河北省廊坊“6·25”超級(jí)單體雷達(dá)回波特征分析

王清川，劉艷杰，周 濤，東高紅，黃浩杰，李 娜

（1.河北省氣象與生態(tài)環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河北 石家莊 050021；2.廊坊市氣象局，河北 廊坊 065000；3.天津市氣象臺(tái)，天津 300074）

超級(jí)單體風(fēng)暴作為發(fā)展最為旺盛的對(duì)流風(fēng)暴系統(tǒng)，內(nèi)部結(jié)構(gòu)組織化程度非常高，通常會(huì)引發(fā)一種或多種災(zāi)害性天氣，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失甚至是人員傷亡，所以一直是災(zāi)害性天氣領(lǐng)域的重要研究對(duì)象。隨著多普勒天氣雷達(dá)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)超級(jí)單體風(fēng)暴的研究不斷深入，認(rèn)識(shí)也不斷加深。20 世紀(jì)60—70年代，Browning 等[1-2]做了開創(chuàng)性的研究，根據(jù)天氣雷達(dá)的反射率因子特征定義了超級(jí)單體的概念，并指出超級(jí)單體在反射率因子上具有弱回波區(qū)或有界弱回波區(qū)。Donaldson[3]首次利用多普勒天氣雷達(dá)觀測(cè)到超級(jí)單體的中氣旋結(jié)構(gòu)。而國(guó)內(nèi)新一代天氣雷達(dá)網(wǎng)的建成，為超級(jí)單體風(fēng)暴形態(tài)特征的研究提供了有利支撐?；诘湫蛡€(gè)例，氣象工作者發(fā)現(xiàn)超級(jí)單體風(fēng)暴存在鉤狀回波、有界弱回波區(qū)、回波墻、懸垂回波、中氣旋、后側(cè)入流缺口等特征[4-8]。鄭媛媛等[9]進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)超級(jí)單體左前方的低層反射率因子常呈現(xiàn)明顯的倒“V”字型結(jié)構(gòu)。王爽等[10]發(fā)現(xiàn)強(qiáng)降水超級(jí)單體中存在著中到強(qiáng)的垂直風(fēng)切變利于其發(fā)展。俞小鼎等[11]研究認(rèn)為龍卷出現(xiàn)在“S”形回波階段。陳秋萍等[12]發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)生命史超級(jí)單體風(fēng)暴中氣旋的維持保證了一支強(qiáng)上升氣流支撐空中大冰雹的增長(zhǎng)，維持了風(fēng)暴的持續(xù)發(fā)展。還有研究指出超級(jí)單體風(fēng)暴造成的雷暴大風(fēng)過(guò)程中雷達(dá)回波常顯示出中低層的徑向速度輻合和地面大風(fēng)核[13-14]。河北省也是強(qiáng)對(duì)流天氣多發(fā)區(qū)，由超級(jí)單體風(fēng)暴引發(fā)的冰雹、災(zāi)害性大風(fēng)等強(qiáng)天氣常常造成嚴(yán)重的財(cái)產(chǎn)損失，甚至是人員傷亡[15-17]。裴宇杰等[15]研究發(fā)現(xiàn)超級(jí)單體的VIL高值維持時(shí)間越長(zhǎng)、冰雹直徑越大，降雹范圍越大。王福俠等[16-19]研究發(fā)現(xiàn)強(qiáng)降水超級(jí)單體風(fēng)暴演變可以歸結(jié)為普通單體、強(qiáng)降水超級(jí)單體及弓形回波3 個(gè)階段，屬于典型的右移風(fēng)暴。

