2015年梧州首次大范圍強(qiáng)對(duì)流天氣過程分析

孫小龍 梁文希

摘要：指出了2015年4月19日晚至20日白天，格州市出現(xiàn)了2015年的首輪大范圍強(qiáng)對(duì)流天氣過程，這次過程以冰雹、雷暴大風(fēng)天氣為主。利用常規(guī)資料對(duì)這次過程的天氣特征及其變化進(jìn)行了分析，結(jié)果表明：此次過程是由高原槽東移引導(dǎo)低層切變線南下及地面冷鋒抬升觸發(fā)造成的一次強(qiáng)對(duì)流天氣過程;梧州地區(qū)的動(dòng)力和熱力條件都很充足，但水汽條件欠缺;此次過程的假相當(dāng)位溫、CAPE、SI、K指數(shù)等大氣對(duì)流參數(shù)能夠很好地預(yù)示強(qiáng)對(duì)流天氣的發(fā)生;衛(wèi)星云圖及多普勒天氣雷達(dá)對(duì)強(qiáng)對(duì)流天氣的監(jiān)測及預(yù)報(bào)預(yù)警發(fā)揮著重要的作用。

關(guān)鍵詞：強(qiáng)對(duì)流;冰雹;大風(fēng);梧州

中圖分類號(hào)：P458 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-9944（2020）04-0108-03

1 實(shí)況

2015年4月19日夜間至20日白天，梧州市出現(xiàn)了當(dāng)年的首輪大范圍強(qiáng)對(duì)流天氣過程。梧州市區(qū)和藤縣、蒼梧、蒙山的個(gè)別鄉(xiāng)鎮(zhèn)出現(xiàn)了小冰雹及8級(jí)以上短時(shí)大風(fēng)（梧州市地面觀測站20日7：34出現(xiàn)了23.8m/s的瞬時(shí)大風(fēng)），同時(shí)大部地區(qū)出現(xiàn)了雷暴天氣。該過程的強(qiáng)降雨天氣不明顯，梧州市中部及北部有小雨到中雨，局部大雨（圖1）。

2 天氣形勢分析

在200hPa天氣圖上，19日20時(shí)桂東北地區(qū)位于輻散氣流中。在500hPa天氣圖上，高原槽東移影響廣西，20日08時(shí)高原槽移至桂西，廣西處于槽前西南氣流中;20日20時(shí)高原槽東移至桂東一帶。850hPa切變線南壓至湘桂黔交界處。桂西北有暖低發(fā)展，19日廣西大部地區(qū)的地面最高氣溫達(dá)35℃以上。19日20時(shí)地面冷鋒侵入至桂東北。

從19日20時(shí)的中分析圖可以看出，高原槽東移引導(dǎo)低層的切變線和地面冷鋒南下影響桂東北，桂東北區(qū)域在500hPa上為顯著干區(qū)，850hPa上為顯著濕區(qū)，“上干下濕”配置明顯。華南地區(qū)上空出現(xiàn)了最大風(fēng)速中心超過16m/s的低空急流，急流軸呈西南一東北向，梧州處于急流的左側(cè)、溫度脊區(qū)，此形勢有利于低層條件性不穩(wěn)定的加強(qiáng)和擴(kuò)展。19日20時(shí)以后，地面冷鋒南壓激發(fā)梧州地區(qū)的強(qiáng)對(duì)流[1，2]。

3 物理量分析

3.1 動(dòng)力條件分析

如果某地上空為高層輻散、低層輻合的配置，則有利于對(duì)流的發(fā)展，也就是通常所說的“抽吸作用”。分析19日20時(shí)散度場，桂東北區(qū)域上空高層100～400hPa為輻散、低層700～925hPa為輻合，表明此范圍抽吸作用明顯。該中心與850hPa低空急流及與低空急流相伴的暖濕區(qū)前部基本一致，這種暖濕條件與抽吸作用的有利配合，利于對(duì)流發(fā)展。

