江西副高邊緣雷暴大風(fēng)雷達(dá)拼圖回波特征分析

夏文梅　馬中元　慕瑞琪　陳鮑發(fā)　黃龍飛

摘要 利用MICAPS常規(guī)天氣圖資料、地面自動(dòng)氣象站資料、雷電資料和雷達(dá)拼圖等資料，采用天氣圖中分析方法、統(tǒng)計(jì)方法、回波圖像、回波廓線(xiàn)等分析方法，對(duì)2020年7月11日江西副熱帶高壓邊緣中尺度雷暴大風(fēng)回波特征進(jìn)行分析，結(jié)果表明：1）副熱帶高壓控制或邊緣上，江西上空100 hPa是東北風(fēng)，500 hPa是西南風(fēng)，高空呈現(xiàn)逆時(shí)針環(huán)流，T-lnP圖上層結(jié)不穩(wěn)定，對(duì)流有效位能CAPE（Convective Available Potential Energy）面積較大，對(duì)產(chǎn)生強(qiáng)對(duì)流天氣有利;由于上下兩層的風(fēng)向不同，使得雷暴回波系統(tǒng)的移動(dòng)與回波系統(tǒng)的云砧伸展方向不一致，從而加劇了對(duì)流上升運(yùn)動(dòng)，使得雷暴回波系統(tǒng)發(fā)展、加強(qiáng)、維持。2）回波產(chǎn)生初期是局地對(duì)流單體回波，通過(guò)不斷新生單體和單體合并等方式，形成南北走向的回波短帶，這種合并形成的回波短帶發(fā)展旺盛時(shí)，會(huì)產(chǎn)生多站雷暴大風(fēng)天氣。3）南北走向的回波短帶是產(chǎn)生雷暴大風(fēng)的主要回波特征，雖然回波強(qiáng)度只有55 dBZ，但移動(dòng)速度較快（60～70 km/h），造成地面大風(fēng)。江西WebGIS雷達(dá)拼圖上疊加多部雷達(dá)風(fēng)暴跟蹤信息STI（Storm Tracking Information），可以明確風(fēng)暴的移動(dòng)方向和移動(dòng)速度，根據(jù)STI 密集區(qū)判斷，增加了STI的可用性。4）“前伸”或“延伸”回波反映了回波系統(tǒng)上方的高空風(fēng)走向和積雨云的云砧飄離方向?！把由臁被夭ㄒ欢ǔ潭壬媳憩F(xiàn)出副高邊緣雷暴回波系統(tǒng)的強(qiáng)弱程度。為改進(jìn)副熱帶高壓邊緣中尺度雷暴大風(fēng)的預(yù)警預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞江西;副熱帶高壓;雷暴大風(fēng);雷達(dá)拼圖回波特征;延伸回波

雷暴大風(fēng)是指由大氣對(duì)流活動(dòng)所導(dǎo)致的近地面的強(qiáng)陣風(fēng)事件，瞬時(shí)風(fēng)速可達(dá)17 m·s-1（或8級(jí)）以上，此類(lèi)天氣通常維持時(shí)間短，破壞力強(qiáng)，常造成設(shè)施嚴(yán)重?fù)p毀和人員傷亡，給人民生產(chǎn)、生活帶來(lái)嚴(yán)重影響。