上述研究對(duì)提高超級(jí)單體風(fēng)暴的認(rèn)識(shí)，提升雷達(dá)在災(zāi)害性天氣短臨監(jiān)測(cè)、預(yù)警業(yè)務(wù)中的應(yīng)用能力起了積極作用。但是，由于超級(jí)單體多普勒雷達(dá)回波特征結(jié)構(gòu)復(fù)雜，仍然需要?dú)庀蠊ぷ髡邚牟煌嵌葘?duì)更多的典型個(gè)例開展研究。2020 年6 月25 日夜間超級(jí)單體風(fēng)暴橫掃北京東南部、廊坊中部及天津西南部地區(qū)，各地先后出現(xiàn)冰雹、雷暴大風(fēng)、短時(shí)強(qiáng)降水等強(qiáng)對(duì)流天氣，造成嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)、財(cái)產(chǎn)損失。本文主要利用北京和天津多普勒天氣雷達(dá)探測(cè)資料等對(duì)災(zāi)害性天氣過(guò)程中超級(jí)單體風(fēng)暴的雷達(dá)回波演變等特征進(jìn)行分析，以期提高分災(zāi)種、落區(qū)、強(qiáng)度等精細(xì)化預(yù)警能力。

1 資料來(lái)源

本文使用2020 年6 月25 日08 時(shí)—26 日08時(shí)（北京時(shí)、未特別說(shuō)明下同）常規(guī)觀測(cè)、北京和天津多普勒天氣雷達(dá)探測(cè)等資料，所用分析數(shù)據(jù)均經(jīng)過(guò)質(zhì)量控制。兩部雷達(dá)所處位置見圖1a。

2 天氣概況和環(huán)流形勢(shì)

2.1 天氣實(shí)況

2020 年6 月25 日夜間，北京東南部至廊坊中部到天津西南部地區(qū)先后出現(xiàn)冰雹、雷暴大風(fēng)和短時(shí)強(qiáng)降水等強(qiáng)對(duì)流天氣，在廊坊轄區(qū)內(nèi)冰雹和雷暴大風(fēng)等災(zāi)害性天氣主要出現(xiàn)在21：30—22：30，自動(dòng)站監(jiān)測(cè)到的最大風(fēng)速為28.5 m/s（11 級(jí)）、最大小時(shí)雨強(qiáng)為50.4 mm/h（圖1a），廊坊市廣陽(yáng)區(qū)西部、安次區(qū)南部、永清縣東部和霸州市東部等多地出現(xiàn)冰雹，最大直徑＞2 cm。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，僅在廊坊地區(qū)造成的直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)48 945.6 萬(wàn)元。

2.2 環(huán)流背景

6 月25 日08 時(shí)，500 hPa 冷渦位于內(nèi)蒙古中部與蒙古國(guó)交界處，高空槽分為南北兩段，北段南伸至內(nèi)蒙古和山西交界處，南段由京津地區(qū)向南伸到山東至江西西南，廊坊處于南段槽區(qū)里。700 hPa 北段槽線和500 hPa 槽線位置重合；南段高空槽已經(jīng)移到東部海上，廊坊處于南段槽后，由西北氣流控制。850 hPa 北段槽線位于內(nèi)蒙古中部—山西西北部—陜西北部一帶，南段槽也已移到東部海上，此時(shí)廊坊位于北段槽前，為西南氣流控制。從槽區(qū)位置高低空配置看，700 hPa 槽落后于850 hPa 槽，中低層表現(xiàn)為略后傾形勢(shì)。地面圖上冷鋒位于內(nèi)蒙古中部至陜西北部。20 時(shí)（圖1b），500 hPa 冷渦東移南壓至內(nèi)蒙古東部，北段高空槽略東移、南段高空槽已移至東部海上，廊坊處于南段槽后西北氣流里，存在有明顯的冷平流；700 hPa 北段槽東移至內(nèi)蒙古東部到河北西部一帶，而850 hPa 北段槽位置穩(wěn)定少動(dòng)，對(duì)比08 時(shí)500 和850 hPa 高低兩層的北段槽基本少動(dòng)，而700 hPa 槽卻快速東移，由相對(duì)于850 hPa 槽位置略后傾演變?yōu)榍皟A的不穩(wěn)定形勢(shì)。從850 hPa 濕度和溫度的分布可知廊坊正好處于暖濕區(qū)內(nèi)。地面圖上冷鋒隨時(shí)間東移，20 時(shí)已移到廊坊西側(cè)，廊坊處于冷鋒前。通過(guò)上述分析可知，20 時(shí)廊坊正好處于高空槽前，且表現(xiàn)為700 hPa 槽前傾和上干冷下暖濕的不穩(wěn)定層結(jié)，同時(shí)配合地面冷鋒的存在，才導(dǎo)致此次強(qiáng)對(duì)流天氣的發(fā)生。

