2022年3月贛北一次強對流天氣過程分析

梅婷 儲笑涵 黃龍飛 張晶晶

摘要 利用常規(guī)探測資料、數(shù)值模式等多源資料對2022年3月14日景德鎮(zhèn)一次強對流天氣過程進行分析。分析表明：（1）此次過程是高空偏西北氣流影響下多單體風(fēng)暴造成的強對流天氣過程，強對流災(zāi)害會有雷暴大風(fēng)、冰雹等；（2）冷鋒與水平對流卷在景德鎮(zhèn)相遇，有利于雷暴加強和維持，雷暴高度組織化整齊排列，強回波（55 dBz）在景德鎮(zhèn)穩(wěn)定少動，回波走向與景德鎮(zhèn)垂直，故造成了短時強降水的發(fā)生；（3）0～6 km垂直風(fēng)切變只是一般參考值，0～8 km垂直風(fēng)切變往往會更加具有風(fēng)暴結(jié)構(gòu)的指示意義；（4）此次過程在災(zāi)害出現(xiàn)10 min前已經(jīng)出現(xiàn)了強對流天氣指示因子，預(yù)報員需時刻保持警惕，提前做出預(yù)警。

關(guān)鍵詞 多源資料；云圖演變；“V”字形缺口；ROSE PUP

中圖分類號：P458.1+21.1 文獻標識碼：B 文章編號：2095–3305（2023）02–0151-03

強對流天氣是春季最重要的災(zāi)害性天氣，生命期短、致災(zāi)性強，具有明顯的突發(fā)性、局地性，預(yù)報員在預(yù)報過程中往往對強對流天氣的致災(zāi)種類和強度把握不到位，導(dǎo)致預(yù)警信號發(fā)布的提前量不夠及時，給短臨預(yù)報服務(wù)帶來了不小的困難。俞小鼎等[1]指出，45或50 dBz的回波垂直擴展到-20 ℃等溫線對應(yīng)的高度之上，回波懸垂于有界弱回波區(qū)BWER，垂直累積液態(tài)水VIL含量，三體散射和強烈風(fēng)暴頂輻散是預(yù)警有強冰雹的重要指標。鄭媛媛等[2]指出超級單體左前方的低層反射率因子呈現(xiàn)明顯的倒“V”字形結(jié)構(gòu)，這也是超級單體風(fēng)暴的典型特征之一。俞小鼎等[3]認為強冰雹的環(huán)境要素是對流有效位能CAPE、代表對流層深層垂直風(fēng)切變的0～6 km風(fēng)矢量差以及冰雹融化層高度；任何位置出現(xiàn)65 dBz以上的強回波，垂直累計液態(tài)水VIL的大值區(qū)，高大的回波懸垂和弱回波區(qū)，超級單體有界弱回波區(qū)、三體散射及強烈風(fēng)暴頂輻散等。

針對2022年3月14日景德鎮(zhèn)市一次明顯強對流天氣過程進行基于多源資料的診斷分析。

1 環(huán)流背景概述

1.1 天氣形勢

3月14日，景德鎮(zhèn)出現(xiàn)了明顯的強對流天氣。圖1表明昌江區(qū)16：00出現(xiàn)了25.7 m/s的極大風(fēng)（10級），為全省最大；2站次小時雨強超過60 mm，景德鎮(zhèn)本站在16：00～17：00 小時雨強達到60.6 mm；浮梁縣峙灘鄉(xiāng)在15：10出現(xiàn)了直徑2 cm的冰雹。

1.2 環(huán)流背景

圖1反映出此次冷空氣南下形勢。200 hPa長江中下游處于明顯分流區(qū)，此處不再贅述。500 hPa長江中下游受西南氣流影響，處于槽前正渦度平流，動力抬升條件好，有利于上升氣流的加強。700和850 hPa上切變線位置幾乎重合，景德鎮(zhèn)在西南急流出口區(qū)。925 hPa可以看出其切變線位置與700、850 hPa的位置非常吻合，且整個贛北處在強大的暖中心中，溫度達到20 ℃并維持。圖1上冷鋒已經(jīng)南壓至淮河一線，直逼贛北，景德鎮(zhèn)已處于冷空氣前沿，冷暖交匯，有利于出現(xiàn)劇烈對流天氣。從天氣系統(tǒng)配置來看，滿足降水的動力配置。

2 基于多源探測資料的特征分析

2.1 SWAP云圖演變

一般來說，高層水汽云圖（通道2）的暗區(qū)可以反映出干冷空氣的位置和演變情況。從12：00高層水汽云圖上可以看出，東北冷渦對應(yīng)的逗點云系已經(jīng)形成，冷鋒云系已經(jīng)開始向南移動，在中高緯暗區(qū)顯示有明顯的干冷空氣侵入。圖3可以看出湖南、江西、福建大部分地區(qū)處在南方暖云（可見清晰的水平對流卷），南風(fēng)氣流非常強盛。從可見光云圖上反映出來，隨著時間推移，積云在地面輻合線處發(fā)展旺盛，有很明顯的卷云砧，16：00景德鎮(zhèn)本站處有比較清晰的成熟的雷暴云團。