3.2 熱力條件分析

19日20時(shí)廣西北部上空的K指數(shù)均大于32，桂東北區(qū)域的K指數(shù)達(dá)36以上，表明大氣層結(jié)十分不穩(wěn)定。該過程期間的850～925hPa之間的θ_se大于78℃的高能區(qū)，并且從500～925hPa隨著高度的增加θ_se逐漸減小、桂東地區(qū)的SI指數(shù)為負(fù)值。說明本次過程的不穩(wěn)定能量充足。

3.3 水汽條件分析

19日20時(shí)的水汽通量散度輻合中心位于湘桂黔交界區(qū)域，梧州市的北部水汽通量散度雖為負(fù)值，但并不是輻合的大值區(qū)，而梧州市南部的水汽通量散度則為正值，因此這次過程梧州地區(qū)的水汽通量散度輻合不明顯，水汽條件較差。水汽通量散度場分布與實(shí)況降雨落區(qū)及量級(jí)相吻合：此次過程桂林地區(qū)除了出現(xiàn)了雷暴大風(fēng)、冰雹天氣以外，還出現(xiàn)了暴雨到大暴雨的天氣，而梧州市的強(qiáng)降雨天氣不明顯，梧州市中部及北部出現(xiàn)了小雨到中雨，局部大雨，南部的岑溪市則無降雨。

19日20時(shí)梧州和桂林站探空顯示，溫濕層結(jié)曲線存在明顯的“喇叭口”結(jié)構(gòu);700hPa以下的溫度層結(jié)曲線接近平行于干絕熱線，下沉氣流在下降的過程中能保持向下的加速度，有利于較強(qiáng)下沉對(duì)流有效位能的形成。桂林、梧州站上空的層結(jié)結(jié)構(gòu)有利于雷暴大風(fēng)天氣。但梧州上空濕層很淺薄，只有850hPa的T-Td小于4℃;桂林上空濕層相對(duì)較為深厚，500～850hPa為濕層，水汽條件較好，為短時(shí)強(qiáng)降水創(chuàng)造了有利條件。此外，零度層高度約為5km，-20℃層高度約為8km，也有利于冰雹的發(fā)生[3～5]。

4 衛(wèi)星云圖分析

19日16時(shí)開始，在湘桂黔交界處附件激發(fā)出一小塊對(duì)流云，不斷發(fā)展形成MCC，在東移過程中有所南壓，19日23時(shí)發(fā)展最旺盛，紅外溫度達(dá)-32℃及-32℃以下的云罩面積在1.1×10⁵km²以上，紅外溫度達(dá)-53℃及-53℃以下的內(nèi)部冷云區(qū)面積在8×10⁴km²以上，內(nèi)部冷核在-70℃以下，由此可以該MCC發(fā)展很旺盛。此MCC主要影響桂林地區(qū)及湘桂交界處，梧州市北部受其南部邊緣影響，出現(xiàn)了風(fēng)雹天氣。

20日04時(shí)在廣西中部也激發(fā)出一個(gè)對(duì)流云團(tuán)，東移發(fā)展影響梧州市中北部，但由于水汽、能量條件限制，沒有發(fā)展成MCC，只是一個(gè)對(duì)流單體，造成了梧州市區(qū)的大風(fēng)、冰雹出現(xiàn)（圖2）。

5 多普勒雷達(dá)分析

5.1 冰雹雷達(dá)產(chǎn)品特征分析

20日05時(shí)，桂平出現(xiàn)對(duì)流單體，并不斷發(fā)展東移。20日5：48，在梧州雷達(dá)可以看到桂平西北部出現(xiàn)了三體散射特征及旁瓣回波，并持續(xù)出現(xiàn)6個(gè)體掃時(shí)間，最強(qiáng)回波值達(dá)65dBZ以上，對(duì)應(yīng)的VIL最大值達(dá)58kg/m²，在雷達(dá)速度圖上識(shí)別出了一個(gè)中氣旋，表明對(duì)流單體發(fā)展非常旺盛，回波中已經(jīng)產(chǎn)生了冰雹。6：18從平南進(jìn)入藤縣境內(nèi)，隨后強(qiáng)回波開始減弱，三體散射特征及旁瓣回波才消失，垂直液體水含量也突然掉至41kg/m²，此時(shí)冰雹已經(jīng)開始降落。

