2013—05—22—23運(yùn)城強(qiáng)對(duì)流天氣過(guò)程分析

劉婉莉　范艷琴　李冬梅　趙小云　邵寶霞

摘 要：利用常規(guī)天氣圖、物理量場(chǎng)、衛(wèi)星云圖和雷達(dá)回波等資料對(duì)2013-05-22—23運(yùn)城市的強(qiáng)對(duì)流天氣變化過(guò)程進(jìn)行了診斷、分析。

關(guān)鍵詞：強(qiáng)對(duì)流；切變線；中-β尺度；雷達(dá)回波

中圖分類號(hào)：P458 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-6835（2014）18-0147-03

1 過(guò)程概述

2013-05-22傍晚至23日早上，運(yùn)城市出現(xiàn)暴雨、冰雹、大風(fēng)、雷電等強(qiáng)對(duì)流天氣，全市平均降水量為38.3 mm，芮城、臨猗出現(xiàn)冰雹，垣曲和臨猗降暴雨，降水量分別為58.9 mm和83.1 mm。全市有23個(gè)區(qū)域站出現(xiàn)暴雨，垣曲縣長(zhǎng)直鄉(xiāng)、王茅鎮(zhèn)、解峪鄉(xiāng)降大暴雨，降水量分別為132.1 mm、149.2 mm和124.3 mm，其中，臨猗1 h最大降水量達(dá)64.6 mm；9個(gè)區(qū)域站出現(xiàn)大風(fēng)天氣，鹽湖區(qū)、夏縣、臨猗和稷山的瞬時(shí)最大風(fēng)速在20 m/s以上。這次強(qiáng)對(duì)流天氣造成永濟(jì)、臨猗、芮城、夏縣、萬(wàn)榮、垣曲、鹽湖區(qū)、平陸和稷山9縣（市、區(qū)）遭受冰雹、大風(fēng)、暴雨災(zāi)害，農(nóng)業(yè)直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)2.37億元。

2 天氣形勢(shì)分析

2013-05-21T08：00，高空500 hPa兩槽一脊型、西伯利亞地區(qū)冷溫槽、東北地區(qū)冷渦、北疆至華北受暖高壓脊的控制，致使我市地面受低壓控制，當(dāng)天8個(gè)站出現(xiàn)了37 ℃以上的高溫天氣。2013-05-22，氣溫持續(xù)偏高，部分地區(qū)最高氣溫仍在35℃以上，持續(xù)的高溫為不穩(wěn)定的天氣蓄積了能量。2013-05-22T08：00，500 hPa北疆冷溫槽中有分裂的短波槽東移南下至河套西部，我市受槽前西南氣流的影響，-12℃等溫線南壓；700 hPa冷空氣前沿南壓至河套西部，與西南暖濕氣流在河套地區(qū)交匯，而河套西南部有低渦存在，因此，山西中南部至河套南部形成了東北—西南向風(fēng)切變；850 hPa河北南部至山西南部一線有西北風(fēng)和西南風(fēng)風(fēng)向切變，我市處于700 hPa與850 hPa的切變線之間（如圖3所示），河套地區(qū)受20 ℃暖區(qū)控制，△T850-500>25 ℃利于對(duì)流天氣的發(fā)生。地面河套地區(qū)受倒槽的影響，冷鋒位于高原東部至河套西部。2013-05-22T20：00，500 hPa高空槽快速東移到山西上空，700 hPa槽位于山西西部，落后于500 hPa高空槽，高空具有明顯的前傾槽結(jié)構(gòu)（如圖4所示），有利于對(duì)流天氣的發(fā)生，低渦由東北向移到陜西南部；850 hPa為一致的偏東氣流，為降水提供水汽輸送，同時(shí)，在山西南部有T-Td≤4℃的濕區(qū)存在。到2013-05-23T08：00，系統(tǒng)東移，運(yùn)城市受槽后西北氣流的影響，降水結(jié)束。

3 物理量診斷分析

3.1 能量分析

不穩(wěn)定能量積累是強(qiáng)對(duì)流天氣的觸發(fā)機(jī)制，不穩(wěn)定條件反映了大氣層結(jié)的不穩(wěn)定，通常用SI指數(shù)和K指數(shù)來(lái)表示。SI<0表示層結(jié)不穩(wěn)定，負(fù)值越大，層結(jié)越不穩(wěn)定。2013-05-23T08：00，西安沙氏指數(shù)SI為-4.5 ℃，20：00，鄭州沙氏指數(shù)SI為-5.1 ℃，這表明大氣層結(jié)條件極不穩(wěn)定。K指數(shù)是衡量大氣中潛在能量的一個(gè)指標(biāo)，當(dāng)K>35 ℃時(shí)，就可能出現(xiàn)雷雨天氣。2013-05-22 T20：00，山西中南部出現(xiàn)K指數(shù)大于35 ℃的高值中心區(qū)，說(shuō)明在暴雨區(qū)附近有不穩(wěn)定能量聚集。

