“2020·3·26”強對流天氣過程技術(shù)總結(jié)

何靚

摘要 利用常規(guī)氣象觀測資料、NCEP分析資料以及雷達資料等，對2020年3月26日發(fā)生在浙江省紹興市柯橋區(qū)一次強對流天氣過程進行分析。結(jié)果表明：此次強對流天氣發(fā)生在500 hPa、700 hPa和850 hPa三層的槽前，受深厚的西南氣流控制。此配置的典型特征是隨著低槽的東移，使得傍晚前后柯橋區(qū)附近上空有槽后的中空急流，對流風暴發(fā)生后，中空急流將干冷空氣向?qū)α黠L暴發(fā)生區(qū)輸送，增強了大氣層結(jié)的對流不穩(wěn)定度和氣流輻合，有利于對流向高空發(fā)展，是槽前出現(xiàn)對流風暴的重要條件。在此次強對流天氣過程中，不穩(wěn)定的能量條件、水汽條件以及動力條件均非常適宜。此外，雷達對此次強對流天氣的監(jiān)測起到了十分重要的作用，通過對雷達圖的不間斷監(jiān)控，對提前判斷強對流天氣的發(fā)展和發(fā)布預(yù)警信息十分重要。

關(guān)鍵詞 強對流天氣;環(huán)流背景;物理量

中圖分類號：P458.121.1 文獻標識碼：B 文章編號：2095–3305（2022）04–0025–03

強對流天氣是一類局地性的災(zāi)害性天氣，其主要包含雷電、強降水、大風、冰雹、龍卷風等天氣現(xiàn)象，它們會在瞬間造成非常強的破壞作用，并對社會大眾的生命財產(chǎn)安全構(gòu)成嚴重威脅[1-2]。因此，加強對局部強對流天氣過程的分析和預(yù)報，將強對流天氣造成的損失降至最低至關(guān)重要。近年來，國內(nèi)外許多氣象學家對強對流天氣展開了研究。有國外學者論述了影響強對流天氣的大尺度、中尺度天氣系統(tǒng)，以及它們之間的相互作用。他指出，中尺度過程的主要作用是提供觸發(fā)強對流所必需的抬升力;還有國外學者指出氣旋的發(fā)展除與暖濕空氣上升有關(guān)外，還與氣旋中心附近從對流層頂附近下沉至低層的干侵入有關(guān)。許東蓓等[3]按照強對流天氣產(chǎn)生的基本動力學原理，將西北區(qū)強對流天氣基本形勢配置分為3類：高空冷平流強迫、低層斜壓鋒生以及斜壓鋒生。于庚康等[4]通過對江蘇及其周邊區(qū)域的2次颮線過程進行對比分析得出結(jié)論：2次天氣過程出現(xiàn)前期，對流層低層存在顯著的暖平流，中高層存在冷平流，推動了該區(qū)域大氣層結(jié)不穩(wěn)定的產(chǎn)生以及發(fā)展;在颮線移動的時候，地面風場中有1條輻合線分布，對颮線的觸發(fā)和維持發(fā)揮著十分重要的作用。還有鄭永光等也針對強對流天氣展開了研究，并且取得了一定的研究成果[5-7]。

柯橋區(qū)隸屬于浙江省紹興市，地處浙江中北部地區(qū)，南靠會稽山，北部地處紹虞平原，總體呈西南高、東北低的階梯形地勢，整體處于浙西山地丘陵、浙東丘陵山地以及浙北平原三大地貌單元的交接地帶，地貌類型復(fù)雜，以山地丘陵、丘陵盆地以及河谷平原為主。柯橋區(qū)地屬亞熱帶季風氣候區(qū)。溫度濕潤、日照充足、四季分明。年平均溫度為17.0℃，年平均日照時數(shù)為1 803.9 h，年平均降雨1 469.8 mm。汛期主要集中在5—10月。年平均雨日為158.6 d，年平均相對濕度78.9%。受其地理區(qū)域位置和氣候等因素的影響，紹興市柯橋區(qū)境內(nèi)氣候復(fù)雜多樣，冰雹、大風以及短時強降水等強對流災(zāi)害頻發(fā)。紹興市柯橋區(qū)強對流天氣大都發(fā)生在3—8月。強對流天氣時常會給當?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)和城市基礎(chǔ)設(shè)施造成不同程度的危害。基于此，主要通過對2020年3月26日出現(xiàn)在紹興市柯橋區(qū)的一次強對流天氣過程進行診斷分析，以掌握冰雹、雷雨、大風等強對流天氣的天氣形勢和物理機制，為進一步提升柯橋區(qū)強對流天氣預(yù)報技術(shù)水平提供參考。

