陳文龍 竹利 林璐

摘 要：就四川而言，相較于斜壓大氣中的強(qiáng)對(duì)流天氣，準(zhǔn)正壓大氣中的強(qiáng)對(duì)流天氣出現(xiàn)概率低，突發(fā)性更強(qiáng)，監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)難度更大。本文基于氣象站觀測(cè)資料、雷達(dá)組合反射率拼圖、氣象衛(wèi)星的TBB資料以及NCEP和ERA5再分析資料，運(yùn)用天氣學(xué)、衛(wèi)星氣象學(xué)和雷達(dá)氣象學(xué)方法，對(duì)2022年8月5日四川南部地區(qū)發(fā)生的準(zhǔn)正壓類強(qiáng)對(duì)流天氣進(jìn)行了綜合分析。結(jié)果表明：本次強(qiáng)對(duì)流天氣以雷暴大風(fēng)和短時(shí)強(qiáng)降雨為主，持續(xù)時(shí)間約2 h，其間氣象要素變化劇烈；主要影響系統(tǒng)為高層的南亞高壓、中低層的季風(fēng)低壓倒槽和地面熱低壓；高CAPE值、“上干下濕”的濕度層結(jié)、弱垂直風(fēng)切變、低層輻合、高層輻散和深厚的上升運(yùn)動(dòng)是強(qiáng)對(duì)流天氣出現(xiàn)的有利環(huán)境條件；低壓倒槽前的云帶在川南演變?yōu)閷?duì)流云團(tuán)，多中心帶狀雷暴群的NE段在川南演變?yōu)閳F(tuán)狀雷暴群，雷暴大風(fēng)和短時(shí)強(qiáng)降雨與冷云中心、高TBB梯度、高反射率梯度、反射率大小及其維持時(shí)間存在較好的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

關(guān)鍵詞：準(zhǔn)正壓大氣；倒槽；對(duì)流不穩(wěn)定能量；雷暴群；強(qiáng)反射率

中圖分類號(hào)：P458.3 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1673-5072（2024）02-0181-09

強(qiáng)對(duì)流是一種深對(duì)流天氣過(guò)程，在我國(guó)天氣預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)中，強(qiáng)對(duì)流天氣主要包括冰雹、雷暴大風(fēng)、短時(shí)強(qiáng)降水和龍卷4類，強(qiáng)對(duì)流天氣的發(fā)生與大氣層結(jié)穩(wěn)定度、水汽條件、垂直風(fēng)切變和抬升觸發(fā)條件密切相關(guān)［1-3］。強(qiáng)對(duì)流天氣具有突發(fā)性強(qiáng)、生命史短、局地性強(qiáng)、預(yù)報(bào)難度大的特點(diǎn)，其產(chǎn)生的災(zāi)害對(duì)人們的生命和財(cái)產(chǎn)安全造成了嚴(yán)重威脅。

長(zhǎng)期以來(lái)，氣象學(xué)者對(duì)強(qiáng)對(duì)流天氣的天氣學(xué)特征、環(huán)流背景和形成機(jī)理的研究取得了不少成果。孫繼松等［2］基于產(chǎn)生強(qiáng)對(duì)流天氣潛勢(shì)條件的相對(duì)重要性，按照熱動(dòng)力學(xué)結(jié)構(gòu)特征將我國(guó)強(qiáng)對(duì)流天氣的形勢(shì)分為高空冷平流強(qiáng)迫類、低層暖平流強(qiáng)迫類、斜壓鋒生類、準(zhǔn)正壓類和高架雷暴類，其中前3類發(fā)生頻率最高。王秀明等［4］的研究表明，雷暴大風(fēng)主要是由雷暴單體內(nèi)部的下沉輻散氣流以及低空暖濕氣流受抽吸作用進(jìn)入上升氣流導(dǎo)致。韋惠紅等［5］指出，湖北雷暴大風(fēng)的對(duì)流參數(shù)K指數(shù)、850 hPa和500 hPa的溫差、對(duì)流有效位能（CAPE）的閾值分別為35 ℃、25 ℃和925 J·kg-1，其中準(zhǔn)正壓類雷暴大風(fēng)主要出現(xiàn)在夏季，其發(fā)生所需的CAPE較大，低層（925～700 hPa）風(fēng)垂直切變較小?？略莸龋?］將海南島的雷暴大風(fēng)環(huán)流形勢(shì)分為西南熱低壓型、季風(fēng)槽型和冷鋒型，三型雷暴大風(fēng)均具“上干下濕”、不穩(wěn)定、能量大的環(huán)境特點(diǎn)，季風(fēng)槽型雷暴大風(fēng)易伴有短時(shí)強(qiáng)降水。劉帆等［7］指出短時(shí)強(qiáng)降雨需要中低層具有一定厚度的濕層和較厚的暖云層，雷暴大風(fēng)和冰雹通常發(fā)生在“上干下濕”的大氣層結(jié)條件下，雷暴大風(fēng)往往還對(duì)應(yīng)較大的下沉對(duì)流有效位能（DCAPE），即大于120 J·kg-1。龍柯吉等［8］對(duì)四川盆地雷暴大風(fēng)的個(gè)例雷達(dá)資料的研究表明，中層徑向輻合、低層輻散、回波質(zhì)心下降以及垂直累積液態(tài)水含量（VIL）值迅速下降等可作為判斷雷暴大風(fēng)指標(biāo)。對(duì)雷暴大風(fēng)個(gè)例的雷達(dá)回波特征的研究［8-13］還表明，弓形和颮線形（排列成帶狀的雷暴群）回波也是雷暴大風(fēng)的重要預(yù)報(bào)指標(biāo)。對(duì)強(qiáng)對(duì)流天氣觸發(fā)條件的研究［14-21］表明，主要的觸發(fā)天氣系統(tǒng)有冷鋒、近地層（地面）輻、干線（露點(diǎn)鋒）、陣風(fēng)鋒等。