2013-05-22T08：00，從西安探空?qǐng)D可看出（如圖5所示），層結(jié)曲線呈現(xiàn)明顯的喇叭口結(jié)構(gòu)，表明有下濕上干的不穩(wěn)定層結(jié)。CAPE是大氣不穩(wěn)定程度的度量指標(biāo)，對(duì)流的發(fā)生必須滿足CAPE值為正，CAPE數(shù)值的增大表示上升速度的加快和對(duì)流的發(fā)展。當(dāng)CAPE數(shù)值小于300 J/kg時(shí)，絕大多數(shù)情況下表明層結(jié)穩(wěn)定，極少或無(wú)對(duì)流；當(dāng)CAPE數(shù)值為300～1 000 J/kg時(shí)，表明層結(jié)較不穩(wěn)定，且有弱雷暴活動(dòng)；當(dāng)CAPE數(shù)值為1 000～2 500 J/KG時(shí)，表明層結(jié)為中等強(qiáng)度不穩(wěn)定，可能有強(qiáng)雷暴活動(dòng)；當(dāng)CAPE數(shù)值為2 500～3 500 J/kg時(shí)，表示層結(jié)非常不穩(wěn)定，會(huì)發(fā)生強(qiáng)雷暴，且可能有龍卷；當(dāng)CAPE數(shù)值>3 500 J/kg時(shí)，表明層結(jié)極不穩(wěn)定，極有可能發(fā)生強(qiáng)雷暴和龍卷。

日變化可導(dǎo)致層結(jié)不穩(wěn)定度突變，從而增加強(qiáng)對(duì)流天氣的預(yù)報(bào)難度。為了解決日變化問(wèn)題，在計(jì)算2013-05-22T08：00的CAPE數(shù)值時(shí)，需訂正地面氣溫。首先根據(jù)天氣形勢(shì)預(yù)報(bào)白天地面的最高氣溫，利用預(yù)報(bào)出的最高氣溫替換08：00的地面氣溫，然后再進(jìn)行計(jì)算。當(dāng)用當(dāng)天最高氣溫對(duì)西安08：00探空進(jìn)行訂正時(shí)，不穩(wěn)定能量明顯增大，CAPE值由原來(lái)的572 J/kg增大到2 482 J/kg，這表明層結(jié)為中等強(qiáng)度不穩(wěn)定，可能有強(qiáng)雷暴發(fā)生。另外，0 ℃層和-20℃層高度分別位于400 hPa和600 hPa附近，是有利于冰雹產(chǎn)生的環(huán)境。20：00，強(qiáng)對(duì)流發(fā)生，能量釋放，西安不穩(wěn)定能量明顯減少。

摘 要：利用常規(guī)天氣圖、物理量場(chǎng)、衛(wèi)星云圖和雷達(dá)回波等資料對(duì)2013-05-22—23運(yùn)城市的強(qiáng)對(duì)流天氣變化過(guò)程進(jìn)行了診斷、分析。

關(guān)鍵詞：強(qiáng)對(duì)流；切變線；中-β尺度；雷達(dá)回波

中圖分類號(hào)：P458 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-6835（2014）18-0147-03

1 過(guò)程概述

2013-05-22傍晚至23日早上，運(yùn)城市出現(xiàn)暴雨、冰雹、大風(fēng)、雷電等強(qiáng)對(duì)流天氣，全市平均降水量為38.3 mm，芮城、臨猗出現(xiàn)冰雹，垣曲和臨猗降暴雨，降水量分別為58.9 mm和83.1 mm。全市有23個(gè)區(qū)域站出現(xiàn)暴雨，垣曲縣長(zhǎng)直鄉(xiāng)、王茅鎮(zhèn)、解峪鄉(xiāng)降大暴雨，降水量分別為132.1 mm、149.2 mm和124.3 mm，其中，臨猗1 h最大降水量達(dá)64.6 mm；9個(gè)區(qū)域站出現(xiàn)大風(fēng)天氣，鹽湖區(qū)、夏縣、臨猗和稷山的瞬時(shí)最大風(fēng)速在20 m/s以上。這次強(qiáng)對(duì)流天氣造成永濟(jì)、臨猗、芮城、夏縣、萬(wàn)榮、垣曲、鹽湖區(qū)、平陸和稷山9縣（市、區(qū)）遭受冰雹、大風(fēng)、暴雨災(zāi)害，農(nóng)業(yè)直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)2.37億元。

