一次強(qiáng)雷暴、局地大暴雨天氣個例分析

李劉　肖四友　王琳麗

摘 要 利用常規(guī)觀測資料、郴州市多普勒天氣雷達(dá)探測資料和加密自動站資料，對2018年6月21日傍晚發(fā)生在湖南省郴州市嘉禾縣的一次強(qiáng)對流天氣過程實例進(jìn)行分析，特別是對過程中出現(xiàn)的典型超級單體的雷達(dá)回波強(qiáng)度場和多普勒垂直液態(tài)水含量（VIL）特征進(jìn)行了細(xì)致的分析。結(jié)果表明：強(qiáng)雷暴、局地大暴雨發(fā)生前天氣晴熱高溫；上干下濕的疊加區(qū)域配合地面輻合線觸發(fā)能量的釋放，造成局地強(qiáng)對流天氣現(xiàn)象的發(fā)生；此次過程雷達(dá)PUP圖弓形回波特征明顯，弓形回波具有持久產(chǎn)生中氣旋的能力，中氣旋一般產(chǎn)生在弓形回波頂部，且多數(shù)造成冰雹大風(fēng)等強(qiáng)對流天氣。

關(guān)鍵詞 雷暴；暴雨；超級單體回波；弓形回波；中氣旋

中圖分類號：P427.3 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2018.26.075

隨著全國天氣雷達(dá)的加密布設(shè)，多普勒雷達(dá)資料的應(yīng)用研究越來越受到重視，在雷達(dá)圖像產(chǎn)品的識別方面出現(xiàn)了大量的研究成果，反射率因子、徑向速度的PPI和VIL等產(chǎn)品在強(qiáng)對流天氣的個例分析中得到普遍應(yīng)用，用中氣旋、液態(tài)累積含水量、回波頂高等導(dǎo)出識別強(qiáng)對流天氣方面也有不少研究成果。郴州多普勒雷達(dá)網(wǎng)的建成，為各地及時應(yīng)用雷達(dá)資料進(jìn)行災(zāi)害性天氣臨近預(yù)報提供了方便，使非雷達(dá)站的業(yè)務(wù)人員有條件通過分析研究強(qiáng)對流天氣過程雷達(dá)回波特征，不斷積累經(jīng)驗，從而提高突發(fā)災(zāi)害性天氣的臨近預(yù)報預(yù)警服務(wù)工作。

1 天氣背景

嘉禾縣位于湖南省南部，郴州市西南端，屬于亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)。2018年6月21日19：00，當(dāng)?shù)靥幵诟睙釒Ц邏合到y(tǒng)邊緣，高空多小槽波動，槽前西南氣流控制中，水汽較為充沛，CAPE值最大達(dá)到2 902 J·kg-1，從而出現(xiàn)一次強(qiáng)雷暴、局地大暴雨天氣過程，波及范圍較廣。嘉禾縣出現(xiàn)大暴雨3個站點(diǎn)，暴雨15個站點(diǎn)；累計降水量最大出現(xiàn)在袁家鎮(zhèn)張家村，達(dá)到115.3 mm，最大小時雨強(qiáng)達(dá)

74.7 mm。臨近的桂陽縣和臨武縣也出現(xiàn)多個大暴雨和暴雨站點(diǎn)。期間，強(qiáng)雷暴天氣現(xiàn)象對嘉禾縣電力及網(wǎng)絡(luò)造成短暫癱瘓，人民的生命及財產(chǎn)安全受到嚴(yán)重威脅。

1.1 地面形勢

根據(jù)2018年6月21日8：00及14：00地面圖（圖略）資料顯示，地面輻合線位于南嶺山脈一帶，氣流匯合上升，有利于對流性天氣現(xiàn)象的發(fā)展，16：00嘉禾站點(diǎn)最高氣溫已達(dá)到33.6 ℃。6月21日15：00，嘉禾站3 h變壓值為-2.4 hPa，是郴州地區(qū)的負(fù)變壓中心。低層的輻合作用在增強(qiáng)，有利于上升運(yùn)動的發(fā)展及對流天氣的出現(xiàn)[1]。20：00，嘉禾站3 h變壓值為2.5 hPa，又處于郴州地區(qū)正變壓中心。高層的輻散作用在增強(qiáng)，有利于氣流下沉運(yùn)動，釋放不穩(wěn)定能量，從而導(dǎo)致了強(qiáng)降水的發(fā)生。

1.2 高空形勢

根據(jù)2018年6月21日8：00高空圖資料（圖略）分析，850 hPa圖顯示湘南有風(fēng)速的輻合，700 hPa圖顯示槽位于廣西一帶，嘉禾縣位于槽前，受西南暖濕氣流影響，為產(chǎn)生局地強(qiáng)對流天氣提供了有利條件；500 hPa圖顯示高空多小槽波動，高空槽位于云南一帶，嘉禾縣受副熱帶高壓系統(tǒng)邊緣影響，以多云有陣雨天氣為主。20：00

500 hPa資料圖中明顯可知，副熱帶高壓系統(tǒng)有所南退，低渦切變線已南壓至嘉禾縣附近。當(dāng)日17：00紅外線衛(wèi)星云圖（圖略）顯示，嘉禾縣上空水汽通道較為明顯，因此為強(qiáng)降水云團(tuán)的發(fā)展提供了有利的水汽條件。