四川由于特殊的地理位置，東風(fēng)擾動(dòng)環(huán)流背景下的準(zhǔn)正壓類雷暴大風(fēng)出現(xiàn)的頻率不高，且一般發(fā)生在8月［8］，即一年中西北太平洋副熱帶高壓（以下簡(jiǎn)稱“副高”）位置最靠北的時(shí)候，而其他類的強(qiáng)對(duì)流天氣全年均可出現(xiàn)，且多出現(xiàn)于春夏。2022年8月5日晚，受副高壓南側(cè)的季風(fēng)低壓倒槽影響，四川南部的瀘州、宜賓、自貢三市（以下簡(jiǎn)稱“川南三市”）出現(xiàn)了一次雷暴大風(fēng)伴有短時(shí)強(qiáng)降水的強(qiáng)對(duì)流天氣過(guò)程。此次強(qiáng)對(duì)流天氣突發(fā)性強(qiáng)，雷暴大風(fēng)出現(xiàn)范圍較廣且風(fēng)力大，當(dāng)?shù)氐墓まr(nóng)業(yè)生產(chǎn)、交通運(yùn)輸、電力和通訊設(shè)施以及居民生活受到了嚴(yán)重影響。本文利用多種氣象資料，從天氣實(shí)況、環(huán)流形勢(shì)、環(huán)境條件、雷達(dá)回波和衛(wèi)星圖像等方面對(duì)本次天氣過(guò)程進(jìn)行綜合分析，探討強(qiáng)對(duì)流天氣的形成機(jī)理，以期為四川較為少見(jiàn)的準(zhǔn)正壓類強(qiáng)對(duì)流天氣的監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)提供科學(xué)參考。

1 資料與方法

1.1 資料

本文所用資料主要包括：自動(dòng)氣象站觀測(cè)資料、高空觀測(cè)資料、新一代天氣雷達(dá)組合反射率拼圖、FY-2G衛(wèi)星相當(dāng)黑體溫度（TBB）以及美國(guó)國(guó)家環(huán)境預(yù)報(bào)中心（NCEP）的再分析資料、歐洲中期天氣預(yù)報(bào)中心（ECMWF）的ERA5再分析資料，詳見(jiàn)表1。

1.2 方法

本文在描述強(qiáng)對(duì)流天氣實(shí)況時(shí)，主要基于四川省自動(dòng)氣象站的觀測(cè)資料，以及據(jù)此繪制的極大風(fēng)速和降水量的填色圖，并在極大風(fēng)中心和強(qiáng)降雨中心分別選取一個(gè)站點(diǎn)，繪制單站逐小時(shí)的氣溫、降水量、極大風(fēng)變化圖進(jìn)行補(bǔ)充分析。對(duì)于強(qiáng)對(duì)流天氣發(fā)生時(shí)大氣環(huán)流背景，基于天氣學(xué)方法，利用NCEP再分析資料中的位勢(shì)高度、水平風(fēng)、氣溫和海平面氣壓繪制的高空和地面天氣圖來(lái)進(jìn)行分析；在分析強(qiáng)對(duì)流天氣發(fā)生的環(huán)境條件時(shí)，利用宜賓探空站的T-lnp圖和極大風(fēng)速中心附近的物理量（垂直速度和散度）單點(diǎn)垂直-時(shí)間序列圖。最后基于衛(wèi)星氣象學(xué)和雷達(dá)氣象學(xué)方法，利用ERA5再分析資料繪制的細(xì)網(wǎng)格850 hPa高空風(fēng)場(chǎng)，配合氣象衛(wèi)星觀測(cè)的TBB資料以及雷達(dá)組合反射率拼圖來(lái)分析強(qiáng)對(duì)流天氣系統(tǒng)的生消和演變。