2 天氣形勢(shì)分析

2013-05-21T08：00，高空500 hPa兩槽一脊型、西伯利亞地區(qū)冷溫槽、東北地區(qū)冷渦、北疆至華北受暖高壓脊的控制，致使我市地面受低壓控制，當(dāng)天8個(gè)站出現(xiàn)了37 ℃以上的高溫天氣。2013-05-22，氣溫持續(xù)偏高，部分地區(qū)最高氣溫仍在35℃以上，持續(xù)的高溫為不穩(wěn)定的天氣蓄積了能量。2013-05-22T08：00，500 hPa北疆冷溫槽中有分裂的短波槽東移南下至河套西部，我市受槽前西南氣流的影響，-12℃等溫線南壓；700 hPa冷空氣前沿南壓至河套西部，與西南暖濕氣流在河套地區(qū)交匯，而河套西南部有低渦存在，因此，山西中南部至河套南部形成了東北—西南向風(fēng)切變；850 hPa河北南部至山西南部一線有西北風(fēng)和西南風(fēng)風(fēng)向切變，我市處于700 hPa與850 hPa的切變線之間（如圖3所示），河套地區(qū)受20 ℃暖區(qū)控制，△T850-500>25 ℃利于對(duì)流天氣的發(fā)生。地面河套地區(qū)受倒槽的影響，冷鋒位于高原東部至河套西部。2013-05-22T20：00，500 hPa高空槽快速東移到山西上空，700 hPa槽位于山西西部，落后于500 hPa高空槽，高空具有明顯的前傾槽結(jié)構(gòu)（如圖4所示），有利于對(duì)流天氣的發(fā)生，低渦由東北向移到陜西南部；850 hPa為一致的偏東氣流，為降水提供水汽輸送，同時(shí)，在山西南部有T-Td≤4℃的濕區(qū)存在。到2013-05-23T08：00，系統(tǒng)東移，運(yùn)城市受槽后西北氣流的影響，降水結(jié)束。

3 物理量診斷分析

3.1 能量分析

不穩(wěn)定能量積累是強(qiáng)對(duì)流天氣的觸發(fā)機(jī)制，不穩(wěn)定條件反映了大氣層結(jié)的不穩(wěn)定，通常用SI指數(shù)和K指數(shù)來(lái)表示。SI<0表示層結(jié)不穩(wěn)定，負(fù)值越大，層結(jié)越不穩(wěn)定。2013-05-23T08：00，西安沙氏指數(shù)SI為-4.5 ℃，20：00，鄭州沙氏指數(shù)SI為-5.1 ℃，這表明大氣層結(jié)條件極不穩(wěn)定。K指數(shù)是衡量大氣中潛在能量的一個(gè)指標(biāo)，當(dāng)K>35 ℃時(shí)，就可能出現(xiàn)雷雨天氣。2013-05-22 T20：00，山西中南部出現(xiàn)K指數(shù)大于35 ℃的高值中心區(qū)，說(shuō)明在暴雨區(qū)附近有不穩(wěn)定能量聚集。

2013-05-22T08：00，從西安探空?qǐng)D可看出（如圖5所示），層結(jié)曲線呈現(xiàn)明顯的喇叭口結(jié)構(gòu)，表明有下濕上干的不穩(wěn)定層結(jié)。CAPE是大氣不穩(wěn)定程度的度量指標(biāo)，對(duì)流的發(fā)生必須滿足CAPE值為正，CAPE數(shù)值的增大表示上升速度的加快和對(duì)流的發(fā)展。當(dāng)CAPE數(shù)值小于300 J/kg時(shí)，絕大多數(shù)情況下表明層結(jié)穩(wěn)定，極少或無(wú)對(duì)流；當(dāng)CAPE數(shù)值為300～1 000 J/kg時(shí)，表明層結(jié)較不穩(wěn)定，且有弱雷暴活動(dòng)；當(dāng)CAPE數(shù)值為1 000～2 500 J/KG時(shí)，表明層結(jié)為中等強(qiáng)度不穩(wěn)定，可能有強(qiáng)雷暴活動(dòng)；當(dāng)CAPE數(shù)值為2 500～3 500 J/kg時(shí)，表示層結(jié)非常不穩(wěn)定，會(huì)發(fā)生強(qiáng)雷暴，且可能有龍卷；當(dāng)CAPE數(shù)值>3 500 J/kg時(shí)，表明層結(jié)極不穩(wěn)定，極有可能發(fā)生強(qiáng)雷暴和龍卷。