雷暴大風(fēng)形成機(jī)理和預(yù)報(bào)方法一直是強(qiáng)對(duì)流天氣研究的一個(gè)重要內(nèi)容，許多氣象學(xué)家在這方面展開(kāi)了大量研究，取得了豐碩的成果（Johns et al.，1992;姚建群等，2005;孫虎林等，2011;陳明軒和王迎春，2012;劉香娥和郭學(xué)良，2012;王秀明等，2012;孫建華等，2014;鄭永光等，2015;段亞鵬等，2017;馬淑萍等，2019;王黌等，2020）。Johns et al.（1992）提出有利于雷暴內(nèi)強(qiáng)烈下沉氣流的環(huán)境條件包括：對(duì)流層中下層（500 hPa以下）大氣環(huán)境溫度直減率較大，對(duì)流層中層（400～700 hPa）有明顯干層。雷暴大風(fēng)的發(fā)展主要是由強(qiáng)烈的下沉氣流造成，有時(shí)雷暴下沉氣流導(dǎo)致的冷池密度流（陣風(fēng)鋒）和動(dòng)量下傳的作用也很明顯（王秀明等，2013）。從風(fēng)暴結(jié)構(gòu)看，產(chǎn)生雷暴大風(fēng)的風(fēng)暴有無(wú)組織的、孤立的、結(jié)構(gòu)松散的脈沖風(fēng)暴，高度組織化的多單體強(qiáng)風(fēng)暴（包括孤立的弓形回波），超級(jí)單體風(fēng)暴和颮線(xiàn)。雷暴大風(fēng)的臨近預(yù)警主要基于多普勒天氣雷達(dá)回波特征。中層徑向輻合和弓形回波是雷暴大風(fēng)的主要雷達(dá)回波特征（李國(guó)翠等，2006;俞小鼎等，2006，2012;潘玉潔等，2012;陶嵐等，2014），陣風(fēng)鋒回波是短時(shí)大風(fēng)的一種雷達(dá)回波特征。何文等（2018）對(duì)江西強(qiáng)雷電的天氣形勢(shì)和雷達(dá)回波特征進(jìn)行了總結(jié)歸納。陳鮑發(fā)和馬中元（2019）對(duì)產(chǎn)生冰雹的超級(jí)單體回波特征進(jìn)行分析并得出4點(diǎn)判據(jù)。王福俠等（2016）、高建平等（2019）對(duì)雷暴大風(fēng)的雷達(dá)回波特征進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，并總結(jié)了預(yù)報(bào)關(guān)鍵點(diǎn)。夏季西太平洋副熱帶高壓帶（簡(jiǎn)稱(chēng)副高）是影響中國(guó)天氣氣候的主要大氣環(huán)流系統(tǒng)之一，它所處位置的變化和大氣低層西南季風(fēng)暖濕氣流的進(jìn)退，共同決定了中國(guó)雨帶的時(shí)空分布（黃榮輝和李維京，1988;閔錦忠等，2005）。在副高邊緣，西南風(fēng)提供水汽源，高能高濕，且副高邊緣常有西風(fēng)槽的活動(dòng)，引起強(qiáng)對(duì)流天氣頻發(fā)。賀哲等（2020）對(duì)河南省一次副高邊緣對(duì)流性暴雨的多尺度特征進(jìn)行了分析。劉還珠等（2007）分析了一次副高影響下北京區(qū)域性暴雨個(gè)例，發(fā)現(xiàn)暴雨產(chǎn)生在強(qiáng)的能量鋒附近低層氣旋性渦度發(fā)展、高層輻散顯著的地方。王宗敏等（2014）對(duì)一次副高外圍對(duì)流雨帶中對(duì)流對(duì)稱(chēng)不穩(wěn)定及鋒生進(jìn)行診斷分析，為實(shí)際預(yù)報(bào)副高外圍對(duì)流雨帶的位置和走向提供參考。尹紅萍和曹曉崗（2010）分析了盛夏上海地區(qū)副熱帶高壓型強(qiáng)對(duì)流天氣的特征，認(rèn)為此類(lèi)天氣的發(fā)生除需要有較好的層結(jié)不穩(wěn)定條件外，對(duì)抬升條件也有較高要求。吳才明等（2019）對(duì)2017年8月江西副熱帶高壓邊緣產(chǎn)生的4次雷暴大風(fēng)天氣過(guò)程進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)副高邊緣雷達(dá)回波特征分為兩種：一是南北向短帶回波，有時(shí)會(huì)發(fā)展為弓狀回波;二是強(qiáng)回波單體，超級(jí)單體和復(fù)合單體回波。吳芳芳等（2010）利用鹽城多普勒天氣雷達(dá)和地面自動(dòng)站等資料，對(duì)2006年8月6日在副熱帶高壓邊緣形勢(shì)下，由超級(jí)單體產(chǎn)生的大暴雨和龍卷過(guò)程進(jìn)行分析，得到風(fēng)暴回波演變的形態(tài)可分為“條狀-腎形-弓狀”三個(gè)階段。張韌等（2012）對(duì)2007/2008年冬季我國(guó)雨雪冰凍災(zāi)害期間副高指數(shù)特征與El Nio/La Nia年平均冬半年副高指數(shù)特征以及50 a平均冬半年副高指數(shù)特征進(jìn)行對(duì)比分析。李國(guó)翠等（2011）對(duì)一次由副熱帶高壓進(jìn)退引起的強(qiáng)降水天氣過(guò)程中的GPS可降水量和假相當(dāng)位溫的演變趨勢(shì)進(jìn)行了分析。王黎娟等（2005）采用NCEP/NCAR再分析逐日資料，根據(jù)特定區(qū)域渦度值，定義描述西太平洋副高東西位置的指標(biāo)和副高東西位置變動(dòng)特征。弓狀回波中存在東西渦旋對(duì)，其生成主要是散度項(xiàng)造成，中間相對(duì)弱的反氣旋渦旋是渦線(xiàn)拱起產(chǎn)生的水平渦度向垂直渦度轉(zhuǎn)換引起（趙向軍等，2020）。超級(jí)單體的演變可歸結(jié)為“孤立單體-經(jīng)典強(qiáng)降水超級(jí)單體-減弱東移”三個(gè)階段（閔錦忠等，2018）。弓形回波與對(duì)流單體之間的合并特征經(jīng)歷了合并初期、合并中期和完全合并期（侯淑梅等，2018）。宜春地區(qū)降水存在著兩種不同時(shí)間周期的天氣系統(tǒng)影響，脈動(dòng)譜的分布表現(xiàn)出時(shí)間周期為5～7 d和2～3 d的峰值區(qū)（魏鳴等，2017）。云水、雨水的比含水量隨雹云的發(fā)展呈先增長(zhǎng)后減少的特點(diǎn)，其增長(zhǎng)方式是凝華及碰并過(guò)冷云水（劉曉莉和水旭瓊，2015）。采用速度方位顯示方法（Velocity Azimuth Display，VAD）和交叉相關(guān)法（Tracking Radar Echoes by Correlation，TREC），分別得到設(shè)定的8個(gè)高度的水平風(fēng)場(chǎng)作為回波的引導(dǎo)風(fēng)，對(duì)相應(yīng)高度的等高平面位置（Constant Altitude Plan Position Indicating，CAPPI）顯示反射率因子進(jìn)行外推，表明用這兩種方法獲得的未來(lái)60 min內(nèi)的回波位置與回波實(shí)況較吻合（劉紅艷等，2015）。然而，針對(duì)副高邊緣型雷暴大風(fēng)的系統(tǒng)性研究和分析還相對(duì)較少，尤其是利用多部雷達(dá)拼圖資料研究副熱帶高壓邊緣型雷暴大風(fēng)的文獻(xiàn)較少。

