佛山市2016年4月9日強(qiáng)對(duì)流天氣過(guò)程分析

賴(lài)楚凡　蔡秋生

摘要：利用Micaps資料、地面加密自動(dòng)觀測(cè)資料、NCEP再分析資料對(duì)佛山市2016年4月9日強(qiáng)對(duì)流天氣過(guò)程進(jìn)行分析。結(jié)果表明：高空低渦以及弱冷空在向南移動(dòng)的過(guò)程中與低層處的暖濕空氣形成了上冷下暖的不穩(wěn)定層結(jié)，再加上垂直上升運(yùn)動(dòng)的快速發(fā)展推動(dòng)了冰雹天氣的發(fā)生、發(fā)展：通過(guò)分析沙氏指數(shù)、有效位能，說(shuō)明大氣層結(jié)的熱力條件極不穩(wěn)定，再加上降雹天氣之前的大氣不穩(wěn)定度增加，有利于冰雹天氣的發(fā)生；強(qiáng)對(duì)流天氣出現(xiàn)過(guò)程中的水汽條件、不穩(wěn)定層結(jié)以及外部抬升條件等同時(shí)滿足，0℃層和-20℃層的高度較為適宜，環(huán)境鳳垂直切變?cè)黾?，?duì)于強(qiáng)風(fēng)暴云的發(fā)展以及冰雹天氣的形成、增長(zhǎng)和降落都十分有利。

關(guān)鍵詞：強(qiáng)對(duì)流天氣；環(huán)流形勢(shì)；物理量場(chǎng)；佛山市

引言

強(qiáng)對(duì)流天氣是產(chǎn)生氣象災(zāi)害的主要天氣類(lèi)型之一，主要包括有雷雨、大風(fēng)、冰雹、龍卷等。在我國(guó)，每年因強(qiáng)對(duì)流天氣都會(huì)造成嚴(yán)重的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。根據(jù)相關(guān)部門(mén)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，我國(guó)每年因氣象災(zāi)害損失占國(guó)民生產(chǎn)總值的3%～5%，而強(qiáng)對(duì)流天氣危害在氣象災(zāi)害損失中占據(jù)的比例最高。強(qiáng)對(duì)流天氣突發(fā)性強(qiáng)、空間尺度小、生命期短、產(chǎn)生危害嚴(yán)重。本文利用Micaps資料、地面加密自動(dòng)觀測(cè)資料、NCEP再分析資料對(duì)佛山市2016年4月9日強(qiáng)對(duì)流天氣過(guò)程分析，以提升氣象部門(mén)對(duì)此類(lèi)強(qiáng)對(duì)流天氣認(rèn)識(shí)能力，為今后預(yù)報(bào)提供參考依據(jù)。

1強(qiáng)對(duì)流天氣過(guò)程概況

進(jìn)入4月后，天氣日趨復(fù)雜，北方主要以風(fēng)沙干燥天氣為主，而南方則以強(qiáng)降水天氣為主。2016年4月9日佛山市出現(xiàn)以冰雹、雷雨大風(fēng)和短時(shí)強(qiáng)降水天氣為主的強(qiáng)對(duì)流天氣過(guò)程，對(duì)佛山市產(chǎn)生的影響較大。

2環(huán)流形勢(shì)

結(jié)合8日20時(shí)～9日20時(shí)高空環(huán)流形勢(shì)來(lái)看，歐亞大陸呈兩槽—脊型，烏拉爾山高壓脊在逐漸加強(qiáng)過(guò)程中轉(zhuǎn)變?yōu)樽枞邏海睙釒Ц邏褐饕獙?duì)華南沿海一帶產(chǎn)生影響，500hPa高空槽東移過(guò)程中不斷引導(dǎo)北方冷空氣南下，佛山恰好位于長(zhǎng)波槽底部。700hPa西南氣流逐漸增強(qiáng)，與中高層干冷空氣在佛山市上空交匯，850hPa低空處的暖濕氣流呈現(xiàn)出不斷加強(qiáng)的趨勢(shì)，低層處的濕度增加、溫度不斷升高，切變線自西向東逐漸移動(dòng)的過(guò)程中，整層大氣呈上層干冷下層暖濕不穩(wěn)定狀態(tài)，低層處水汽條件充足。地面場(chǎng)上，西南暖低壓控制整個(gè)佛山地區(qū)，地面溫度在升高的過(guò)程中，使得大量的不穩(wěn)定能量集聚，為強(qiáng)對(duì)流天氣的發(fā)展以及冰雹天氣的形成提供了能量支持，來(lái)自北方的冷空氣在冷渦后部隨著高空槽不斷進(jìn)入到佛山地區(qū)，地面輻合線南壓到佛山北部，觸發(fā)了冰雹天氣。