日變化可導(dǎo)致層結(jié)不穩(wěn)定度突變，從而增加強(qiáng)對(duì)流天氣的預(yù)報(bào)難度。為了解決日變化問(wèn)題，在計(jì)算2013-05-22T08：00的CAPE數(shù)值時(shí)，需訂正地面氣溫。首先根據(jù)天氣形勢(shì)預(yù)報(bào)白天地面的最高氣溫，利用預(yù)報(bào)出的最高氣溫替換08：00的地面氣溫，然后再進(jìn)行計(jì)算。當(dāng)用當(dāng)天最高氣溫對(duì)西安08：00探空進(jìn)行訂正時(shí)，不穩(wěn)定能量明顯增大，CAPE值由原來(lái)的572 J/kg增大到2 482 J/kg，這表明層結(jié)為中等強(qiáng)度不穩(wěn)定，可能有強(qiáng)雷暴發(fā)生。另外，0 ℃層和-20℃層高度分別位于400 hPa和600 hPa附近，是有利于冰雹產(chǎn)生的環(huán)境。20：00，強(qiáng)對(duì)流發(fā)生，能量釋放，西安不穩(wěn)定能量明顯減少。

摘 要：利用常規(guī)天氣圖、物理量場(chǎng)、衛(wèi)星云圖和雷達(dá)回波等資料對(duì)2013-05-22—23運(yùn)城市的強(qiáng)對(duì)流天氣變化過(guò)程進(jìn)行了診斷、分析。

關(guān)鍵詞：強(qiáng)對(duì)流；切變線；中-β尺度；雷達(dá)回波

中圖分類號(hào)：P458 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-6835（2014）18-0147-03

1 過(guò)程概述

2013-05-22傍晚至23日早上，運(yùn)城市出現(xiàn)暴雨、冰雹、大風(fēng)、雷電等強(qiáng)對(duì)流天氣，全市平均降水量為38.3 mm，芮城、臨猗出現(xiàn)冰雹，垣曲和臨猗降暴雨，降水量分別為58.9 mm和83.1 mm。全市有23個(gè)區(qū)域站出現(xiàn)暴雨，垣曲縣長(zhǎng)直鄉(xiāng)、王茅鎮(zhèn)、解峪鄉(xiāng)降大暴雨，降水量分別為132.1 mm、149.2 mm和124.3 mm，其中，臨猗1 h最大降水量達(dá)64.6 mm；9個(gè)區(qū)域站出現(xiàn)大風(fēng)天氣，鹽湖區(qū)、夏縣、臨猗和稷山的瞬時(shí)最大風(fēng)速在20 m/s以上。這次強(qiáng)對(duì)流天氣造成永濟(jì)、臨猗、芮城、夏縣、萬(wàn)榮、垣曲、鹽湖區(qū)、平陸和稷山9縣（市、區(qū)）遭受冰雹、大風(fēng)、暴雨災(zāi)害，農(nóng)業(yè)直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)2.37億元。

2 天氣形勢(shì)分析

2013-05-21T08：00，高空500 hPa兩槽一脊型、西伯利亞地區(qū)冷溫槽、東北地區(qū)冷渦、北疆至華北受暖高壓脊的控制，致使我市地面受低壓控制，當(dāng)天8個(gè)站出現(xiàn)了37 ℃以上的高溫天氣。2013-05-22，氣溫持續(xù)偏高，部分地區(qū)最高氣溫仍在35℃以上，持續(xù)的高溫為不穩(wěn)定的天氣蓄積了能量。2013-05-22T08：00，500 hPa北疆冷溫槽中有分裂的短波槽東移南下至河套西部，我市受槽前西南氣流的影響，-12℃等溫線南壓；700 hPa冷空氣前沿南壓至河套西部，與西南暖濕氣流在河套地區(qū)交匯，而河套西南部有低渦存在，因此，山西中南部至河套南部形成了東北—西南向風(fēng)切變；850 hPa河北南部至山西南部一線有西北風(fēng)和西南風(fēng)風(fēng)向切變，我市處于700 hPa與850 hPa的切變線之間（如圖3所示），河套地區(qū)受20 ℃暖區(qū)控制，△T850-500>25 ℃利于對(duì)流天氣的發(fā)生。地面河套地區(qū)受倒槽的影響，冷鋒位于高原東部至河套西部。2013-05-22T20：00，500 hPa高空槽快速東移到山西上空，700 hPa槽位于山西西部，落后于500 hPa高空槽，高空具有明顯的前傾槽結(jié)構(gòu)（如圖4所示），有利于對(duì)流天氣的發(fā)生，低渦由東北向移到陜西南部；850 hPa為一致的偏東氣流，為降水提供水汽輸送，同時(shí)，在山西南部有T-Td≤4℃的濕區(qū)存在。到2013-05-23T08：00，系統(tǒng)東移，運(yùn)城市受槽后西北氣流的影響，降水結(jié)束。