2.2 風(fēng)暴結(jié)構(gòu)的探空分析

表1反映了南昌站和衢州站的各項物理量要素特征值，可以看出上游站點（南昌站）和下游（衢州站）能量條件都非常好，暖層厚度適宜。0～6 km垂直風(fēng)切變作為強對流天氣的重要參考較為普遍，但并不是唯一的標準參考量。僅從表1中0～6 km垂直風(fēng)切變來看，兩站的垂直風(fēng)切變非常弱，并沒有達到強對流天氣的參考標準值。但0～8 km垂直風(fēng)切變出現(xiàn)了明顯的大值，南昌站此時已經(jīng)達到30.2 m/s，強度非常強，說明強對流天氣非常劇烈，對強對流的強度把握需要及時做出調(diào)整。

2.3 常規(guī)資料的中尺度分析

2.3.1 地面露點分析和中尺度分析 整個江西水汽非常充沛，并且高濕環(huán)境持續(xù)3 h，持續(xù)時間較長。從地面輻合線和暖脊位置可知，景德鎮(zhèn)正處于地面輻合線和暖脊線上，高溫高濕環(huán)境條件非常好，有利于對流系統(tǒng)的發(fā)展與維持。

2.3.2 加密觀測下中尺度輻合線變化 雷暴的加強有可能是雷暴與輻合線相遇，或者雷暴的出流邊界與另一條輻合線相遇[3]。景德鎮(zhèn)位于南北兩條地面輻合線之間（在九江的南邊還有一條地面輻合線緩慢向北移動）。位于景德鎮(zhèn)北面的輻合線維持少動，而九江南邊的輻合線往北推逐漸與北面輻合線合并，16：00在景德鎮(zhèn)處匯合，雷暴云團發(fā)展并加強。云帶合并后繼續(xù)影響景德鎮(zhèn)數(shù)小時，此時云團發(fā)展成熟。

2.4 基于ROSE PUP和GR2雷達產(chǎn)品分析

此次過程分為3個階段：冰雹云時段、雷暴大風(fēng)最強時段、短時強降水時段。下面分別對這3個時段的雷達回波產(chǎn)品特征進行分析。

2.4.1 冰雹時段（14：55～15：10） 強冰雹的雷達回波特征包括很多，如三體散射、高懸的強回波、弱回波區(qū)和有界弱回波區(qū)、異常大的VIL值等，也有一些其他的雷達特征如強風(fēng)暴頂輻散等。

（1）14：59雷達產(chǎn)品分析。研究表明，在高懸強回波的雹暴基本特征滿足的前提下，中氣旋或者弱渦旋都表明有更高的大冰雹概率。冰雹云階段，14：59顯示高層反射率因子強度已經(jīng)達到55～60 dBz，強反射率因子高度較高（仰角9.8°），中層徑向速度圖上（仰角4.2°）有弱的中氣旋，速度為±5 m/s（不明顯），但仍然有較高的大冰雹概率?；夭敻哌_到9.5 km，此時的垂直液態(tài)水含量VIL為44.2 kg/m2，含量開始迅速增加。從回波空間結(jié)構(gòu)來看，有明顯的高懸垂回波（8 km），低層存在有界弱回波區(qū)，此時的條件滿足冰雹的特征。

（2）15：06雷達產(chǎn)品分析。圖3顯示回波強度（仰角6.0°）達到60～65 dBz，強反射率因子較上一體掃有所下降。從徑向速度圖上看，有強烈的風(fēng)暴頂輻散（入流速度-18 m/s，出流速度17 m/s），

回波頂高為10 km，垂直液態(tài)水含量VIL為67.2 kg/m2，回波頂高增加，VIL值突增。研究表明，強降雹單體最大VIL平均值分別為57.5 kg/m2，此VIL值已經(jīng)超過了強降雹的最大平均值[4]。從回波空間結(jié)構(gòu)來看，高懸垂回波高度在下降（6 km），低層仍存在清晰的有界弱回波區(qū)，并且維持了2個體掃，此時應(yīng)有冰雹出現(xiàn)。

雖然強冰雹的雷達回波特征也有強風(fēng)暴頂輻散，但并不建議尋找強風(fēng)暴頂輻散這個特征作為必要條件進行分析。因為VCP21體掃模式只有9個仰角，并不是每次都能找到強風(fēng)暴頂輻散的最佳角度作為有力的理論依據(jù)支撐。

2.4.2 雷暴大風(fēng)時段（16：00～16：40） 雷暴大風(fēng)常見有4種形式，但往往以下沉氣流到達地面形成冷池，冷暖交匯出現(xiàn)陣風(fēng)鋒這種情況較為常見。國內(nèi)有很多專家研究表明，風(fēng)場隨高度的垂直分布和變化與天氣系統(tǒng)的發(fā)生發(fā)展有著密切的聯(lián)系[5-6]。下?lián)舯┝魇侵冈诘孛娓浇a(chǎn)生8級或以上陣風(fēng)的雷暴內(nèi)強下沉氣流的底部及其導(dǎo)致的強輻散水平氣流。