本文利用MICAPS常規(guī)天氣圖資料、地面自動(dòng)氣象站資料、雷電資料和24部多普勒天氣雷達(dá)拼圖等資料，采用天氣圖中分析方法、統(tǒng)計(jì)方法、回波圖像等分析方法，對(duì)江西副熱帶高壓邊緣中尺度雷暴大風(fēng)回波特征進(jìn)行了分析，試圖找出其識(shí)別特征，為副熱帶高壓邊緣中尺度雷暴大風(fēng)的預(yù)警預(yù)報(bào)提供依據(jù)。

1 資料來(lái)源、天氣背景和天氣實(shí)況

1.1 資料來(lái)源

常規(guī)天氣圖資料來(lái)源于MICAPS系統(tǒng);地面自動(dòng)氣象站資料來(lái)源于江西內(nèi)網(wǎng)平臺(tái)和臺(tái)站氣象要素;雷電資料來(lái)源于CIMISS數(shù)據(jù)庫(kù)的江西短臨預(yù)報(bào)手機(jī)平臺(tái);24部天氣雷達(dá)拼圖資料來(lái)源于江西WebGIS雷達(dá)拼圖平臺(tái)。

1.2 天氣背景

2020年7月11日08和20時(shí)（北京時(shí)，下同），江西處在副熱帶高壓邊緣，588 dagpm線(xiàn)在江西以南（或江西中南部穿過(guò)），584 dagpm線(xiàn)在江西以北，586 dagpm線(xiàn)穿過(guò)江西（圖1）。500 hPa和850 hPa急流越過(guò)江西;100 hPa上，大陸高壓西風(fēng)帶氣流與副熱帶高壓東北風(fēng)氣流交匯，形成東風(fēng)氣流層，造成南昌探空特殊風(fēng)場(chǎng)，即500 hPa西南風(fēng)，100 hPa東北風(fēng)。圖1是江西副熱帶高壓控制和邊緣風(fēng)場(chǎng)典型結(jié)構(gòu)。