圖1 2020 年6 月25 日20：00—26 日00：00 最大小時(shí)雨強(qiáng)分布與災(zāi)害性天氣極大值出現(xiàn)時(shí)間（a）和25 日20：00 中尺度特征分析（b）

2.3 不穩(wěn)定條件

由北京站探空資料（圖2）可知，CAPE值由25日08 時(shí)的826 J/kg 增大到14 時(shí)的1 528 J/kg（圖2a），K指數(shù)由30 ℃增大到33 ℃；20 時(shí)之前北京地區(qū)已經(jīng)出現(xiàn)強(qiáng)對(duì)流天氣，在不穩(wěn)定能量得以釋放的前提下，CAPE值達(dá)1 073 J/kg，K指數(shù)增大到36 ℃，這說(shuō)明本地存在很強(qiáng)的不穩(wěn)定層結(jié)。14 和20 時(shí)整體呈上干下濕的喇叭口結(jié)構(gòu)，700 hPa 以上為西北氣流、以下為西南氣流，且850 hPa 及以下比濕＞10 g/kg、T850-500達(dá)到28 ℃左右，大氣層結(jié)表現(xiàn)為上干冷下暖濕的不穩(wěn)定層結(jié)；同時(shí)垂直風(fēng)切變隨時(shí)間不斷增大，0～6 km 垂直風(fēng)切變由08 和14 時(shí)的11.0 m/s 增大到20 時(shí)的25.6 m/s；另外14 和20 時(shí)的抬升凝結(jié)高度均較低、分別為836.7、886.4 m，0 ℃層和-20 ℃層高度也較低，分別為3.8、6.7 km，兩層高度差＜3 km。這些物理量參數(shù)特征表明，廊坊地區(qū)大氣的垂直條件存在著強(qiáng)不穩(wěn)定，非常有利于冰雹、雷暴大風(fēng)等強(qiáng)對(duì)流天氣發(fā)生發(fā)展；同時(shí)CAPE＞1 500 J/kg 和強(qiáng)垂直風(fēng)切變（0～6 km 為25.6 m/s）、上干冷下暖濕的層結(jié)和較低的抬升凝結(jié)高度等都滿足Moller 等[20]研究給出的超級(jí)單體發(fā)生環(huán)境的主要條件，說(shuō)明該地發(fā)生發(fā)展成超級(jí)單體風(fēng)暴的概率很大。