2 天氣實(shí)況

2022年8月5日傍晚到夜間，川南三市出現(xiàn)了一次較大范圍強(qiáng)對(duì)流天氣過(guò)程（圖1a、1b），共有28個(gè)自動(dòng)氣象站的極大風(fēng)速超過(guò)17.2 m·s-1（8級(jí)），最大為25.5 m·s-1（10級(jí)，瀘縣云錦鎮(zhèn)），極大風(fēng)速中心包括了瀘縣、龍馬潭區(qū)、江陽(yáng)區(qū)和富順縣的大部，以及南溪區(qū)、翠屏區(qū)、大安區(qū)和沿灘區(qū)的局部，另外在瀘州南部的古藺縣也出現(xiàn)了局地性的雷暴大風(fēng)，極大風(fēng)的風(fēng)向以偏E風(fēng)居多。有6個(gè)自動(dòng)氣象站的24 h累計(jì)雨量超過(guò)50 mm，最大雨量為74.3 mm（南溪區(qū)劉家鎮(zhèn)紅廟村），并有超過(guò)30個(gè)站出現(xiàn)了短時(shí)強(qiáng)降雨（小時(shí)降雨量超過(guò)20 mm），強(qiáng)降雨區(qū)主要在瀘州北部到宜賓北部一帶。

分別選取極大風(fēng)速中心和強(qiáng)降雨中心附近的瀘縣云錦站和南溪長(zhǎng)興站（南溪?jiǎng)⒓壹t廟站為單雨量要素站，故選取其鄰近的多要素站），繪制單站逐小時(shí)的多要素曲線（柱狀）（圖1c、1d）。瀘縣云錦站在南溪長(zhǎng)興站東偏北方向約38 km處，兩站氣象要素突變持續(xù)時(shí)間約2 h，瀘州云錦站為21～22時(shí)，南溪長(zhǎng)興站為22～23時(shí)。5日白天，兩站點(diǎn)均無(wú)明顯降水；極大風(fēng)速穩(wěn)定在5.0 m·s-1以內(nèi)，瀘縣云錦站的極大風(fēng)風(fēng)向以偏W風(fēng)為主，南溪長(zhǎng)興站風(fēng)向無(wú)明顯突變規(guī)律；兩站氣溫在16～18時(shí)達(dá)到最高，瀘縣云錦站為37.6 ℃，南溪長(zhǎng)興站為35.1 ℃。強(qiáng)對(duì)流天氣期間，各氣象要素均出現(xiàn)了突變。5日21時(shí)，瀘縣云錦站的氣象要素變化最劇烈，氣溫陡降9.5 ℃，小時(shí)雨量達(dá)22.9 mm，極大風(fēng)速?gòu)纳弦粫r(shí)段的3.7 m·s-1驟增到25.5 m·s-1，風(fēng)向由WSW突轉(zhuǎn)為E；22時(shí)極大風(fēng)速和小時(shí)雨量明顯減?。?日22時(shí)，南溪長(zhǎng)興站氣溫下降了4.0 ℃，有弱降雨，極大風(fēng)速驟增到14.6 m·s-1，風(fēng)向?yàn)镹E；23時(shí)，氣溫持續(xù)降低，出現(xiàn)了39.0 mm的強(qiáng)降雨，極大風(fēng)速進(jìn)一步增大到18.8 m·s-1，風(fēng)向?yàn)镹E；6日0時(shí)之后，各氣象要素的變化趨于平穩(wěn)。

