形勢類型[9]，邊界層輻合線為中尺度系統(tǒng)之一，從中尺度環(huán)境條件配置看，23日12:00欽州-玉林-梧州有1條橫向的地面輻合線，且08：00至下午，隨著南海熱帶擾動的移動，與副高間的氣壓梯度力加大，導(dǎo)致南風(fēng)加強，在底層廣西沿海及桂南地區(qū)存在風(fēng)階層風(fēng)速輻合區(qū)，廣西的“喇叭口”地形也對強對流天氣起到抬升作用，廣西沿海、桂東南地區(qū)的地面輻合線及風(fēng)速輻合區(qū)等為颮線的對流發(fā)展提供了動力抬升條件，颮線由此得到維持和發(fā)展。從颮線初生階段到成熟階段，颮線云系其后跟隨的卷云羽越來越長，卷云羽越長代表高空風(fēng)速越大，動力抬升條件加強，在短臨值班發(fā)布大風(fēng)預(yù)警等級時考慮比廣東地區(qū)高。FY-4A衛(wèi)星自然色合成圖初生階段的云團為藍綠色，表示雪或冰云，云系中心的藍綠色范圍更大，說明云頂亮溫很低且反照率較高。此地區(qū)強對流強度最高，需加強觀測。

2.3 颮線過境時氣象要素分析

颮線初生階段，在粵西、雷州半島均有對流發(fā)展，多個對流單體側(cè)向排列呈東北—西南走向；氣壓場上并無雷暴高壓；冷池的強度變化對雷暴大風(fēng)的變化及范圍等具有直接影響[10]。廣西受颮線影響產(chǎn)生大范圍的雷雨大風(fēng)，其中極大風(fēng)速出現(xiàn)在欽州上寮?xì)庀笳?15：23)，風(fēng)速為31 m/s。分析欽州上寮?xì)庀笳局? min氣象要素(圖1)，23日14：55欽州上寮?xì)庀笳練鉁亻_始驟降，至15：20，氣溫下降9.2 ℃；溫度曲線與露點曲線之間的間距越來越小，表示溫度露點差驟降，溫度露點差從14：10的7.4 ℃降至15：20的0 ℃，表示該地區(qū)空氣濕度達到飽和；氣壓涌升，從14：55的1，009.0 hPa驟升至15：20的1，011.5 hPa，之后氣壓開始下降，氣壓變化趨勢出現(xiàn)了“雷暴鼻”的特征；風(fēng)場也在該時段變化劇烈，風(fēng)向逆轉(zhuǎn)，由14：55的191°轉(zhuǎn)至15：20的79°，風(fēng)速劇增，從15：15的5.7 m/s迅速轉(zhuǎn)為15：20的14.4 m/s。上述地面氣象要素的變化特點進一步表明欽州雷雨大風(fēng)產(chǎn)生與颮線過境密切相關(guān)。

圖1 2021-09-23T13：30-2021-09-23T19：30欽州上寮?xì)庀笳局? min氣象要素分析

3 雷達回波及FY-4A衛(wèi)星云圖分析

3.1 颮線初生階段

從北海雷達反射率演變以及紅外云圖可看出，此次颮線以零散單體發(fā)生發(fā)展而成，即11：30在粵西、雷州半島一帶上有多個分散對流單體生成，在廣東沿海地區(qū)有3個對流云團生成，呈零散分布，隨著時間的推移，3個對流云團不斷發(fā)展壯大合并，并在颮線前方激發(fā)新對流云團，新對流云團于14：00合并成線狀的對流云帶，具有較強的自組織性[11]。颮線發(fā)展成熟時，前沿為光滑弧狀。從12：55北海雷達1.5°以上仰角的基本反射率因子可知，由多個單體不斷合并，在廣西沿海、博白與廉江交界處初步發(fā)展成兩條線狀對流窄帶回波，回波呈東北—西南走向，強中心達53 dBZ以上。至13：14兩條窄帶回波帶已迅速合并成1條，颮線形成之初回波形態(tài)依然是細(xì)長的，且結(jié)構(gòu)松散，僅在兩段回波的強回波頭部出現(xiàn)了7級大風(fēng)，將回波分為西段和東段，回波西段較為細(xì)長，東段前側(cè)有地面輻合線，颮線東段因與地面輻合線交匯而較西段發(fā)展得更為強烈，表明此次過程中颮線東段強烈發(fā)展與地面輻合線有直接關(guān)系。由于其前側(cè)的單體不斷合并，并沿著輻合線加強發(fā)展，所以東段較西段寬度更寬，強度更強。颮線呈現(xiàn)出“弓”形回波的形態(tài)。