3物理量場(chǎng)診斷

3.1水汽條件

根據(jù)水汽通量散度垂直分布圖（圖1a），在低層850hPa以下屬于水汽輻合區(qū)，而在925hPa附近則存在最強(qiáng)水汽輻合中心；到了4月10日02：00，水汽輻合中心的位置發(fā)生變化。結(jié)合相對(duì)濕度和溫度的疊加圖（圖1b），在佛山市上空850hPa位置處的相對(duì)濕度要超過(guò)80%，850hPa和500hPa之間的溫差在27℃左右，低層暖濕水汽輻合上升，高層處較低的溫度，這種低層高溫高濕、中層干冷的配置條件推動(dòng)了冰雹天氣的發(fā)生、發(fā)展。

3.2動(dòng)力條件

強(qiáng)對(duì)流天氣未出現(xiàn)前，渦度場(chǎng)有明顯增強(qiáng)，9日20時(shí)，地面到200hPa高空處都為正渦度區(qū)，同時(shí)有明顯的垂直渦柱存在，在高空300hPa附近存在有正渦度的大值中心，其強(qiáng)度高達(dá)10×10-5/s。分析垂直速度垂直剖面，垂直速度分布與渦度場(chǎng)配合較好，天氣過(guò)程出現(xiàn)前，冰雹發(fā)生區(qū)1000～300hPa的大氣都始終處在上升運(yùn)動(dòng)的不穩(wěn)定區(qū)內(nèi)，在400hPa高空附近存在有上升垂直速度的大值中心，垂直速度的最大值為-7Pa/s，在上升過(guò)程中不穩(wěn)定層表現(xiàn)出增強(qiáng)增厚的特征，低層輻合及高層輻散的抽吸作為，對(duì)冰雹天氣的抬升和維持十分有利。9日20時(shí)，整個(gè)佛山上空都表現(xiàn)出了下沉運(yùn)動(dòng)，垂直速度的最大值為13Pa/s，此時(shí)佛山市開(kāi)始出現(xiàn)降雹天氣。

3.3不穩(wěn)定能量

3.3.1沙瓦特不穩(wěn)定指數(shù)

8日20時(shí)沙瓦特指數(shù)水平分布圖（圖2a），廣東、貴州、湖南一帶的大部分地區(qū)的沙瓦特指數(shù)都處在高于0的區(qū)域內(nèi)。9日08時(shí)，佛山大部分地區(qū)的沙瓦特指數(shù)則低于0，在佛山市附近沙瓦特指數(shù)不斷減小，說(shuō)明佛山上空的大氣不穩(wěn)定度增強(qiáng)；20時(shí)（圖2b），佛山大部分地區(qū)的沙瓦特指數(shù)減小，說(shuō)明不穩(wěn)定度繼續(xù)增強(qiáng)，推動(dòng)了強(qiáng)對(duì)流天氣的產(chǎn)生。

3.3.2對(duì)流有效位能

8日08、20時(shí)佛山市探空資料可以看出，環(huán)境大氣0℃層高度在4km附近，即600hPa高層，對(duì)流云向著高出發(fā)展提供的有利條件，在強(qiáng)烈上升運(yùn)動(dòng)作用下，低層水汽可以更好到達(dá)高層，為冰雹等強(qiáng)對(duì)流天氣的出現(xiàn)提供了充足水汽條件。環(huán)境大氣-20℃層高度分布在7.5km附近，即400hPa高空。0℃至-20℃層結(jié)厚度推動(dòng)冰雹天氣產(chǎn)生。根據(jù)探空資料信息，強(qiáng)對(duì)流天氣出現(xiàn)過(guò)程中0～6km位置方向發(fā)生順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，風(fēng)的垂直切邊發(fā)生變化且0℃高度層降低，有利冰雹天氣進(jìn)一步生長(zhǎng)。

4結(jié)論

①高空低渦以及弱冷空在向南移動(dòng)的過(guò)程中與低層處的暖濕空氣形成了上冷下暖的不穩(wěn)定層結(jié)，再加上垂直上升運(yùn)動(dòng)的快速發(fā)展推動(dòng)冰雹天氣發(fā)生發(fā)展。

②通過(guò)分析沙氏指數(shù)、有效位能，說(shuō)明大氣層結(jié)的熱力條件極不穩(wěn)定，再加上降雹天氣之前的大氣不穩(wěn)定度增加，有利于冰雹天氣的發(fā)生。

③強(qiáng)對(duì)流天氣出現(xiàn)過(guò)程中的水汽條件、不穩(wěn)定層結(jié)以及外部抬升條件等同時(shí)滿足，0℃層和-20℃層高度適宜，環(huán)境風(fēng)垂直切變?cè)黾樱瑢?duì)于強(qiáng)風(fēng)暴云的發(fā)展以及冰雹天氣的形成、增長(zhǎng)和降落都十分有利。