圖2 2020 年6 月25 日14 時(shí)（a）和20 時(shí)（b）北京站探空曲線

3 超級(jí)單體多普勒雷達(dá)回波特征

3.1 雷達(dá)回波演變特征

利用北京多普勒天氣雷達(dá)資料分析此次超級(jí)單體風(fēng)暴的回波演變特征可知，6 月25 日下午不斷有回波單體東移發(fā)展影響北京地區(qū)，20 時(shí)合并加強(qiáng)的回波在雷達(dá)西北側(cè)50 km 附近發(fā)展為一個(gè)弓形狀回波帶。隨時(shí)間演變回波帶中間逐漸減弱、而兩端回波單體迅速發(fā)展加強(qiáng)。20：24 兩端回波的中心強(qiáng)度均達(dá)到60 dBZ，2 個(gè)體掃后，20：36 弓形狀回波帶兩端形成2 個(gè)強(qiáng)回波單體，北端強(qiáng)回波單體東移減弱消散，南部強(qiáng)回波單體在向東南移動(dòng)過(guò)程中發(fā)展加強(qiáng)。21 時(shí)，強(qiáng)回波單體移至北京大興中北部，中心強(qiáng)度達(dá)到65 dBZ 以上，且從低層到高層不同仰角強(qiáng)回波中心位置向下風(fēng)方傾斜，低層仰角入流區(qū)出現(xiàn)弱回波區(qū)、高層仰角出現(xiàn)強(qiáng)回波懸垂，同時(shí)在6.0°仰角出現(xiàn)弱三體散射現(xiàn)象。下一體掃0.5°仰角回波單體中心強(qiáng)度達(dá)60 dBZ，距地面高度僅有1.2 km，且強(qiáng)回波中心位置隨高度向下風(fēng)方傾斜更加明顯，在6.0°仰角回波中心強(qiáng)度達(dá)到65 dBZ 以上，同時(shí)3.4～6.0°仰角均出現(xiàn)三體散射現(xiàn)象，6.0°仰角最為明顯（圖3a）。21：18（圖3a），該超級(jí)單體繼續(xù)發(fā)展加強(qiáng)，65 dBZ 以上強(qiáng)回波中心貫穿各層仰角且范圍不斷增大，三體散射、旁瓣回波、有界弱回波區(qū)等超級(jí)單體雷達(dá)特征更加明顯，并一直持續(xù)到21：30 之后（圖3c），持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)達(dá)半個(gè)小時(shí)。隨后超級(jí)單體繼續(xù)東移，強(qiáng)度略有減弱，三體散射和旁瓣回波現(xiàn)象也略有減弱，回波中心區(qū)后側(cè)開始出現(xiàn)V 型缺口，回波外觀形態(tài)發(fā)生變化。21：48 超級(jí)單體回波發(fā)展演變?yōu)橐还位夭ǎ▓D3d），回波中心強(qiáng)度達(dá)65 dBZ 以上，三體散射現(xiàn)象再次明顯且在弓形回波外側(cè)出現(xiàn)2～3個(gè)三體散射現(xiàn)象，說(shuō)明弓形回波上至少有2～3 個(gè)強(qiáng)回波中心。之后的近50 min 里弓形回波保持60～65 dBZ 強(qiáng)度向東南方向移動(dòng)，南段強(qiáng)回波中心范圍較大，對(duì)應(yīng)速度圖上有中氣旋（圖3e）。22：36（圖3f），弓形回波北段回波略有減弱，南段回波中心強(qiáng)度一直維持在65 dBZ 以上，23：06 南段回波發(fā)展演變?yōu)橐怀叨容^小的弓形回波、中心最大強(qiáng)度仍然維持在65 dBZ 以上，這期間速度圖上強(qiáng)回波中心位置一直有中氣旋，說(shuō)明弓形回波帶上不斷有超級(jí)單體生成，20 min 后弓形回波帶減弱為普通回波并于1 h 后減弱消失。

圖3 2020 年6 月25 日北京雷達(dá)2.4°仰角基本反射率因子（a 為21：06，b 為21：18，c 為21：36，d 為21：48，e 為22：12，f 為22：36）

此次超級(jí)單體風(fēng)暴的發(fā)展演變特征為先由弓形狀回波斷裂南段發(fā)展為超級(jí)單體隨后又演變?yōu)楣位夭?，且弓形回波南段仍鑲嵌有較小尺度超級(jí)單體。影響廊坊前后的時(shí)間（21：00—22：30）正是成熟超級(jí)單體維持并向弓形回波演變階段。

3.2 超級(jí)單體回波特征

由于超級(jí)單體進(jìn)入廊坊市后距離北京雷達(dá)站僅30 km 左右，用北京雷達(dá)無(wú)法完整觀測(cè)到超級(jí)單體回波的高層垂直結(jié)構(gòu)和中氣旋結(jié)構(gòu)特征，所以改用北京下游的天津雷達(dá)做進(jìn)一步分析。