副熱帶高壓是中高緯度西風(fēng)帶的東風(fēng)回流，江西上空100 hPa（16 km）是東北風(fēng)，500 hPa（5.5 km）是西南風(fēng)，在垂直方向上呈現(xiàn)逆時(shí)針環(huán)流，是下沉氣流。一方面在副熱帶高壓邊緣，西南風(fēng)提供豐沛的水汽源;另一方面副熱帶高壓好似一堵下沉氣流的墻，底層西南氣流很難突破，匯聚在一起進(jìn)行抬升，產(chǎn)生對(duì)流運(yùn)動(dòng)，形成雷暴天氣和短時(shí)暴雨等天氣。

副熱帶高壓是西風(fēng)帶的東風(fēng)回流，其進(jìn)退演變一是看588 dagpm線(xiàn)的進(jìn)退;二是看100 hPa高層?xùn)|風(fēng)回流的進(jìn)退。南昌站100 hPa一旦出現(xiàn)東北風(fēng)，就意味著江西受副熱帶高壓中心控制或處在副熱帶高壓邊緣。

1.3 天氣實(shí)況

2020年7月11日，江西國(guó)家站記錄10站次大風(fēng)天氣，9站雷暴大風(fēng)，1站高山站大風(fēng)（表1）。對(duì)應(yīng)在區(qū)域站有63站次出現(xiàn)大風(fēng)天氣（圖略），遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)國(guó)家站的數(shù)量。雷暴大風(fēng)的等級(jí)不是很大，最大21.8 m·s-1（廬山市），這可能與雷暴回波帶的回波強(qiáng)度（55 dBZ）不是太強(qiáng)等因素有關(guān)。

7月11日16：00—21：00，雷暴回波系統(tǒng)產(chǎn)生的降水不大，沒(méi)有達(dá)到暴雨量級(jí)（圖略），國(guó)家站最大23.1 mm，區(qū)域站最大45 mm，主要還是以大風(fēng)天氣為主。從國(guó)家站出現(xiàn)9站雷暴大風(fēng)天氣的每小時(shí)大風(fēng)柱狀圖（圖略）上看，8次雷暴大風(fēng)發(fā)生時(shí)風(fēng)速突增，只有廬山風(fēng)景區(qū)1站，因?yàn)榍捌陲L(fēng)速較大并持續(xù)，導(dǎo)致21.8 m·s-1大風(fēng)沒(méi)有突變的現(xiàn)象。從14：00—23：00雷電分布（圖略）看，這次雷暴回波系統(tǒng)伴有較強(qiáng)和密集的雷電。

2 雷達(dá)拼圖回波演變與特征

2.1 雷達(dá)拼圖回波特征

雷達(dá)拼圖由多部雷達(dá)拼制而成，江西雷達(dá)拼圖使用了24部S波段天氣雷達(dá)。2020年7月11日16：50—20：20，副熱帶高壓邊緣出現(xiàn)雷暴回波短帶，南北走向，回波強(qiáng)度達(dá)到55 dBZ（圖2）?；夭ǘ處ё?6：50（圖2a），從宜豐開(kāi)始出現(xiàn)19.7 m·s-1雷暴大風(fēng);18：30（圖2b），安義出現(xiàn)20.6 m·s-1雷暴大風(fēng);19：10（圖2c），九江縣出現(xiàn)21.4 m·s-1雷暴大風(fēng)、廬山市出現(xiàn)18.3 m·s-1雷暴大風(fēng);19：30（圖2d），九江市出現(xiàn)19.0 m·s-1雷暴大風(fēng);19：40（圖2e），廬山風(fēng)景區(qū)出現(xiàn)21.8 m·s-1雷暴大風(fēng)、都昌出現(xiàn)18.3 m·s-1雷暴大風(fēng)、湖口出現(xiàn)19.1 m·s-1雷暴大風(fēng);20：20（圖2f），彭澤出現(xiàn)18.9 m·s-1雷暴大風(fēng)?；夭ǘ處б宦废驏|北方移動(dòng)，沿途普遍出現(xiàn)雷暴大風(fēng)天氣，除9站國(guó)家站有記錄外，16：00—21：00有63站區(qū)域站記錄了大于等于17.2 m·s-1的大風(fēng)。

由此可見(jiàn)，副熱帶高壓邊緣熱雷雨回波產(chǎn)生初期是局地對(duì)流單體回波，通過(guò)不斷新生單體和單體合并等方式，形成南北走向的回波短帶，這種合并形成的回波短帶發(fā)展旺盛時(shí)，會(huì)產(chǎn)生多站雷暴大風(fēng)天氣。

