嫩江縣2017年8月21日龍卷風(fēng)天氣過程分析

閆洋洋 姜雨岐

摘 要：應(yīng)用Micaps高空形勢圖、地面氣壓場特征、物理量場、嫩江本站降水量風(fēng)速實(shí)況資料對2017年8月21日龍卷天氣過程進(jìn)行了分析。結(jié)果表明：本次龍卷風(fēng)天氣過程是在蒙古氣旋東移北上強(qiáng)烈發(fā)展和高空深厚的冷渦系統(tǒng)共同影響下發(fā)生的，鋒面是本次天氣過程的重要觸發(fā)機(jī)制。

關(guān)鍵詞：龍卷;環(huán)流形勢;分析

世界各地出現(xiàn)了幾百年來歷史上最熱的天氣，厄爾尼諾現(xiàn)象也頻繁發(fā)生，氣候變化是人類面臨的一種巨大環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。我縣近年來災(zāi)害性天氣加劇，并出現(xiàn)歷史罕見龍卷風(fēng)極端天氣氣候事件，這些氣象災(zāi)害正威脅著人民的生命財(cái)產(chǎn)安全。該文主要分析了嫩江縣2017年8月21日龍卷風(fēng)天氣，為更好的開展氣象防災(zāi)減災(zāi)工作提供科學(xué)依據(jù)。

一、天氣過程預(yù)報(bào)與實(shí)況對比

20日未來24小時(shí)天氣預(yù)報(bào)為中雨，8月21日8時(shí)至22日8時(shí)降水量實(shí)況多寶山鎮(zhèn)達(dá)暴雨量級，降雨量為82.3mm;有6個(gè)站降大雨;其他7個(gè)站降小到中雨;21日14：40左右，嫩江縣城及前進(jìn)鎮(zhèn)出現(xiàn)弱“龍卷”現(xiàn)象，氣象部門觀測到的最大地面瞬時(shí)風(fēng)速嫩江縣城為15.0m/s（7級風(fēng)），前進(jìn)鎮(zhèn)為18.5 m/s（8級風(fēng)）。由雷達(dá)回波速度產(chǎn)品分析，龍卷中心瞬時(shí)風(fēng)速可達(dá)40 m/s（12級風(fēng)，臺風(fēng)風(fēng)速）。此次龍卷風(fēng)黑龍江省氣象臺定義為最低級別龍卷風(fēng)EF0級。

災(zāi)情實(shí)況：據(jù)民政局報(bào)受龍卷風(fēng)災(zāi)害影響，嫩江鎮(zhèn)受災(zāi)人口203人，緊急轉(zhuǎn)移安置人口119人，一般房屋損壞152間，直接經(jīng)濟(jì)損失128萬元;前進(jìn)鎮(zhèn)受災(zāi)人口16人，一般房屋損壞14間，直接經(jīng)濟(jì)損失200萬元。

二、環(huán)流形勢分析

1.500hPa環(huán)流形勢。20日08時(shí)，西西伯利亞存在一個(gè)淺槽，貝加爾湖地區(qū)存在低壓槽，副熱帶高壓處在日本海附近，我縣受槽前脊后的西南氣流控制。21日08時(shí)，低壓槽槽后有明顯的冷平流，使槽進(jìn)一步加深發(fā)展，在西西伯利亞和貝湖分別形成一個(gè)閉合的低壓系統(tǒng)，在貝湖附近的冷渦低槽中心強(qiáng)度為-14攝氏度，槽線在內(nèi)蒙古中東部地區(qū)存在低壓槽區(qū)，同時(shí)在吉林西部至遼寧省和黃海東海地區(qū)分別存在一個(gè)短波槽，海上副熱帶高壓穩(wěn)定存在，我縣處在槽前位置，受西南氣流控制。西南氣流輸送海上的暖濕空氣，槽前的冷平流與海上的暖濕空氣交匯，產(chǎn)生降水。

2.700hPa環(huán)流形勢。20日08時(shí)，在貝湖東部地區(qū)存在一個(gè)閉合的低壓系統(tǒng)，低壓中心值為2970hPa，溫度脊線從內(nèi)蒙古中部和遼寧省中部地區(qū)向東北方向延伸到黑龍江省北部地區(qū)，副高維持在渤海黃海地區(qū)，我縣受西南氣流影響。21日08時(shí)，貝湖東部的低渦明顯向東移動并加強(qiáng)，低壓中心值為2870hPa，槽線位于蒙古東部地區(qū)，在遼寧省及朝鮮半島有明顯的切變線，副高東退至日本附近，我縣處在槽前位置，降水開始。

3.850hPa環(huán)流形勢。20日08時(shí)，貝湖東部存在一個(gè)閉合的低壓環(huán)流系統(tǒng)，我縣受西南氣流影響。21日08時(shí)，低壓系統(tǒng)東移北上，強(qiáng)度加強(qiáng)，低壓中心值達(dá)1300hPa，同時(shí)黑龍江省西部地區(qū)存在偏南低空急流，我縣處在急流中心，急流使低層暖濕平流的輸送產(chǎn)生位勢不穩(wěn)定層結(jié)，給本次天氣過程提供了很好的水汽條件和動力條件。