由天津雷達(dá)觀測(cè)分析可知，單體回波發(fā)展非常迅速，21：06 回波中心強(qiáng)度達(dá)65 dBZ，從0.5°仰角到2.4°仰角出現(xiàn)明顯三體散射和旁瓣回波特征，此時(shí)雷達(dá)已經(jīng)自動(dòng)識(shí)別出中氣旋（圖4a）。由圖4b 可知，1.5°～2.4°仰角中氣旋特征明顯，而0.5°仰角為純輻合、正負(fù)速度差值為15 m/s；3.4°仰角以上呈強(qiáng)烈輻散，對(duì)比看到高層輻散明顯大于低層輻合，非常有利于超級(jí)單體內(nèi)部的上升運(yùn)動(dòng)。下一體掃（圖4c～4f）單體中心65 dBZ 強(qiáng)回波范圍明顯加大、三體散射和旁瓣回波特征更加明顯，此時(shí)雷達(dá)自動(dòng)識(shí)別出大、小鑲嵌的2 個(gè)中氣旋，同時(shí)低層和高層仰角的輻合和輻散更強(qiáng)，說(shuō)明此時(shí)超級(jí)單體還在繼續(xù)加強(qiáng)發(fā)展中。由過(guò)強(qiáng)回波中心沿雷達(dá)徑向方向、垂直徑向方向分別做反射率因子（圖4g）及徑向速度垂直剖面（圖4h）可知，單體回波存在典型的有界弱回波區(qū)BWER（穹隆）和強(qiáng)大的回波懸垂結(jié)構(gòu)，有界弱回波區(qū)的水平尺度約5～7 km，強(qiáng)回波（60～65 dBZ）沿著BWER 左側(cè)向下延伸形成一個(gè)向下風(fēng)方傾斜的強(qiáng)大回波墻，從9 km 高度向下一直延伸到近地層，其中下部代表冰雹下降區(qū)域，超級(jí)單體回波頂高接近14 km。

由圖5 可知，小的中氣旋正負(fù)速度對(duì)中心距離僅有2～4 km，正負(fù)最大速度值分別為1、-15 m/s，大的中氣旋正負(fù)速度對(duì)中心距離僅有15～18 km，正負(fù)最大速度值分別為1、-37 m/s（負(fù)速度出現(xiàn)速度模糊，利用去速度模糊公式[21]計(jì)算得到最大負(fù)速度值）。之后超級(jí)單體回波強(qiáng)度一直維持在0～65 dBZ，中氣旋特征也一直存在。21：24 單體中心最大回波強(qiáng)度仍然維持在65 dBZ，三體散射和旁瓣回波特征仍非常明顯（圖5a）。從過(guò)強(qiáng)回波中心沿雷達(dá)徑向方向作反射率因子的剖面圖上看到，在4、8 km 左右的不同高度上出現(xiàn)雙三體散射現(xiàn)象（圖5b），這說(shuō)明超級(jí)單體內(nèi)上升氣流異常強(qiáng)盛，不但4 km 高度有大粒子冰雹，較大粒子冰雹還被輸送到8 km 高度以上，而30～40 km 長(zhǎng)的三體散射長(zhǎng)釘尾也反映了雹云強(qiáng)度非常大，而且從圖4g 和圖5b 上都可以明顯的看到，超級(jí)單體強(qiáng)回波隨高度向下風(fēng)方（右前側(cè)）傾斜，這與王福俠等[22]總結(jié)出的右移超級(jí)單體風(fēng)暴類型相符。從對(duì)應(yīng)徑向速度圖可知，1.5°～3.4°仰角（圖5c 為1.5°仰角）上，正負(fù)速度對(duì)的最大正速度為5 m/s、最大負(fù)速度均出現(xiàn)速度模糊，速度退模糊后最大負(fù)速度分別達(dá)到-24、-37 和-42 m/s，從旋轉(zhuǎn)速度和距離看，達(dá)到強(qiáng)中氣旋級(jí)別。

圖4 2020 年6 月25 日21：06 和21：12 天津多普勒雷達(dá)反射率因子和徑向速度（a、b 分別為21：06 1.5°仰角反射率因子和徑向速度，c 為21：12 1.5°仰角反射率因子，d、f 為21：12 1.5°和2.4°徑向速度，g、h 分別為21：12 過(guò)中氣旋中心沿雷達(dá)徑向和垂直雷達(dá)徑向方向的反射率因子和徑向速度垂直剖面，h 中圓圈為嵌套的兩個(gè)正負(fù)速度對(duì)；黃色圓圈為雷達(dá)自動(dòng)識(shí)別中氣旋）

圖5 2020 年6 月25 日21：24 和23：18 天津多普勒雷達(dá)反射率因子和徑向速度（a、b 分別為21：24 1.5°仰角反射率因子和徑向速度，c、d 分別為21：24 過(guò)強(qiáng)回波中心沿雷達(dá)徑向和垂直雷達(dá)徑向方向的反射率因子和徑向速度垂直剖面，d 中圓圈為嵌套的兩個(gè)正負(fù)速度對(duì)，e、f 分別為23：18 1.5°仰角反射率因子和徑向速度；黃色圓圈為雷達(dá)自動(dòng)識(shí)別中氣旋）