3 大氣環(huán)流背景

在5日20時(shí)的200 hPa天氣圖上（圖2a），南亞高壓的反氣旋環(huán)流中心位于青藏高原東北部，反氣旋環(huán)流覆蓋西亞到東亞的大部分地區(qū)，川南在南亞高壓脊線南側(cè)的東風(fēng)氣流區(qū)。高層強(qiáng)大的反氣旋意味著顯著的輻散，有利于垂直方向“抽吸作用”的形成。在500 hPa天氣圖上（圖2b），西太平洋副高588gapm線西伸到青藏高原中部，北部灣附近存在一個(gè)季風(fēng)低壓中心，其倒槽位于廣西西部到重慶一線。川南正好受副高南緣和季風(fēng)低壓倒槽前的偏E風(fēng)影響，槽前的正渦度平流促進(jìn)了垂直方向的上升運(yùn)動(dòng)。700 hPa季風(fēng)低壓中心和低壓倒槽的位置與500 hPa基本一致（圖2c），且2個(gè)高度上的等溫線都較為稀疏，無(wú)鋒區(qū)特征，大氣呈準(zhǔn)正壓狀態(tài)。南海的暖濕空氣被中低層的偏E風(fēng)源源不斷地輸送到川南，有利于不穩(wěn)定能量的積累。在地面天氣圖上（圖4d），東亞無(wú)明顯冷空氣活動(dòng)，青藏高原東側(cè)為低壓區(qū)，川南位于西南地區(qū)東部的熱低壓中心附近。地面熱低壓促進(jìn)了近地層升溫和暖濕空氣的輻合，有利于熱對(duì)流的發(fā)生和發(fā)展。綜合高空和地面天氣圖來(lái)看，此次強(qiáng)對(duì)流天氣發(fā)生在副高邊緣的季風(fēng)低壓倒槽前部，是一次典型的準(zhǔn)正壓類強(qiáng)對(duì)流天氣。

4 環(huán)境條件

4.1 能量

強(qiáng)對(duì)流天氣發(fā)生前，大氣中一定存在不穩(wěn)定能量的聚集過(guò)程。T-lnp圖［2］能反映探空站及周邊一定范圍內(nèi)氣象要素的垂直分布特征，并能用于計(jì)算多種對(duì)流參數(shù)。以下為幾種常用對(duì)流參數(shù)［2］的介紹：對(duì)流有效位能（CAPE）用自由對(duì)流高度（LFC）以上，層結(jié)曲線與狀態(tài)曲線圍成的面積來(lái)表示，它與T-lnp圖上的正面積對(duì)應(yīng)，其值越大，表明對(duì)流發(fā)展的高度越高（劇烈）。對(duì)流抑制能量（CIN）用LFC以下，層結(jié)曲線與狀態(tài)曲線圍成的面積來(lái)表示，它與T-lnp圖上的負(fù)面積對(duì)應(yīng)，其值越大，表明氣塊抬升到LFC所做的功就越多，合適的CIN有利于低層不穩(wěn)定能量的積累。下沉對(duì)流有效位能（DCAPE）從理論上反映出干空氣侵入含水云體后，與雨水一起下落，因蒸發(fā)冷卻下降到地表時(shí)的最大位能［6］。對(duì)流層中層和低層的溫差（一般用850 hPa的氣溫減去500 hPa的氣溫，符號(hào)ΔT（850-500））很直觀地反映了中低層的垂直溫度梯度，該溫差值越大，冰雹和雷暴大風(fēng)發(fā)生的可能性就越大。沙氏指數(shù)（SI）可以定性判斷對(duì)流層中下層（850～500 hPa）是否存在熱力不穩(wěn)定性，SI的值越小，表明層結(jié)越不穩(wěn)定。抬升指數(shù)（LI）可以定性判斷對(duì)流層中層（LFC至500 hpa）的熱力不穩(wěn)定程度，LI負(fù)的越多表明層結(jié)越不穩(wěn)定。K指數(shù)著重反映對(duì)流層中低層的溫濕分布對(duì)穩(wěn)定度的影響，K值越大，越不穩(wěn)定；熱帶暖濕氣團(tuán)的K指數(shù)很大。位于宜賓市翠屏區(qū)的宜賓探空站是川南唯一的探空站，距離雷暴大風(fēng)中心不遠(yuǎn)，具有較好的代表性。