2.2 拼圖回波廓線(xiàn)和前沿線(xiàn)演變特征

雷達(dá)回波演變?cè)诶走_(dá)拼圖回波上十分清楚，根據(jù)回波廓線(xiàn)和前沿線(xiàn)畫(huà)法來(lái)分析，回波移動(dòng)軌跡很有規(guī)則（圖3），通過(guò)分析得到回波短帶平均移動(dòng)方向是60°～70°，平均移動(dòng)速度為60～70 km/h。

13：00，在湖南衡陽(yáng)附近生成一塊單體A回波;14：00，隨著A回波向東北方移動(dòng)，在A(yíng)回波北面又有一塊單體B回波生成;15：00，A回波移至蓮花、B回波移至萍鄉(xiāng)，并且周?chē)钟卸鄠€(gè)單體回波發(fā)展;16：00，A回波和B回波發(fā)展壯大，其中B回波逐漸形成短帶回波結(jié)構(gòu);17：00，A和B回波開(kāi)始合并，16：56宜豐出現(xiàn)19.7 m·s-1雷暴大風(fēng);18：00，A和B回波合并為南北走向的回波短帶，中段向前突出，18：37安義出現(xiàn)20.6 m·s-1雷暴大風(fēng);19：00，A和B回波繼續(xù)向東北方移動(dòng)，南北走向回波短帶發(fā)展旺盛，地面出現(xiàn)多站雷暴大風(fēng)：19：24九江縣風(fēng)速21.4 m·s-1、19：25廬山市風(fēng)速18.3 m·s-1、19：33九江市風(fēng)速19.0 m·s-1、19：48九江風(fēng)景區(qū)風(fēng)速21.8 m·s-1、19：54都昌風(fēng)速18.3 m·s-1、19：54湖口風(fēng)速19.1 m·s-1;20：00，A和B回波短帶繼續(xù)向東北方移動(dòng)，20：23彭澤風(fēng)速18.9 m·s-1;21：00，A和B回波短帶開(kāi)始減弱;22：00，A和B回波短帶移出江西減弱消散。

由此可見(jiàn)，副熱帶高壓邊緣上，南北走向的回波短帶是產(chǎn)生雷暴大風(fēng)的主要回波特征，雖然回波強(qiáng)度只有55 dBZ，但移動(dòng)速度較快（60～70 km/h）造成地面大風(fēng)。南北走向回波短帶，一般維持時(shí)間較長(zhǎng)，從表1中可以看出，雷暴大風(fēng)前后維持3 h多。

2.3 雷達(dá)拼圖回波疊加風(fēng)暴跟蹤信息STI

風(fēng)暴跟蹤信息STI 可以顯示風(fēng)暴單體15、30、45和60 min的移動(dòng)位置，有利于判斷風(fēng)暴的移動(dòng)方向和移動(dòng)速度。單部雷達(dá)的STI 會(huì)出現(xiàn)一些誤差，個(gè)別STI 計(jì)算欠合理。把多部雷達(dá)計(jì)算的STI 疊加在雷達(dá)拼圖上（圖4），去除一些可信度較差的STI，就可以從多部雷達(dá)多個(gè)STI 路徑的密集程度中得到風(fēng)暴的移動(dòng)趨勢(shì)，提高STI 的總體預(yù)測(cè)能力，對(duì)預(yù)報(bào)員分析判斷風(fēng)暴的移動(dòng)提供幫助。

由圖4可以看出，STI 明確指出風(fēng)暴的移動(dòng)方向和移動(dòng)速度，雷暴回波系統(tǒng)朝東北方移動(dòng)，多數(shù)STI 重疊更說(shuō)明STI 的可用性。

3 雷暴回波系統(tǒng)后側(cè)“延伸”回波特征

3.1 “前伸”和“延伸”回波特征

在江西強(qiáng)對(duì)流天氣中，雷達(dá)上的“前伸”回波結(jié)構(gòu)是一個(gè)明顯的特征。受到高空風(fēng)的影響，積雨云的云砧隨風(fēng)飄向遠(yuǎn)方，高空風(fēng)速越大，積雨云發(fā)展越高，向前伸展的回波廓線(xiàn)距離越遠(yuǎn)，這種弱回波伸展方向就是高空風(fēng)的指向（圖5）。