3.2 颮線發(fā)展成熟階段

23日14：00颮線發(fā)生斷裂，位于廣西沿海的西段逐步減弱，而其前側(cè)由于海陸熱力差異、廣西“喇叭口”地形的抬升等作用，在沿海激發(fā)了多個強對流單體。東段颮線前沿光滑整齊，強回波中心強度最大達65 dBZ，颮線的后側(cè)為大片小于35 dBZ的弱回波；此時的梧州雷達站0.5°仰角徑向，蒼梧、郁南交界處有一個大風(fēng)區(qū)(>27 m/s)，大風(fēng)區(qū)的面積達到最大，預(yù)示颮線達到成熟階段，給蒼梧及郁南帶來8級大風(fēng)。

23日14：46，從梧州雷達站可觀測到陣風(fēng)鋒，該陣風(fēng)鋒位于颮線前側(cè)，持續(xù)時間超過40 min，約7個體掃，該陣風(fēng)鋒給梧州帶來了8級大風(fēng)天氣。分析FY-4A通道1可見光圖可得，當(dāng)雷暴發(fā)展到成熟階段時，由于降水粒子下降拖拽周圍空氣，下沉到地面的冷空氣向四周外流并與周圍較暖的空氣匯合，在梧州地區(qū)形成一個弧狀外流邊界，即為梧州地區(qū)的陣風(fēng)鋒，表現(xiàn)為弧狀窄帶云線。颮線成熟階段，颮線云系頭部明顯上沖云頂，云頂表現(xiàn)為多褶皺、多起伏的紋理特征[12，13]。

從14：46梧州雷達站的反射率因子垂直剖面可得，回波前沿低層徑向速度達到了21 m/s，從后側(cè)到回波前側(cè)，最大徑向速度對應(yīng)的高度呈下降趨勢，該現(xiàn)象與從對流云下方侵入的超強氣流是相對應(yīng)的；在3～9 km對流風(fēng)暴中層有1個強徑向輻合區(qū)，環(huán)境的入流以陡直角度侵入風(fēng)暴，并在風(fēng)暴頂形成輻散。中層的后側(cè)入流與上升氣流形成輻合。

在FY-4A通道1可見光與云頂溫度、云頂高產(chǎn)品的變化過程中，11：00—14：00，對流云和颮線云系出現(xiàn)了云頂高度迅速抬升，云頂高從7～8 km發(fā)展至20 km，云頂亮溫從250 K降至180 K，云頂面積增大和云頂亮溫梯度逐步加大的特征，預(yù)示強對流天氣強度的加強，且颮線云系移至廣西時前沿光滑呈弧狀，利于大風(fēng)的形成。

3.3 颮線消亡階段

05：50颮線移至梧州-貴港-玉林一帶，東段在賀州地區(qū)斷裂為多個超級單體風(fēng)暴，西段在貴港、平南地區(qū)，強度減弱，結(jié)構(gòu)松散，強回波中心強度下降至48 dBZ，大風(fēng)區(qū)趨于消失，沒有明顯的干空氣入流，此后颮線進入了消亡階段。從FY-4A衛(wèi)星通道1可見光云圖可知，颮線云系結(jié)構(gòu)逐漸松散，云頂亮溫回升至240 K左右，云罩解體，冷云蓋面積減小，至17：00，云系前端移至蒙山、金秀一帶，云砧與母體分離并向下風(fēng)散去，云區(qū)解體，颮線進入衰亡階段，強對流天氣類型從雷雨大風(fēng)、短時強降水為主轉(zhuǎn)為陣性降水為主。

4 結(jié)束語

文章運用FY-4A衛(wèi)星資料及雷達數(shù)據(jù)等分析2021-09-23廣西的1次臺前颮線過程，得出以下結(jié)論：

1)颮線產(chǎn)生前，500 hPa干舌疊加在850 hPa濕舌之上，且廣西處于高溫、高濕的環(huán)境下，建立了不穩(wěn)定層結(jié)結(jié)構(gòu)，加上較大的對流有效位能，有利于對流天氣的產(chǎn)生和發(fā)展。

2)在副高南側(cè)、南海熱帶擾動外圍的偏東氣流以及地面輻合線三者共同作用下，廣西地區(qū)出現(xiàn)了強烈的颮線過程。氣溫、氣壓、風(fēng)向、風(fēng)速等基本氣象要素的變化與颮線過境關(guān)系密切。

3)此次颮線形成時為碎塊零散形態(tài)，之后不斷與地面輻合線靠近，在颮線與邊界層輻合線交匯處附近的風(fēng)暴得到強烈發(fā)展，在颮線的發(fā)展成熟階段，颮線向西北方向推進的過程中出現(xiàn)“弓”形回波、中層徑向輻合、大風(fēng)區(qū)和陣風(fēng)鋒等特征；根據(jù)FY-4A“強風(fēng)暴”RGB合成圖、通道1、通道10及云頂溫度、云頂高等產(chǎn)品反饋，颮線初生階段的云系出現(xiàn)頂黃邊白的分層、水汽圖白亮面積逐漸增大、云頂高呈上升趨勢和云頂溫度呈下降趨勢等特征，這對分辨颮線的不同階段、發(fā)展程度以及提高預(yù)警提前量具有積極貢獻。