從過(guò)強(qiáng)回波中心沿垂直雷達(dá)徑向方向做徑向速度垂直剖面（圖5d）可以看到中氣旋的正負(fù)速度對(duì)。之后超級(jí)單體回波中心強(qiáng)度一直維持在60～65 dBZ，三體散射和旁瓣回波及中氣旋特征也一直存在。3 個(gè)體掃后到21：42，單體中心最大回波強(qiáng)度仍為60 dBZ，但范圍明顯減小，同時(shí)三體散射和旁瓣回波特征有所減弱，對(duì)應(yīng)回波形態(tài)演變和上面分析可知，此時(shí)正好對(duì)應(yīng)超級(jí)單體向弓形回波演變過(guò)程。下一體掃三體散射和旁瓣回波特征再度明顯，隨后21：48—22：06、22：12—22：30，又兩次出現(xiàn)三體散射和旁瓣回波特征增強(qiáng)后迅速減弱的現(xiàn)象。對(duì)應(yīng)實(shí)況，這與地面災(zāi)害性大風(fēng)和冰雹的出現(xiàn)時(shí)間有很好的對(duì)應(yīng)關(guān)系。而雷達(dá)自動(dòng)識(shí)別出中氣旋的特征一直持續(xù)到23：18（圖5e、5f），這說(shuō)明后面雖然超級(jí)單體演變?yōu)楣位夭?，但弓形回波帶上仍鑲嵌有尺度略小的超?jí)單體，而徑向速度圖上中氣旋的反復(fù)出現(xiàn)也說(shuō)明雷暴內(nèi)始終有一支強(qiáng)盛的上升氣流支撐使得超級(jí)單體風(fēng)暴不斷發(fā)展和維持。

3.3 垂直積分液態(tài)水含量（VIL）

垂直積分液態(tài)水含量（VIL）的增大和減小雖然不是超級(jí)單體風(fēng)暴的雷達(dá)回波特征，但其值大小和隨時(shí)間的變化可很好地預(yù)示冰雹及地面災(zāi)害性大風(fēng)的發(fā)生。6 月25 日21：12 之前，隨著強(qiáng)回波發(fā)展東移，垂直積分液態(tài)水含量（VIL）最大值和范圍起伏波動(dòng)，21：18 最大值達(dá)42.5 kg/m2（圖6），隨后2 個(gè)體掃，40 kg/m2以上范圍增大。21：36VIL中心最大值達(dá)到階段最大后迅速下降到階段最低值，隨后VIL中心最大值又迅速增大，21：54 55 kg/m2以上范圍也達(dá)到階段最大。22：00—22：30，VIL最大值再次出現(xiàn)驟升到階段最大（22：12 最大為70 kg/m2）后又迅速下降到階段最低點(diǎn)（22：24 降到52.5 kg/m2），2 個(gè)體掃最大值降幅達(dá)17.5 kg/m2，之后又出現(xiàn)迅速增大的波動(dòng)變化特征。對(duì)應(yīng)實(shí)況，21：30—22：30，廊坊轄區(qū)內(nèi)多個(gè)自動(dòng)站出現(xiàn)災(zāi)害性大風(fēng)，最大陣風(fēng)達(dá)28.5 m/s（11 級(jí)）。如果采用VIL值達(dá)到40 kg/m2作為大風(fēng)的一個(gè)預(yù)警指標(biāo)[21]，本次過(guò)程發(fā)布雷暴大風(fēng)預(yù)警的提前量為24 min，以VIL值達(dá)到55 kg/m2作為冰雹預(yù)警指標(biāo)，發(fā)布冰雹預(yù)警時(shí)間可以提前12 min。

圖6 2020 年6 月25 日21：00—22：30 北京多普勒雷達(dá)垂直積分液態(tài)水含量（VIL）

通過(guò)上述分析可以得到，VIL值驟升到階段最大值后出現(xiàn)驟降，可以作為預(yù)測(cè)地面災(zāi)害性大風(fēng)即將發(fā)生的標(biāo)志，而VIL最大值達(dá)到55 kg/m2可以作為本地發(fā)布冰雹預(yù)警的指標(biāo)。