3—6月，江西處在西風(fēng)帶大氣環(huán)流中，回波系統(tǒng)的移動(dòng)基本沿著高空風(fēng)向移動(dòng)，故“前伸”回波指向回波系統(tǒng)移動(dòng)方向（圖5a、b、c）;而在7—9月，江西多數(shù)情況下處在副熱帶高壓控制或邊緣上，500 hPa以下西南風(fēng)，100 hPa為東北風(fēng)，造成回波系統(tǒng)沿500 hPa風(fēng)向東北方移動(dòng)，“前伸”回波沿100 hPa風(fēng)向西南方移動(dòng)，即形成在回波系統(tǒng)后側(cè)出現(xiàn)“延伸”回波結(jié)構(gòu)（圖5d）。

可見(jiàn)，無(wú)論是“前伸”回波或是“延伸”回波，反映了回波系統(tǒng)上方的高空風(fēng)走向和積雨云的云砧飄離方向，一定程度上表現(xiàn)出雷暴回波系統(tǒng)的強(qiáng)弱程度，因?yàn)?，“前伸”或“延伸”回波伸展越遠(yuǎn)，表明高空風(fēng)越大，高層的輻散與動(dòng)能越強(qiáng)，出現(xiàn)強(qiáng)對(duì)流天氣的概率越大。

3.2 后側(cè)“延伸”回波的形成與垂直分布

后側(cè)“延伸”回波發(fā)生在副熱帶高壓控制或邊緣的雷暴回波系統(tǒng)上，副熱帶高壓垂直風(fēng)場(chǎng)表現(xiàn)為100 hPa東北風(fēng)，500 hPa西南風(fēng)。由于，在副熱帶高壓控制或邊緣條件下，江西中尺度雷暴回波系統(tǒng)是沿500 hPa高空風(fēng)或500 hPa和700 hPa平均風(fēng)方向移動(dòng)，因此，雷暴回波系統(tǒng)出現(xiàn)單體和整體回波向東北方移動(dòng)，回波系統(tǒng)的卷云罩（云砧）漂移方向是向西南方移動(dòng)，高層與中層形成切變，相對(duì)移動(dòng)。

后側(cè)“延伸”回波隨著雷暴回波系統(tǒng)的發(fā)展而增強(qiáng)延長(zhǎng)。16：00（圖6a），雷暴回波系統(tǒng)剛開(kāi)始發(fā)展，從反射率因子垂直回波剖面圖上可以看到“延伸”回波只有48 km長(zhǎng);18：00（圖6b），隨著雷暴回波系統(tǒng)的不斷發(fā)展加強(qiáng)，“延伸”回波伸展到170 km長(zhǎng);20：00（圖6c），雷暴回波系統(tǒng)發(fā)展最強(qiáng)烈時(shí)，“延伸”回波伸展達(dá)375 km。

由此可見(jiàn)，副熱帶高壓邊緣雷暴回波系統(tǒng)后側(cè)的“延伸”回波，隨著雷暴回波系統(tǒng)的不斷發(fā)展加強(qiáng)，“延伸”回波的長(zhǎng)度不斷加長(zhǎng)，最長(zhǎng)可達(dá)375 km，幾乎是雷暴回波系統(tǒng)本身長(zhǎng)度的三倍以上。

3.3 后側(cè)“延伸”回波其他個(gè)例

雷暴回波系統(tǒng)后側(cè)“延伸”回波個(gè)例很多，但基本特征差不多。表現(xiàn)為：一是雷暴回波系統(tǒng)的移動(dòng)方向與“延伸”回波方向相反;二是雷暴回波系統(tǒng)隨著系統(tǒng)的發(fā)展加強(qiáng)而加強(qiáng)和延長(zhǎng)。

2020年7月15日13：00—17：00個(gè)例（圖略），揭示了雷暴回波后側(cè)“延伸”回波的典型特征。13：00，回波發(fā)展初期，“延伸”回波只有20 km長(zhǎng);15：00，“延伸”回波發(fā)展達(dá)115 km。值得注意的是：17：00，當(dāng)雷暴回波已經(jīng)消失殆盡時(shí)，“延伸”回波依然維持在空中，其長(zhǎng)度還有110 km。這表明“延伸”回波維持時(shí)間長(zhǎng)于雷暴回波系統(tǒng)，其原因有待進(jìn)一步深入探討。