5日8時(shí)（圖3，表2），宜賓站的地面氣溫和露點(diǎn)溫度均為23 ℃；CAPE較小，僅為122.1 J·kg-1，DCAPE為42.5 J·kg-1；由于受到中低層暖濕氣流的影響，ΔT（850-500）為24.7 ℃，K指數(shù)達(dá)到了39.4 ℃，大氣處于高溫、高濕狀態(tài)；SI和LI分別為-2.7 ℃和-1.2 ℃，大氣層結(jié)具有一定的不穩(wěn)定性。LFC較高（620 hPa），CIN達(dá)到241.7 J·kg-1，這樣能抑制低層弱對(duì)流的發(fā)展，有利于低層能量積累。50日20時(shí)，宜賓站的地面氣溫達(dá)到31 ℃，露點(diǎn)溫度為24 ℃；CAPE陡增至2 747.8 J·kg-1，DCAPE減小到0.4 J·kg-1；ΔT（850-500）和SI略有增大，數(shù)值分別為26.5 ℃和-2.0 ℃；K指數(shù)為35.8 ℃；LI絕對(duì)值顯著增大，達(dá)到-5.8 ℃；LFC降低至抬升點(diǎn)附近，CIN為0。湖北?。?］準(zhǔn)正壓類雷暴大風(fēng)的K指數(shù)、ΔT（850-500）、CAPE的平均閾值分別為34 ℃、24 ℃、1 667 J·kg-1，本次過(guò)程以上3個(gè)指數(shù)的值均高于湖北省的平均閾值，特別是CAPE比湖北省的平均閾值高出1 080 J·kg-1。此時(shí)的大氣處于高能且極不穩(wěn)定的狀態(tài)，在有利的天氣系統(tǒng)作用下，極易發(fā)生較大范圍的雷暴大風(fēng)天氣。

4.2 水汽

水汽是強(qiáng)對(duì)流天氣發(fā)生的重要物質(zhì)基礎(chǔ)和能量載體，大氣中水汽的含量和垂直分布對(duì)對(duì)流風(fēng)暴的結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度具有重要影響［1-3］。5日8時(shí)（圖3a），宜賓站上空的溫度層結(jié)曲線和露點(diǎn)層結(jié)曲線的間距很小，整個(gè)對(duì)流層相對(duì)濕度都接近飽和。到5日20時(shí)（圖3b），除地面露點(diǎn)溫度略有增大外，垂直方向的露點(diǎn)溫度出現(xiàn)了不同程度的減小。650 hPa以下層的露點(diǎn)溫度差為4～8 ℃，整體相對(duì)濕度不低；650～270 hPa層的露點(diǎn)溫度呈波動(dòng)減小的趨勢(shì)，整體相對(duì)濕度明顯下降；大氣的相對(duì)濕度表示出“上干下濕”的特征。

4.3 垂直風(fēng)切變

對(duì)流層中低層的垂直風(fēng)切變極大地影響著對(duì)流風(fēng)暴的組織、結(jié)構(gòu)和演變。在一定的水汽和不穩(wěn)定能量條件下，風(fēng)的垂直切變?cè)酱螅L(fēng)暴的組織化程度和強(qiáng)度就越高，生命史也越長(zhǎng)［21］。某個(gè)特定高度的風(fēng)與抬升點(diǎn)的風(fēng)矢量差的模即為垂直風(fēng)切變的大小。5日8時(shí)，0～3 km和0～6 km垂直風(fēng)切變大小分別為1.8 m·s-1和10.2 m·s-1，均為弱垂直風(fēng)切變；5日20時(shí)，0～3 km垂直風(fēng)切變略有增大，為2.3 m·s-1；0～6 km垂直風(fēng)切變減小至5.2 m·s-1（表2）?？梢钥闯觯趶?qiáng)對(duì)流天氣發(fā)生前，對(duì)流層中低層一直處于弱垂直風(fēng)切變的狀態(tài)，如此條件下產(chǎn)生的對(duì)流風(fēng)暴即為脈沖風(fēng)暴［3］。