1.3 對流不穩(wěn)定條件

強(qiáng)對流一般在不穩(wěn)定的大氣層結(jié)發(fā)生，T-logP圖是分析大氣穩(wěn)定度的重要工具，以郴州市探空站資料進(jìn)行分析，21日20：00 K=40.6，沙氏指數(shù)SI=-2.43，濕對流有效位能CAPE=2 902；該值說明，CAPE≥2 000，屬于強(qiáng)的對流有效位能，有利于強(qiáng)雷暴的發(fā)生。0 ℃層高度5 500 m，-20 ℃層高度8 931 m，但較高的0 ℃層高度不利于冰雹的產(chǎn)生；故沒有產(chǎn)生冰雹及大風(fēng)天氣過程。由于整層都比較濕，不穩(wěn)定能量較為充沛，有利于短時強(qiáng)降水天氣的發(fā)生。

19：00—20：00，袁家鎮(zhèn)1 h降水量達(dá)74.7 mm，珠泉鎮(zhèn)1 h降水量達(dá)73.8 mm。

2 強(qiáng)雷暴的雷達(dá)回波分析

2.1 雷達(dá)回波實況演變

嘉禾縣氣候特征為大多數(shù)強(qiáng)對流性天氣過程都發(fā)生在中午至夜間，以午后至傍晚發(fā)生的頻率最高[2]。此次的強(qiáng)雷暴、局地大暴雨天氣也不例外，強(qiáng)雷暴出現(xiàn)時段在16：48至次日3：40，從郴州雷達(dá)顯示站37號產(chǎn)品資料得知，從19：05永州市寧遠(yuǎn)縣方向有強(qiáng)回波向嘉禾縣范圍移動，回波最大反射率達(dá)62 dBz，維持該強(qiáng)度長達(dá)近2 h，弓形回波明顯，資料顯示，20：13—20：25嘉禾縣普滿鄉(xiāng)附近生成了明顯的中氣旋，維持了兩個體掃；郴州雷達(dá)顯示站41號產(chǎn)品顯示，回波頂高達(dá)到15.2 km。嘉禾縣區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)強(qiáng)雷暴和短時強(qiáng)降水，之后強(qiáng)回波繼續(xù)向桂陽-臨武方向緩慢移動，移動過程中回波仍在發(fā)展，期間回波最大反射率高達(dá)65 dBz，除嘉禾縣袁家鎮(zhèn)張家村、南嶺林場、泮頭水庫等地出現(xiàn)大暴雨外，還導(dǎo)致桂陽縣仁義鎮(zhèn)和臨武縣香花嶺、鎮(zhèn)南、三合鄉(xiāng)等地也出現(xiàn)大暴雨。

2.2 VIL值與強(qiáng)對流天氣系統(tǒng)

垂直累積液態(tài)含水量VIL值表示將反射率因子數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成等價的液態(tài)水值。持續(xù)高的VIL值可能與超級單體風(fēng)暴有關(guān)[3]。在該次強(qiáng)雷暴、強(qiáng)降水超級單體個例中，該風(fēng)暴單體距雷達(dá)距離為50～70 km，出現(xiàn)強(qiáng)雷暴時VIL值在30～35 kg·m-2

間變化，在19：55突增至40 kg·m-2，此次過程最大值。而在出現(xiàn)超級單體風(fēng)暴特征期間，VIL值在19：40―20：55維持較大值，這與處于準(zhǔn)穩(wěn)定狀態(tài)中的超級單體有關(guān)。

3 災(zāi)情

據(jù)民政部門相關(guān)統(tǒng)計，受此次暴雨天氣過程影響，各鄉(xiāng)鎮(zhèn)大量農(nóng)田受災(zāi)，部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)出現(xiàn)泥石流，農(nóng)作物受災(zāi)10余公頃、多處魚塘受災(zāi)嚴(yán)重，公路塌方約300 m3，房屋及電器設(shè)備受損嚴(yán)重，直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)1 400余萬元。暫未收到人員傷亡情況。

4 結(jié)論與討論

1）此次強(qiáng)對流天氣過程，出現(xiàn)了明顯的弓形回波特征，在嘉禾縣普滿鄉(xiāng)附近生成了中氣旋，且維持了兩個體掃。

2）在一個向東北移動的多單體風(fēng)暴中發(fā)展出一個強(qiáng)降水超級單體。此超級單體移動速度緩慢，19：00―22：00，過程回波強(qiáng)度大，最大回波強(qiáng)度維持在

60～65 dBz。這種回波強(qiáng)度易出現(xiàn)強(qiáng)雷暴、大暴雨、冰雹、大風(fēng)等災(zāi)害性天氣。實際并未出現(xiàn)冰雹及大風(fēng)，原因是0 ℃層結(jié)較高，不易產(chǎn)生冰雹；低空沒有明顯的急流，故沒有出現(xiàn)大風(fēng)天氣。

3）此次過程中，VIL 大值對超級單體有很好的指示性，同時也是判斷超級單體出現(xiàn)的一個依據(jù)，長時間的VIL大值可能與超級單體有聯(lián)系。從VIL值對強(qiáng)雷暴和超級單體明顯的指示作用來看，有必要在今后的工作中加強(qiáng)這方面的研究，并需要考慮多普勒雷達(dá)探測的局限性。

參考文獻(xiàn)：

[1] 中國氣象局綜合觀測司.2016年地面氣象觀測業(yè)務(wù)技術(shù)規(guī)定[Z].2016-02.

[2] 俞小鼎，姚秀萍，熊延南，等.多普勒天氣雷達(dá)原理與業(yè)務(wù)應(yīng)用[M].北京：氣象出版社，2006.

[3] 劉治國，俞小鼎，陶健紅，等.青藏高原東北側(cè)雹云單體最大垂直累積液態(tài)含水量的演變特征及其在降雹定時判斷中的應(yīng)用[J].氣象學(xué)報，2008，66（4）：609-619.

（責(zé)任編輯：趙中正）