（1）16：00雷達產(chǎn)品分析。從16：00反射率因子圖來看，多單體風(fēng)暴已經(jīng)開始出現(xiàn)組織化，強反射率因子達55.5 dBz，

雷暴南部出現(xiàn)了明顯的陣風(fēng)鋒。回波質(zhì)心極低，距離雷達極近，高層動量下傳明顯，此時冷鋒開始入境。風(fēng)暴回波出現(xiàn)“V”形缺口，剖面上可看出距離雷達近的回波質(zhì)心已經(jīng)接地。中層速度圖上可以看出有不對稱速度對（入流：-17 m/s，出流：12 m/s），后側(cè)入流速度開始有增加的跡象。

（2）16：36雷達產(chǎn)品分析。俞小鼎等認為，如果存在反射率因子核連續(xù)下降，且云底附近有不斷增強的徑向輻合，當出現(xiàn)了后側(cè)入流的“V”形缺口或者出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)，這些因子通常會在下?lián)舯┝饔|地前2～6 min出現(xiàn)，預(yù)警的把握就會更大。圖4顯示多單體雷暴已高度組織化，且排列整齊（有颮線跡象）。后側(cè)入流“V”形缺口非常明顯，強反射率因子達到62.5 dBz，前沿反射率因子梯度已達到最大化。中層徑向速度存在輻合，后側(cè)入流速度達到-12.5 m/s，此時雷暴大風(fēng)即將在幾分鐘之內(nèi)影響。

2.4.3 短時強降水時段（16：00～17：00） 造成短時強降水的中尺度對流系統(tǒng)并不一定是強回波，也可以是一般的單體。不斷有新生的雷暴與輻合線、陣風(fēng)鋒等的相遇也會觸發(fā)短時強降水的持續(xù)。隨著時間推移，回波質(zhì)心穩(wěn)定少動，回波強度幾乎沒有變化（57.5 dBz）。由于回波向南移動的速度比較慢，且17：00地面露點還是比較高的，故此小時降水較強。由于線性排列，所謂的“列車叫應(yīng)”，實際上就是回波不斷生成、發(fā)展的?；夭蠅汉?，雨強就會減弱。冷暖交匯時，產(chǎn)生了較強降水。此次過程在主體雨帶南壓后，鋒后系統(tǒng)仍然造成了20～30 mm的降水。

3 結(jié)論與討論

（1）此次過程是高空偏西北氣流影響下多單體風(fēng)暴造成的強對流天氣過程。從探空資料、雷達與衛(wèi)星云圖資料分析可得強對流災(zāi)害會有雷暴大風(fēng)、冰雹等。

（2）從14：00～17：00地面輻合線在景德鎮(zhèn)維持了數(shù)小時，冷鋒與水平對流卷在景德鎮(zhèn)相遇，有利于雷暴加強和維持，雷暴高度組織化整齊排列，強回波（55 dBz）在景德鎮(zhèn)穩(wěn)定少動，回波走向與景德鎮(zhèn)垂直，故造成了短時強降水的發(fā)生。

（3）0～6 km垂直風(fēng)切變只是一般參考值，0～8 km垂直風(fēng)切變往往會更加具有風(fēng)暴結(jié)構(gòu)的指示意義。

（4）盡量提高預(yù)警發(fā)布提前量。此次過程在災(zāi)害出現(xiàn)的10 min前已出現(xiàn)了冰雹、雷暴大風(fēng)的指示因子，預(yù)報員需時刻保持警惕，提前做出預(yù)警。

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責(zé)任編輯：黃艷飛

Analysis of A Severe Convective Weather Process in North Jiangxi in March 2022

—Taking Jingdezhen as An Example

Mei Ting et al（Jiujiang Meteorological Station， Jiujiang， Jiangxi 332000）

Abstract A severe convective weather process in Jingdezhen on March 14， 2022 is analyzed by using conventional sounding data， numerical model and other multi-source data. The analysis showed that： （1） This process was a severe convective weather process caused by multi cell storms under the influence of the upper northwest air current.It was analyzed that severe convective disasters may include thunderstorm， gale， hail， etc. （2）The cold front met the horizontal convection roll in Jingdezhen， which was conducive to the strengthening and maintenance of thunderstorms. The thunderstorms were highly organized and orderly arranged. The strong echo （55 dBz） was stable and less moving in Jingdezhen， and the echo trend was vertical to Jingdezhen， which caused short-term heavy precipitation. （3） The 0～6 km vertical wind shear is only a general reference value， but the 0～8km vertical wind shear is often more indicative of the storm structure. （4） The indicated factors of severe convective weather process appeared 10 minutes before the disaster， forecasters need to always be vigilant， and make an early warning in advance.

Key words Multi-source data; Cloud evolution; V-shaped gap; ROSE PUP

作者簡介 梅婷（1988—），女，江蘇南京人，副高級工程師，主要從事短期天氣預(yù)報工作。*通信作者：張晶晶（1986—），女，副高級工程師，主要從事短期天氣預(yù)報工作，E-mail：zhangjingjing217@163.com。

收稿日期 2022-12-28