4.4 動(dòng)力抬升

強(qiáng)對(duì)流天氣的出現(xiàn)除了需要一定的能量、水汽和垂直風(fēng)切變條件，還需要有合適的動(dòng)力抬升條件和觸發(fā)機(jī)制［1-3］。通過(guò)在雷暴大風(fēng)中心附近作垂直速度和散度垂直-時(shí)間序列圖，可以直觀地分析動(dòng)力抬升條件。結(jié)果如圖4所示：在散度場(chǎng)上，強(qiáng)對(duì)流天氣開(kāi)始前后，空氣的輻合層都比較淺薄，集中在800 hPa以下層。5日14—19時(shí)，開(kāi)始出現(xiàn)輻合，散度值為-0.5×10-4～-1.0×10-4 s-1；5日20時(shí)前后，輻合增加，最大散度值達(dá)-2.0×10-4 s-1；5日16—21時(shí)，800～700 hPa層維持輻散，其中在20時(shí)左右出現(xiàn)了強(qiáng)度大于1.0×10-4 s-1的輻散中心；5日21—22時(shí)，800 hPa以下層的輻合運(yùn)動(dòng)從低到高迅速減小并轉(zhuǎn)為輻散，而在300 hPa以上層出現(xiàn)了輻散。在垂直速度場(chǎng)上，5日16—20時(shí)，上升運(yùn)動(dòng)都較弱且主要在700 hPa以下層，垂直速度為-0.5～-1.0 Pa·s-1；5日21時(shí)左右，上升運(yùn)動(dòng)迅速向高層發(fā)展至200 hPa附近，最大垂直速度為-1.0～-1.5 Pa·s-1，大致出現(xiàn)在600～300 hPa；5日22時(shí)起，上升運(yùn)動(dòng)迅速減小；5日23時(shí)左右，已無(wú)明顯上升運(yùn)動(dòng)，800 hPa以下層還出現(xiàn)了強(qiáng)度為0.5～1.0 Pa·s-1的下沉運(yùn)動(dòng)?？梢钥闯?，在強(qiáng)對(duì)流發(fā)生前，輻合運(yùn)動(dòng)和弱上升運(yùn)動(dòng)主要在對(duì)流層底層，底層之上有弱輻散，這樣的形勢(shì)將弱對(duì)流運(yùn)動(dòng)限制在底層，不利于能量的耗散。在強(qiáng)對(duì)流過(guò)程的中前期，底層的輻合先增后減，低層的輻散減弱，上升運(yùn)動(dòng)迅速向高空發(fā)展并顯著增強(qiáng)，形成了深對(duì)流，同時(shí)高層還出現(xiàn)了輻散。如此在對(duì)流層內(nèi)形成的顯著“抽吸作用”，有利于低層暖濕空氣的快速輻合和上升，進(jìn)而形成發(fā)展旺盛的雷暴云。在強(qiáng)對(duì)流過(guò)程的中后期，上升運(yùn)動(dòng)迅速減弱，高層輻散消失，底層迅速轉(zhuǎn)為下沉運(yùn)動(dòng)并配合顯著輻散，強(qiáng)對(duì)流天氣趨于結(jié)束。

5 衛(wèi)星圖像與雷達(dá)回波特征

5.1 衛(wèi)星圖像

通過(guò)FY-2G衛(wèi)星觀測(cè)的TBB可以直觀地監(jiān)測(cè)雷暴云，TBB值越低，表示對(duì)流云頂?shù)母叨仍礁撸磳?duì)流越旺盛；配合850 hPa的高分辨率風(fēng)場(chǎng)可以更好地分析低層天氣系統(tǒng)與雷暴云生消、移動(dòng)關(guān)系。從圖5中可以看到：5日16—20時(shí)，南海西北部的季風(fēng)低壓倒槽緩慢西移，槽前出現(xiàn)大片移速較快的對(duì)流云，其中影響川南的對(duì)流云呈NE—SW向的帶狀，向NW方向移動(dòng)，對(duì)流云存在多個(gè)TBB低于-62 ℃的低值中心；對(duì)流云在西移過(guò)程中結(jié)構(gòu)逐漸變得密實(shí)，TBB低值中心出現(xiàn)合并，該時(shí)段為雷暴云的發(fā)展階段。5日20時(shí)，低壓倒槽斷裂。5日21—23時(shí)，北段倒槽迅速西移到川南，呈準(zhǔn)靜止?fàn)顟B(tài)；同時(shí)，-32 ℃冷云區(qū)向川南收縮，結(jié)構(gòu)進(jìn)一步變得密實(shí)，TBB梯度增大，TBB低值中心由2個(gè)變?yōu)?個(gè)，該時(shí)段正是雷暴云的成熟階段。5日21時(shí)，瀘縣云錦站位于-72 ℃冷云中心西北部TBB梯度最大的地方，出現(xiàn)了25.5 m·s-1的大風(fēng)和22.9 mm的短時(shí)強(qiáng)降雨。5日23時(shí)，南溪長(zhǎng)興氣象站位于-72 ℃冷云中心（TBB的低值中心）附近，出現(xiàn)了18.8 m·s-1的大風(fēng)和39.0 mm的短時(shí)強(qiáng)降雨。6日0時(shí)，雷暴云的-32 ℃冷云區(qū)范圍進(jìn)一縮小，中心TBB升高，TBB梯度減小，雷暴云進(jìn)入減弱階段。