2020年7月16日14：30—15：30個(gè)例（圖略），又是一次雷暴回波系統(tǒng)后側(cè)“延伸”回波典型個(gè)例。14：30，雷暴回波發(fā)展初期，“延伸”回波很短，只有10 km左右;15：30（圖9b），雷暴回波系統(tǒng)發(fā)展旺盛，“延伸”回波延伸到110 km。

這兩次“延伸”回波個(gè)例的天氣形勢(shì)背景都是在江西副熱帶高壓邊緣，100 hPa東北風(fēng)，500 hPa西南風(fēng)，符合出現(xiàn)“延伸”回波的天氣條件。

由此可見(jiàn)，副熱帶高壓邊緣的特殊高空風(fēng)關(guān)系，造成雷暴回波系統(tǒng)的移動(dòng)方向與回波后側(cè)“延伸”回波的方向相反;隨著雷暴回波系統(tǒng)的不斷發(fā)展和加強(qiáng)，“延伸”回波的伸展距離增大。

4 結(jié)論與討論

利用MICAPS常規(guī)天氣圖資料、地面自動(dòng)氣象站資料、雷電資料和24部多普勒天氣雷達(dá)拼圖等資料，采用天氣圖中分析方法、統(tǒng)計(jì)方法、回波圖像對(duì)比等方法，對(duì)江西副熱帶高壓邊緣中尺度雷暴大風(fēng)回波特征進(jìn)行了分析，得到以下結(jié)論：

1）江西副熱帶高壓控制或邊緣的風(fēng)場(chǎng)表現(xiàn)為：100 hPa高空?qǐng)D上南昌是東北風(fēng)，500 hPa是西南風(fēng)，高空風(fēng)呈現(xiàn)逆時(shí)針環(huán)流;T-lnP圖上層結(jié)極不穩(wěn)定，CAPE不穩(wěn)定能量面積較大，有利于產(chǎn)生強(qiáng)對(duì)流天氣。由于100 hPa與500 hPa上下兩層的風(fēng)向不同，形成切變層，使得雷暴回波系統(tǒng)的移動(dòng)方向（主要沿500 hPa風(fēng)向移動(dòng)），與回波系統(tǒng)的云砧伸展方向（主要沿100 hPa風(fēng)向飄動(dòng)）不一致，從而加劇了對(duì)流上升運(yùn)動(dòng)，使得雷暴回波系統(tǒng)發(fā)展、加強(qiáng)、維持。

2）副熱帶高壓邊緣熱雷雨回波產(chǎn)生初期是局地對(duì)流單體回波，午后山地的抬升作用十分明顯，通過(guò)不斷新生單體和單體合并等方式，形成南北走向的回波短帶。這種合并形成的回波短帶發(fā)展旺盛時(shí)，會(huì)在回波短帶上強(qiáng)單體回波上產(chǎn)生雷暴大風(fēng)天氣。

3）副高邊緣南北走向的回波短帶是產(chǎn)生雷暴大風(fēng)的主要回波特征，雖然回波強(qiáng)度只有55 dBZ，但移動(dòng)速度較快（60～70 km/h），極易帶動(dòng)出現(xiàn)雷暴大風(fēng)天氣。江西WebGIS雷達(dá)拼圖上疊加風(fēng)暴跟蹤信息STI 路徑，可以明確風(fēng)暴的移動(dòng)方向和移動(dòng)速度，根據(jù)多部雷達(dá)STI 的密集程度，判斷回波系統(tǒng)的移動(dòng)趨勢(shì)，增加了STI 產(chǎn)品的可用性。

4）“前伸”或“延伸”回波反映了回波系統(tǒng)上方的高空風(fēng)走向和積雨云的云砧飄離方向，“前伸”表示高空風(fēng)為西南風(fēng);“延伸”表示高空風(fēng)為東北風(fēng)?！扒吧臁被颉把由臁被夭ㄉ煺乖竭h(yuǎn)，表明高空風(fēng)越大，高層的輻散與動(dòng)能越強(qiáng)。