3 物理量診斷分析

3.1 能量分析

不穩(wěn)定能量積累是強(qiáng)對(duì)流天氣的觸發(fā)機(jī)制，不穩(wěn)定條件反映了大氣層結(jié)的不穩(wěn)定，通常用SI指數(shù)和K指數(shù)來(lái)表示。SI<0表示層結(jié)不穩(wěn)定，負(fù)值越大，層結(jié)越不穩(wěn)定。2013-05-23T08：00，西安沙氏指數(shù)SI為-4.5 ℃，20：00，鄭州沙氏指數(shù)SI為-5.1 ℃，這表明大氣層結(jié)條件極不穩(wěn)定。K指數(shù)是衡量大氣中潛在能量的一個(gè)指標(biāo)，當(dāng)K>35 ℃時(shí)，就可能出現(xiàn)雷雨天氣。2013-05-22 T20：00，山西中南部出現(xiàn)K指數(shù)大于35 ℃的高值中心區(qū)，說(shuō)明在暴雨區(qū)附近有不穩(wěn)定能量聚集。

2013-05-22T08：00，從西安探空?qǐng)D可看出（如圖5所示），層結(jié)曲線呈現(xiàn)明顯的喇叭口結(jié)構(gòu)，表明有下濕上干的不穩(wěn)定層結(jié)。CAPE是大氣不穩(wěn)定程度的度量指標(biāo)，對(duì)流的發(fā)生必須滿足CAPE值為正，CAPE數(shù)值的增大表示上升速度的加快和對(duì)流的發(fā)展。當(dāng)CAPE數(shù)值小于300 J/kg時(shí)，絕大多數(shù)情況下表明層結(jié)穩(wěn)定，極少或無(wú)對(duì)流；當(dāng)CAPE數(shù)值為300～1 000 J/kg時(shí)，表明層結(jié)較不穩(wěn)定，且有弱雷暴活動(dòng)；當(dāng)CAPE數(shù)值為1 000～2 500 J/KG時(shí)，表明層結(jié)為中等強(qiáng)度不穩(wěn)定，可能有強(qiáng)雷暴活動(dòng)；當(dāng)CAPE數(shù)值為2 500～3 500 J/kg時(shí)，表示層結(jié)非常不穩(wěn)定，會(huì)發(fā)生強(qiáng)雷暴，且可能有龍卷；當(dāng)CAPE數(shù)值>3 500 J/kg時(shí)，表明層結(jié)極不穩(wěn)定，極有可能發(fā)生強(qiáng)雷暴和龍卷。

日變化可導(dǎo)致層結(jié)不穩(wěn)定度突變，從而增加強(qiáng)對(duì)流天氣的預(yù)報(bào)難度。為了解決日變化問(wèn)題，在計(jì)算2013-05-22T08：00的CAPE數(shù)值時(shí)，需訂正地面氣溫。首先根據(jù)天氣形勢(shì)預(yù)報(bào)白天地面的最高氣溫，利用預(yù)報(bào)出的最高氣溫替換08：00的地面氣溫，然后再進(jìn)行計(jì)算。當(dāng)用當(dāng)天最高氣溫對(duì)西安08：00探空進(jìn)行訂正時(shí)，不穩(wěn)定能量明顯增大，CAPE值由原來(lái)的572 J/kg增大到2 482 J/kg，這表明層結(jié)為中等強(qiáng)度不穩(wěn)定，可能有強(qiáng)雷暴發(fā)生。另外，0 ℃層和-20℃層高度分別位于400 hPa和600 hPa附近，是有利于冰雹產(chǎn)生的環(huán)境。20：00，強(qiáng)對(duì)流發(fā)生，能量釋放，西安不穩(wěn)定能量明顯減少。