5.2 雷達(dá)回波

雷達(dá)通過(guò)電磁波能有效探測(cè)云內(nèi)結(jié)構(gòu)，為強(qiáng)對(duì)流天氣的監(jiān)測(cè)和臨近預(yù)報(bào)提供重要參考［3］。從5日川南的雷達(dá)組合反射率拼圖（圖6）上可以看到：17時(shí)26分—19時(shí)30分，呈NE—SW向帶狀排列的雷暴群進(jìn)入瀘州，并向WNW方向移動(dòng)，出現(xiàn)多個(gè)反射率在60～65 dBZ的強(qiáng)中心。20時(shí)28分，雷暴群影響瀘州的大部，其形狀發(fā)生明顯變化，從帶狀雷暴群演變成2個(gè)團(tuán)狀雷暴群，位于NE方向的雷暴群反射率更大。21時(shí)左右，NE方向的雷暴群在向W移動(dòng)的過(guò)程中，在其移動(dòng)方向的前側(cè)激發(fā)出了多個(gè)新的雷暴單體，這些新的雷暴單體不斷合并增強(qiáng)。21時(shí)18分和22時(shí)24分，NE方向的雷暴群結(jié)構(gòu)密實(shí)，最大反射率達(dá)65 dBZ，且反射率梯度很大；該雷暴群從瀘州北部向西移動(dòng)，影響自貢東南部和宜賓北部，瀘縣云錦站和南溪長(zhǎng)興站附近都出現(xiàn)了很強(qiáng)的反射率，雷暴大風(fēng)主要出現(xiàn)在強(qiáng)反射率梯度經(jīng)過(guò)的地方，短時(shí)強(qiáng)降雨則主要出現(xiàn)在強(qiáng)反射率維持較長(zhǎng)時(shí)間的地方。23時(shí)以后，2個(gè)雷暴群在宜賓西部合并，移動(dòng)方向轉(zhuǎn)向NW，由于處在副高南側(cè)高能環(huán)境中，雷暴群的反射率很大。總體上，前期雷暴群呈現(xiàn)類似颮線回波的帶狀，中后期則分裂為2個(gè)相對(duì)獨(dú)立的團(tuán)狀雷暴群，這與衛(wèi)星圖像上冷云區(qū)的演化特征具有一定的相似性。這種在弱垂直風(fēng)切變和準(zhǔn)正壓環(huán)境中發(fā)展起來(lái)的脈沖風(fēng)暴的組織性較差，生消演變迅速且維持時(shí)間不長(zhǎng)。

6 結(jié)論與討論

通過(guò)自動(dòng)氣象站、探空站、氣象衛(wèi)星和天氣雷達(dá)的觀測(cè)資料以及NCEP和ERA5再分析資料，對(duì)2022年8月5日晚發(fā)生在川南的一次強(qiáng)對(duì)流天氣進(jìn)行了綜合分析，得到以下結(jié)論。

1）本次強(qiáng)對(duì)流過(guò)程的主要影響區(qū)在瀘州、宜賓、自貢三市的交界地區(qū)附近，以雷暴大風(fēng)為主，伴有短時(shí)強(qiáng)降雨，影響時(shí)間2 h左右；過(guò)程期間，氣溫、風(fēng)速、風(fēng)向和降水等要素出現(xiàn)劇烈變化，其中極大風(fēng)速達(dá)25.5 m·s-1，最大小時(shí)雨量39.0 mm，極大風(fēng)風(fēng)向以偏E為主。

2）本次強(qiáng)對(duì)流天氣發(fā)生在500 hPa副高南側(cè)較為深厚的季風(fēng)低壓倒槽前部，大氣具有準(zhǔn)正壓特征；200 hPa南亞高壓的輻散作用以及地面熱低壓造成的增溫有利于對(duì)流的發(fā)生和發(fā)展。