1 天氣實況

2020年3月26日16：00—27日08：00浙江省紹興市柯橋區(qū)出現(xiàn)強雷電、雷雨大風、短時強降水以及局地冰雹等強對流天氣，全區(qū)面雨量12.1 mm，累計雨量最大夏履鎮(zhèn)34.0 mm，12個站出現(xiàn)6級大風，最大新三江閘13.6 m/s，柯巖出現(xiàn)冰雹。

2 天氣背景分析

2.1 高空形勢分析

2020年3月26日20：00 500 hPa高空形勢場上（圖1），我國大多數(shù)地區(qū)主要受一支高空大槽影響，同時該槽不斷向安徽、江蘇、湖北、湖南、云南等地分裂小槽，并向東南方向移動，帶動小股干冷空氣滲透，提供中層冷空氣入侵的條件。柯橋區(qū)處于高空南支槽前，槽前有較大風速西南急流。

低層700 hPa和850 hPa槽的位置基本與500 hPa重合（圖2）。此次強對流天氣正好發(fā)生在500 hPa、700 hPa以及850 hPa三層的槽前，受深厚的西南氣流控制。此配置的典型特征是隨著低槽的東移使得傍晚前后柯橋區(qū)附近上空有槽后的中空急流，對流風暴發(fā)生后，中空急流將干冷空氣向?qū)α黠L暴發(fā)生區(qū)輸送，增強了大氣層結(jié)的對流不穩(wěn)定度和氣流輻合，有利于對流向高空發(fā)展，是槽前出現(xiàn)對流風暴的重要條件。高空小槽的東移和氣流輻合上升為此次強對流天氣的發(fā)生提供了較好的觸發(fā)機制，也為此次強對流天氣的形成提供了動力條件。

2.2 地面形勢分析

在此次強對流天氣發(fā)生之前，由于受低層西南暖濕氣流影響，紹興市柯橋區(qū)正處于回暖期，2020年3月24—26日柯橋無論是日平均氣溫或日最高氣溫均在逐日回升中，在一定程度上有利于不穩(wěn)定能量的積聚。

2020年3月26日20：00—27日02：00，浙江北部站點由南風逐漸轉(zhuǎn)為偏北風，表明夜里冷鋒逐漸由西北向東南影響浙江全省。地面冷鋒的南移和三層的低槽切變現(xiàn)東移南壓有直接的關(guān)系，這也為對流發(fā)展提供了很好的中尺度環(huán)流條件。

3 物理量分析

3.1 不穩(wěn)定能量條件分析

由于強對流天氣的發(fā)生與“下暖濕、上干冷”的層結(jié)結(jié)構(gòu)有關(guān)，弱高低空溫差越大，則說明“下暖上冷”明顯;一般認為，△T（850-500）≥24℃就有利于強對流天氣的發(fā)生，而2020年3月26日20：00，杭州850 hPa和500 hPa的溫差達到26℃，熱力條件滿足強對流的發(fā)生。從氣流走勢和干濕區(qū)分布來看，也符合上干下濕的大氣層結(jié)?！跋屡瘽?、上干冷”的層結(jié)結(jié)構(gòu)為對流不穩(wěn)定的建立起了重要的作用。

從各主要對流指數(shù)來看（圖3），紹興市柯橋區(qū)在2020年3月26日17：00 CAPE值、K指數(shù)和抬升指數(shù)分別為900、35和-3左右?？偟膩碚f，CAPE值條件一般，但基本具備發(fā)生強對流的潛勢。而K指數(shù)和抬升指數(shù)條件都較好，據(jù)歷史資料統(tǒng)計分析，當K指數(shù)大于20時，發(fā)生風暴的可能性會隨之增加;抬升指數(shù)小于-3時，很可能出現(xiàn)強對流天氣。因此，從對流指數(shù)來看，紹興市柯橋區(qū)已經(jīng)具備了發(fā)生強雷暴所需的條件。

3.2 水汽條件分析

通過對2020年3月26日850 hPa水汽通量散度、比濕以及風場狀況進行分析可知，3月26日08：00～17：00我國華南、華東地區(qū)850 hPa水汽通量散度均屬于負值，柯橋區(qū)一帶屬于強水汽輻合中心，比濕值達11 g/kg左右，500 hPa以下存在西南急流維持，源于孟加拉灣和南海的水汽持續(xù)向我國華東、華南地區(qū)輸送，為此次強對流天氣過程的發(fā)生與發(fā)展提供了有利的水汽條件。