江西冰雹、雷暴大風(fēng)和短時(shí)強(qiáng)降水三類(lèi)強(qiáng)對(duì)流天氣的回波特征各有不同。在雷達(dá)拼圖CR 產(chǎn)品上：1）冰雹回波多為超級(jí)單體、颮線(xiàn)回波帶、回波短帶等回波形態(tài)，要具備60 dBZ以上的回波強(qiáng)度，強(qiáng)回波面積達(dá)到或超過(guò)10 km×10 km，30～60 dBZ回波梯度要小于6 km，并且具備“前伸”回波結(jié)構(gòu)。2）雷暴大風(fēng)回波多為颮線(xiàn)回波帶、回波短帶、超級(jí)單體等回波形態(tài)，要具備50 dBZ以上的回波強(qiáng)度，不要求強(qiáng)回波面積的大小，對(duì)回波梯度要求不高，超級(jí)單體產(chǎn)生的雷暴大風(fēng)具備“前伸”回波結(jié)構(gòu)。3）短時(shí)強(qiáng)降水多為雷暴回波帶、絮狀回波帶、颮線(xiàn)回波帶、回波短帶、超級(jí)單體、強(qiáng)回波單體等回波形態(tài)，要具備40 dBZ以上的回波強(qiáng)度，強(qiáng)回波面積越大，強(qiáng)降水時(shí)間越長(zhǎng)，產(chǎn)生強(qiáng)降水的幾率越高，對(duì)回波梯度要求不高，大多數(shù)“前伸”回波結(jié)構(gòu)被下游強(qiáng)回波所掩蓋。

除回波強(qiáng)度、強(qiáng)回波面積和強(qiáng)回波梯度之外，回波具有“前伸”（西風(fēng)帶系統(tǒng)下）或“延伸”（副高邊緣東風(fēng)系統(tǒng)下）回波結(jié)構(gòu)，對(duì)判斷是否出現(xiàn)雷暴大風(fēng)有一定的指示意義?！扒吧臁被颉把由臁被夭ǖ陌l(fā)展增長(zhǎng)過(guò)程，預(yù)示著高空風(fēng)速的增大和雷暴云體的發(fā)展，越長(zhǎng)越有利于雷暴大風(fēng)的產(chǎn)生。

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Analysis of characteristics of mesoscale thunderstorm gale echo on the edge of subtropical high

XIA Wenmei1，2，3，MA Zhongyuan3，4，MU Ruiqi5，CHEN Baofa6，HUANG Longfei6

1Key Open Laboratory of Traffic Meteorology，China Meteorological Administration，Nanjing 210009，China;

2Jiangsu Institute of Meteorological Sciences，Nanjing 210009，China;

3Nanjing Institute of Meteorological Science and Technology Innovation，Nanjing 210009，China;

4Jiangxi Institute of Meteorological Sciences，Nanchang 330046，China;

5Jiangsu Meteorological Observatory，Nanjing 210008，China;

6Jingdezhen Meteorological Bureau，Jingdezhen 333000，China

The echo characteristics of Jiangxi subtropical high edge mesoscale thunderstorm gale on July 11，2020 were examined using MICAPS conventional weather map data，ground automatic weather station data，lightning data and radar mosaic data，for the study of weather evolution and radar mosaic echo characteristics.The results show that：1） under the control or edge of subtropical high，the northeast wind is at 100 hPa and the southwest wind is at 500 hPa over Jiangxi，and the upper layer of T-lnP is unstable and CAPE area is large，which is beneficial to strong convective weather;Because of the different wind directions on the upper and lower floors，the movement of thunderstorm echo system is inconsistent with the extension direction of cloud anvil of echo system，which intensifies the convection rising movement and makes thunderstorm echo system develop，strengthen and maintain.2） At the initial stage of echo generation，it is the local convection single echo，and the echo short band in the north-south direction is formed by using the new generation and a single combination.As the echo short band forms vigorously，it will produce thunderstorms with multiple stations and windy weather.3） The main echo feature of a thunderstorm gale is the short echo band in the north-south direction.Despite the low echo intensity of 55 dBZ （60-70 km），the echo travels at speed，resulting in the gale.The multiple radar storm tracking information STI （Storm Tracking Information） is superimposed on Jiangxi WebGIS radar mosaic，which can clearly show the moving direction and speed of storms，and will be more useful if STI dense areas are used.4）The “forward” or “extended” echo reflects the high-altitude wind direction over the echo system and the cloud anvil drifting away from cumulonimbus clouds.In some ways，the “extended” echo shows the strength of the thunderstorm echo system at the edge of the subtropical high.It provides a basis for improving the early forecasting and early warning of mesoscale thunderstorm gales at the edge of subtropical highs.

Jiangxi;subtropical high;thunderstorms and strong winds;echo characteristics of radar mosaic;extended echo

doi：10.13878/j.cnki.dqkxxb.20201024001

（責(zé)任編輯：劉菲）