3）強(qiáng)對(duì)流天氣開(kāi)始前，大氣中的不穩(wěn)定能量快速增加，CAPE顯著增大至2 747.8 J·kg-1，ΔT（850-500）增大至26.5 ℃、SI維持負(fù)值（-2.0 ℃）、LI顯著減小至-5.8 ℃，地面最高氣溫普遍超過(guò)35 ℃；CIN減小為0，LFC降低到抬升點(diǎn)附近，其中K指數(shù)、ΔT（850-500）、SI都明顯高于湖北省準(zhǔn)正壓類雷暴大風(fēng)的平均閾值；水汽的垂直分布具“上干下濕”的特征，地面露點(diǎn)維持在高值；中低層的垂直風(fēng)切變?nèi)酰坏讓佑休椇虾腿跎仙\(yùn)動(dòng)，而低層的輻散阻礙了深對(duì)流的發(fā)展。強(qiáng)對(duì)流過(guò)程中前期，底層輻合增強(qiáng)，低層輻散減弱，高層出現(xiàn)輻散，上升運(yùn)動(dòng)增強(qiáng)并向高層發(fā)展，“抽吸作用”顯著。強(qiáng)對(duì)流過(guò)程后期，底層以下沉輻散運(yùn)動(dòng)為主。

4）850 hPa低壓倒槽在緩慢西移過(guò)程中發(fā)生斷裂，北段倒槽進(jìn)入川南后呈準(zhǔn)靜止?fàn)顟B(tài)。倒槽前的帶狀對(duì)流云向NW方向移動(dòng)進(jìn)入川南后逐漸收縮，結(jié)構(gòu)變得密實(shí)，演變?yōu)閷?duì)流云團(tuán)，TBB低值中心由多個(gè)變?yōu)?個(gè)。雷暴大風(fēng)和短時(shí)強(qiáng)降雨主要出現(xiàn)在-72 ℃冷云區(qū)內(nèi)或冷云區(qū)TBB梯度最大的地方。帶狀的雷暴群向WNW方向快速移動(dòng)和傳播過(guò)程中分裂為2個(gè)團(tuán)狀雷暴群，NE方向雷暴群的強(qiáng)反射率中心逐漸合并增強(qiáng)，是影響川南的主要中尺度對(duì)流系統(tǒng)。雷暴大風(fēng)與強(qiáng)反射率梯度有較好的對(duì)應(yīng)關(guān)系，短時(shí)強(qiáng)降雨則主要由強(qiáng)反射率的維持時(shí)間決定。

準(zhǔn)正壓和弱垂直風(fēng)切變條件下生成的脈沖風(fēng)暴具有生消迅速和持續(xù)時(shí)間短的特點(diǎn)，在不穩(wěn)定能量充足的情況下，易產(chǎn)生非常劇烈的對(duì)流天氣。本研究對(duì)深入認(rèn)識(shí)該型強(qiáng)對(duì)流天氣的特征，提高監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)水平具有一定的參考價(jià)值。受限于資料和研究方法，本文的分析還有一些不足之處。在后續(xù)研究工作中，將加強(qiáng)自動(dòng)站、氣象衛(wèi)星、天氣雷達(dá)資料以及對(duì)流熱力參數(shù)的應(yīng)用，以揭示更多的強(qiáng)對(duì)流天氣和對(duì)流風(fēng)暴特征。

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Comprehensive Analysis of A Quasi-barotropic Severe Convective Weather Event in Southern Sichuan

Abstract：As far as Sichuan Province is concerned，the severe convective weather in the quasi-barotropic atmosphere has a lower probability of occurrence，stronger abruptness and more difficulty in monitoring and prediction when compared with the severe convective weather in the baroclinic atmosphere.Based on the observation data of meteorological station，mosaic of radar composite reflectivity，TBB data of meteorological satellite，reanalysis data of NCEP and ERA5，the quasi-barotropic severe convective weather happened in southern Sichuan on August 5，2022 is comprehensively analyzed by the methods of synoptic，satellite meteorology and radar meteorology.The results indicate that the severe convective weather is dominated by thunderstorms，strong winds and short-term heavy rainfall;the duration is about 2 h，during which the meteorological elements have changed violently;the main influence systems are the South Asia High Pressure in high level，the inverted trough of monsoon low pressure in low level and the thermal low pressure on the ground;the favourable environmental conditions for the occurrence of severe convective weather are high CAPE value，“upper dry and lower wet” humidity stratification，weak vertical wind shear，low-level convergence，high-level divergence and deep upward movement;the cloud belt，before the inverted trough of low pressure，has changed into a convective cloud cluster in southern Sichuan;the NE segment of the banded thunderstorm group of multi centres has evolved into a cluster thunderstorm group in southern Sichuan;thunderstorm gale and short-term heavy rainfall have a good corresponding relationship with cold cloud centre，high TBB gradient，high reflectivity gradient，reflectivity size and its maintenance time.

Keywords：quasi-barotropic atmosphere;inverted trough;convective instability energy;thunderstorm group;strong reflectivity