3.3 動力條件分析

300 hPa和850 hPa的散度差可以有效反映整層大氣的輻合輻散程度，通常來說，正值愈大，意味著大氣高層輻散和低空輻合愈強。通過500 hPa垂直速度場、300 hPa與850 hPa的散度差分布情況可知（圖4），2020年3月26日08：00 浙江、福建一帶的300 hPa和850 hPa存在很大的散度差，對應(yīng)的500 hPa垂直速度場存在十分顯著的上升運動，26日下午動力系統(tǒng)呈強烈發(fā)展態(tài)勢，到了3月26日17：00左右，柯橋區(qū)一帶呈高層輻散、低層輻合的態(tài)勢，輻合強度較大，同時產(chǎn)生了顯著的垂直上升運動，為此次強對流天氣的發(fā)生與發(fā)展提供了有利的動力條件。

4 雷達回波分析

雷達是監(jiān)測強對流天氣過程的有效工具。此次強對流天氣過程在雷達回波上清晰可見（圖5），2020年3月26日15：52時柯橋區(qū)西南部的杭州蕭山、紹興新昌等地有一單體風暴發(fā)展，并向柯橋區(qū)移動，移動過程中強度總體變化不大，并于16：15時影響柯橋區(qū)，給柯橋區(qū)造成短時強雷電、短時暴雨、大風、冰雹天氣。而此時杭州淳安、建德等地有大片對流云系正在快速向東北方向移動，且移動速度較快，該對流云系在移動過程中不斷有新的對流云團形成發(fā)展，移動方向穩(wěn)定，并于18：30時再次影響柯橋區(qū)，直至21：00對流云團移出柯橋區(qū)，過程基本結(jié)束。

5 結(jié)論

（1）此次強對流天氣發(fā)生在500 hPa、700 hPa、850 hPa三層的槽前，受深厚的西南氣流控制。此配置的典型特征是隨著低槽的東移，使得傍晚前后柯橋區(qū)附近上空有槽后的中空急流，對流風暴發(fā)生后，中空急流將干冷空氣向?qū)α黠L暴發(fā)生區(qū)輸送，增強了大氣層結(jié)的對流不穩(wěn)定度和氣流輻合，有利于對流向高空發(fā)展，是槽前出現(xiàn)對流風暴的重要條件。

（2）柯橋區(qū)3月26日白天在暖區(qū)影響下，不穩(wěn)定能量不斷聚集;在“下暖濕、上干冷”的系統(tǒng)配置下，對流指數(shù)滿足強對流發(fā)生的條件，源于孟加拉灣和南海的水汽持續(xù)向我國華東、華南地區(qū)輸送，為此次強對流天氣過程的發(fā)生發(fā)展提供了有利的水汽條件。在強對流天氣發(fā)生過程中，柯橋區(qū)一帶呈高層輻散、低層輻合的態(tài)勢，輻合強度較大，同時產(chǎn)生了顯著的垂直上升運動，為此次強對流天氣的發(fā)生發(fā)展提供了有利的動力條件。

（3）雷達對此次強對流天氣的監(jiān)測會起到十分重要的作用，以此對流云團移動方向穩(wěn)定，對流云團移動過程中強度變化總體不大，通過對雷達圖的不間斷監(jiān)控，對提前判斷強對流天氣的發(fā)展以及發(fā)布預(yù)警信息十分重要。

參考文獻

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責任編輯：黃艷飛

Technical Summary of “2020·3·26” Severe Convective Weather Process

HE Liang （Emergency Warning Information Release Center of Keqiao District， Shaoxing City， Shaoxing， Zhejiang 312030）

Abstract Using conventional meteorol-ogical observation data， NCEP analysis data and radar data to analyze a severe convective weather process that occurred on March 26， 2020 in Keqiao District， Shaoxing city， Zhejiang province. The results showed that the strong convective weather occurred in front of the troughs with three layers of 500 hPa， 700 hPa and 850 hPa， controlled by the deep southwest air current. The typical feature of this configuration was that as the low trough moves eastward， there was a trough hollow jet in the vicinity of our area around the evening. After a convective storm occurred， the hollow jet transports dry and cold air to the convective storm occurrence area， which enhanced the stratification of the atmosphere. Convective instability and convergence of air currents were conducive to the development of convection to the upper air， which was an important condition for the occurrence of convective storms in front of the trough. During this severe convective weather， unstable energy conditions， water vapor conditions， and dynamic conditions were all very suitable. In addition， the radar played a very important role in the monitoring of the strong convective weather. It was very important to judge the development of severe convective weather in advance and to issue early warning information.

Key words Severe convective weather; Circulation background; Physical quantity