4.地面形勢。20日08時(shí)，蒙古氣旋位于蒙古東部地區(qū)，低壓中心值為979hPa，暖鋒鋒線處在內(nèi)蒙古北部地區(qū)，冷鋒鋒線位于內(nèi)蒙古中部及河套一帶。21日08時(shí)，蒙古氣旋加強(qiáng)發(fā)展，緩慢東移北抬，低壓中心值達(dá)940hPa，暖鋒移出我國，冷鋒向東北方向移動，鋒線位于內(nèi)蒙古東北部、吉林西部、遼寧中西部地區(qū)，我縣處于冷鋒鋒前位置。21日14時(shí)，蒙古氣旋繼續(xù)加強(qiáng)北抬，冷鋒開始過境。

三、物理量場分析

大氣垂直上升運(yùn)動與水汽凝結(jié)和降水過程有很大的聯(lián)系;在上升運(yùn)動中大氣層結(jié)的不穩(wěn)定能量才能釋放，因此而形成對流性天氣過程;垂直運(yùn)動會對水汽、動量、熱量、渦度等相關(guān)物理量產(chǎn)生垂直輸送，從而影響天氣系統(tǒng)發(fā)展;垂直運(yùn)動會使大氣的能量轉(zhuǎn)換得意實(shí)現(xiàn)。21日08是我縣處在弱的垂直上升運(yùn)動中。21日14時(shí)，我縣存在強(qiáng)的垂直上升運(yùn)動，中層的強(qiáng)的上升運(yùn)動使近地層加速輻合，促進(jìn)地面蒙古氣旋的發(fā)展。水汽通量散度由水汽平流和風(fēng)的速度散度組成，表示水汽的輻合及輻散強(qiáng)度。21日14時(shí)，我縣的水量通量散度輻合達(dá)到最大值。冷暖平流是大氣中的對流活動的重要影響因素之一。在低層暖（冷）平流比高層暖（冷）平流強(qiáng)（弱）或者高層為冷平流低層為暖平流的情況下，由平流引起的氣層趨于不穩(wěn)定 。若反之，氣層趨于穩(wěn)定。分析21日850hPa和500hPa的溫度平流場，從這次暴雨過程中冷暖空氣移動路徑及強(qiáng)弱變化來看，21日發(fā)生的強(qiáng)降水主要受暖平流控制，主要是來自500hPa貝湖低渦的冷空氣向低層滲透，迫使暖濕空氣機(jī)制抬升而產(chǎn)生的強(qiáng)對流天氣。從21日08時(shí)和14時(shí)圖中可以看出，我縣存在較強(qiáng)的暖平流，中心位于嫩江鎮(zhèn)，內(nèi)蒙古東北地區(qū)存在強(qiáng)的冷平流，所以氣層處于不穩(wěn)定狀態(tài)，發(fā)生對流。K指數(shù)是考慮中低層水汽條件的一種不穩(wěn)定指數(shù)。21日14時(shí)，我縣處在K指數(shù)大值區(qū)內(nèi)，整個(gè)地區(qū)處在40℃的不穩(wěn)定條件中，大片降水形成。綜上所述，各個(gè)物理量場之間的相互作用為本次龍卷風(fēng)過程提供了良好的水汽條件、動力條件和熱力條件。

四、氣象應(yīng)急響應(yīng)

短臨預(yù)警發(fā)布情況：21日10時(shí)09分、 13時(shí)30分分別發(fā)布短時(shí)臨近預(yù)報(bào)預(yù)警。預(yù)警信號發(fā)布情況：14時(shí)05分發(fā)布冰雹橙色預(yù)警信號，包含大風(fēng)天氣;14時(shí)40分發(fā)布暴雨藍(lán)色預(yù)警信號，并于16時(shí)50分將其升級為暴雨橙色預(yù)警信號。

將預(yù)警信號第一時(shí)間發(fā)給縣政府應(yīng)急辦、防汛辦、國土局、安監(jiān)局，同時(shí)，以短信平臺、飛信、郵箱、電話、國突平臺、電子顯示屏、大喇叭等形式對外發(fā)布。

五、結(jié)語

1.本次龍卷風(fēng)天氣過程是在蒙古氣旋東移北上強(qiáng)烈發(fā)展和高空深厚的冷渦系統(tǒng)共同影響下發(fā)生的。

2.鋒面是本次強(qiáng)對流天氣的重要觸發(fā)機(jī)制。

3.貝加爾湖強(qiáng)冷空氣南下向低空滲透并與低層暖濕空氣交換，低空輻合、中層強(qiáng)的垂直上升運(yùn)動、高層輻散配置形勢為這次天氣過程提供了動力條件，形成強(qiáng)烈的對流天氣。

參考文獻(xiàn)：

[1] 陸漢城.中尺度天氣學(xué)原理和預(yù)報(bào)（第二版）[M].氣象，2004.2.

[2] 壽紹文.中尺度氣象學(xué)[M].氣象出版社，2003.08.

作者簡介：閆洋洋（1990-）女，漢族，吉林省榆樹市人，大學(xué)本科，助理工程師，從事綜合氣象業(yè)務(wù)及預(yù)報(bào)員工作。