通過反射率因子核心區(qū)的反射率因子做垂直剖面圖可以看到，在入流一側(cè)，有界弱回波區(qū)BWER和穹窿結(jié)構(gòu)以及BWER右側(cè)的回波墻，中層有回波懸垂，55dBZ延伸到了9km高度上（-20℃層高度為8km），強(qiáng)回波區(qū)高度擴(kuò)展到-20℃層以上，風(fēng)暴回波頂高達(dá)到18km，最強(qiáng)反射率因子達(dá)68dBZ，說明風(fēng)暴內(nèi)上升氣流很強(qiáng)，有利于冰雹的增長。在入流一側(cè)低層有反射率因子梯度大值區(qū)，回波頂位于低層反射率因子梯度大值區(qū)之上，說明有較強(qiáng)的垂直風(fēng)切變，有利于冰雹云的維持發(fā)展。

本次過程中的風(fēng)暴趨勢產(chǎn)品，顯示出較為典型的冰雹特征。風(fēng)暴頂基本達(dá)到10km以上，最高時(shí)接近16km，回波的質(zhì)心高度很高，基本位于7～8km，從6：00～6;12垂直液體水含量有明顯的躍增，最強(qiáng)回波的強(qiáng)度也逐漸增加，強(qiáng)冰雹指數(shù)和冰雹指數(shù)均達(dá)到了100%;從6：18開始，垂直液體水含量、強(qiáng)冰雹指數(shù)和冰雹指數(shù)突然下掉，回波的質(zhì)心高度也下降，此時(shí)冰雹開始下落（圖3）。

4.2 大風(fēng)雷達(dá)產(chǎn)品特征分析

隨著對(duì)流云團(tuán)的繼續(xù)東移，并向梧州市區(qū)靠近。7：34，梧州觀測站出現(xiàn)了23.8m/s的大風(fēng)，下面分析一下這次大風(fēng)的一些雷達(dá)產(chǎn)品特征。20日7：07的0.5°仰角雷達(dá)速度圖上，可以看到，在強(qiáng)回波的前沿出現(xiàn)了高于27m/s的速度大值區(qū)。沿著徑向做反射率和速度的剖面圖，可見強(qiáng)回波開始及地并前傾，地面出現(xiàn)了20m/s以上的大風(fēng)（圖4）。

5 結(jié)論

（1）此次過程是由高原槽東移引導(dǎo)低層的切變線下影響桂東北，地面冷鋒抬升觸發(fā)造成的一次強(qiáng)對(duì)流天氣過程。

（2）梧州地區(qū)的動(dòng)力和熱力條件都很充足，但水汽條件欠缺，所以此次過程梧州地區(qū)主要已雷暴大風(fēng)、冰雹天氣為主，強(qiáng)降雨不明顯。

（3）這次雹暴具有強(qiáng)烈對(duì)流風(fēng)暴的回波特征：懸垂結(jié)構(gòu)、有界弱回波區(qū)、旁瓣回波和三體散射。

（4）垂直積分液態(tài)含水量（VIL）出現(xiàn)大值及VIL突增突減、強(qiáng)回波質(zhì)心高度下降等對(duì)降雹有明顯的指示作用;強(qiáng)回波前傾并及地、低仰角速度平面圖上出現(xiàn)大風(fēng)區(qū)等特征對(duì)地面大風(fēng)有一定的指示作用。

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收稿日期：2019-12-17

作者簡介：孫小龍（1988-），男，工程師，研究方向?yàn)樘鞖忸A(yù)報(bào)。