4 超級(jí)單體三維圖像特征

選取造成廊坊雷暴大風(fēng)、冰雹等強(qiáng)對(duì)流天氣時(shí)的超級(jí)單體作為研究對(duì)象，對(duì)涵蓋整個(gè)超級(jí)單體的北京多普勒雷達(dá)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到該超級(jí)單體三維立體空間結(jié)構(gòu)。圖7a 為21：54 雷達(dá)回波45 dBZ以上的三維立體圖像，從其左前側(cè)可以觀測(cè)到，45 dBZ 強(qiáng)回波墻伸展到12 km 左右，回波墻呈現(xiàn)明顯前傾，有顯著懸垂回波，回波懸垂下方存在凹坑，是弱回波區(qū)。25 dBZ 以上三維立體圖像（圖7b）的底部較中層窄而長(zhǎng)，可以很清楚的顯示出主體后側(cè)的入流缺口，主體回波中間粗大上部略小，正前方有凹陷和懸垂凸起，凹陷區(qū)即為弱回波區(qū)，與懸垂部分一起形成有界弱回波穹窿結(jié)構(gòu)，前突懸垂部分一直延伸到中上部，也就是雹云回波的懸垂部分。通過(guò)三維空間圖像直觀地展現(xiàn)出了超級(jí)單體的空間結(jié)構(gòu)特征，有助于預(yù)報(bào)員更清楚地認(rèn)識(shí)超級(jí)單體風(fēng)暴。

圖7 2020 年6 月25 日21：54 北京多普勒雷達(dá)三維圖像（a 為45 dBZ 以上回波，b 為25 dBZ 以上回波）

5 結(jié)論

利用常規(guī)觀測(cè)資料、北京和天津多普勒雷達(dá)探測(cè)資料等，對(duì)2020 年6 月25 日夜間發(fā)生在河北省廊坊市一次強(qiáng)對(duì)流天氣過(guò)程進(jìn)行了分析，得出如下結(jié)論：

（1）此次強(qiáng)對(duì)流天氣是高空冷渦配合高空槽和地面冷鋒共同影響造成的，天氣發(fā)生前廊坊處于高空槽前且為中層700 hPa 槽明顯前傾的不穩(wěn)定配置結(jié)構(gòu)；高CAPE值、強(qiáng)垂直風(fēng)切變、上干冷下暖濕的不穩(wěn)定層結(jié)和適當(dāng)?shù)? ℃層和-20 ℃層高度等為超級(jí)單體風(fēng)暴的發(fā)展維持提供了有利的環(huán)境條件。

（2）此次超級(jí)單體屬于右移風(fēng)暴，中氣旋特征持續(xù)存在，并在超級(jí)單體成熟階段達(dá)到強(qiáng)中氣旋強(qiáng)度；回波垂直結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出回波墻—回波懸垂和有界弱回波區(qū)—三體散射和旁瓣回波等典型超級(jí)單體雷達(dá)回波特征。后期超級(jí)單體演變?yōu)楣位夭?，其上鑲嵌有尺度略小的超?jí)單體。

（3）VIL最大值達(dá)到55 kg/m2可以作為本地發(fā)布冰雹預(yù)警的指標(biāo)，發(fā)布冰雹預(yù)警時(shí)間可以提前12 min；將VIL值升到40 kg/m2作為地面災(zāi)害大風(fēng)預(yù)警指標(biāo)，本次過(guò)程發(fā)布雷暴大風(fēng)預(yù)警的提前量為24 min。三維空間圖像可以直觀地展現(xiàn)出超級(jí)單體的空間結(jié)構(gòu)特征，有助于更清楚地認(rèn)識(shí)超級(jí)單體風(fēng)暴。

上述結(jié)論僅來(lái)自于一次超級(jí)單體過(guò)程的綜合分析，未來(lái)還需要通過(guò)更多類似個(gè)例開展研究，對(duì)結(jié)論及指標(biāo)加以檢驗(yàn)，以獲得更有預(yù)報(bào)預(yù)警意義的指標(biāo)。