2021年7月21日保定清苑龍卷雷達(dá)觀測(cè)和環(huán)境條件分析

王福俠,俞小鼎，薛學(xué)武，裴宇杰，楊呂玉慈，王宗敏，郭志強(qiáng)，朱剛，王玉虹

(1.河北省氣象臺(tái)，河北 石家莊 050021；2.中國(guó)氣象局氣象干部培訓(xùn)學(xué)院，北京 100081；3.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；4.河北省人工影響天氣中心，河北石家莊 050021；5.保定市氣象局，河北 保定 071000)

1 引 言

龍卷具有突發(fā)性強(qiáng)、破壞力大、發(fā)生概率低的特點(diǎn)，很難觀測(cè)和預(yù)報(bào)。隨著新一代多普勒天氣雷達(dá)網(wǎng)的建設(shè)和業(yè)務(wù)化，獲得了一些龍卷的多普勒天氣雷達(dá)觀測(cè)資料，中國(guó)氣象工作者近幾年也做了大量研究工作。

中國(guó)龍卷主要發(fā)生在中國(guó)東半部的相對(duì)平坦地區(qū)，包括東北平原、華北平原、黃淮和江淮平原、江漢及兩湖平原、華南珠江三角洲及沿海地區(qū)，EF2 級(jí)及以上強(qiáng)龍卷主要分布在江淮地區(qū)、兩湖平原、華南地區(qū)、東北地區(qū)和華北東南部地區(qū)，其中江蘇是中國(guó)龍卷發(fā)生頻次最高的地區(qū)[1-2]。我國(guó)容易出現(xiàn)龍卷的天氣系統(tǒng)主要有西風(fēng)帶系統(tǒng)和熱帶氣旋兩大類(lèi)[3-14]通過(guò)國(guó)內(nèi)大量龍卷個(gè)例環(huán)境條件的分析一致認(rèn)為，有利于EF2 級(jí)及以上強(qiáng)龍卷的環(huán)境條件是需要一定的CAPE（不低于1 000 J/kg）、強(qiáng)的0～6 km 垂直風(fēng)切變（15 m/s 以上），還需要較高的0～1 km 相對(duì)濕度、較低的抬升凝結(jié)高度（≤1 200 m）和較大的0～1 km 垂直風(fēng)切變（≥8 m/s）[1，3-8，15-16]。熱帶氣旋環(huán)境下的龍卷風(fēng)暴多屬于微型超級(jí)單體風(fēng)暴，對(duì)流有效位能較弱，很多達(dá)不到1 000 J/kg[10，15，17]，有些臺(tái)風(fēng)龍卷0～6 km垂直風(fēng)切變很小[10]。東北龍卷都是西風(fēng)帶的冷渦系統(tǒng)造成的，高低空垂直風(fēng)切變強(qiáng)，0～1 km 垂直風(fēng)切變大于10 m/s，0～6 km 垂直風(fēng)切變大于24 m/s，CAPE 大于或接近1 000 J/kg，與熱帶氣旋龍卷略有不同，對(duì)流層中低層存在干層，相對(duì)濕度較低，抬升凝結(jié)高度較高[13，18]。

龍卷大多由超級(jí)單體風(fēng)暴造成，具備超級(jí)單體風(fēng)暴特征，中國(guó)造成龍卷的超級(jí)單體回波強(qiáng)度一般不是很大，最大反射率因子多在50～60 dBZ，風(fēng)暴質(zhì)心高度較低，中氣旋高度較低，除了中層中氣旋外，邊界層內(nèi)的低層中氣旋（1 km 以下）對(duì)龍卷的生成更為重要[12，16-17，19-21]。美國(guó)26%的中氣旋產(chǎn)生了龍卷，超級(jí)單體底高低于1 km 的中氣旋產(chǎn)生龍卷的概率為40%，而高于1 km 的僅有15%[22]。蘇北地區(qū)中氣旋產(chǎn)生龍卷的概率為17%，遠(yuǎn)低于美國(guó)[19]。有些龍卷的中氣旋直徑較小，多在4 km 以?xún)?nèi)，屬于微型超級(jí)單體[16，19，23]。龍卷渦旋特征TVS作為龍卷的主要雷達(dá)回波特征之一并不是所有龍卷個(gè)例中都能觀測(cè)到，這可能與龍卷尺度小，距離雷達(dá)遠(yuǎn)有關(guān)[10，24]，而有些在距離雷達(dá)較近的情況下也沒(méi)有觀測(cè)到龍卷渦旋特征[11，23，25]，因此預(yù)警龍卷主要依靠底高較低的中等以上中氣旋，而TVS 特征的出現(xiàn)可以增加預(yù)警龍卷的把握和信心[15]。

X 波段相控陣雙偏振多普勒天氣雷達(dá)的徑向分辨率很高，在觀測(cè)龍卷等小尺度對(duì)流方面有一定優(yōu)勢(shì)[26]，在1804號(hào)臺(tái)風(fēng)“艾云尼”佛山大瀝龍卷、1522 號(hào)臺(tái)風(fēng)“彩虹”佛山龍卷和1822 號(hào)臺(tái)風(fēng)“山竹”佛山三水龍卷中都觀測(cè)到了清晰的龍卷碎片特征TDS[11，27-29]，另外在1522號(hào)臺(tái)風(fēng)“彩虹”佛山龍卷和1822號(hào)臺(tái)風(fēng)“山竹”佛山水龍卷中還觀測(cè)到了鉤狀回波的更精細(xì)結(jié)構(gòu)，在鉤狀回波強(qiáng)輻合處有清晰的弱回波眼區(qū)。

華北是龍卷出現(xiàn)頻率較低的地區(qū)，根據(jù)2005年后中國(guó)氣象局編輯出版的《災(zāi)害年鑒》和互聯(lián)網(wǎng)等途徑統(tǒng)計(jì)河北2005—2019 年15 年間出現(xiàn)EF1級(jí)以上龍卷4 次。2021 年7 月21 日15—16 時(shí)（北京時(shí)間，下同）河北省保定市清苑區(qū)東閭村遭遇短時(shí)強(qiáng)降水和龍卷等強(qiáng)對(duì)流天氣。河北省氣象臺(tái)選派專(zhuān)家在第一時(shí)間進(jìn)行了詳細(xì)的災(zāi)害調(diào)查，這在河北尚數(shù)首次。石家莊新樂(lè)SA 型雙偏振多普勒天氣雷達(dá)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)SA 雷達(dá)）和雄安新區(qū)安新東白莊X 波段相控陣雙偏振多普勒天氣雷達(dá)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)X 雷達(dá)）完整監(jiān)測(cè)到孕育龍卷的低層中氣旋生成全過(guò)程。利用常規(guī)觀測(cè)資料、探空資料、地面區(qū)域站加密資料、ERA5再分析資料以及SA雷達(dá)、X 雷達(dá)資料分析這次龍卷過(guò)程的環(huán)境條件和雷達(dá)回波特征，探索龍卷發(fā)生的原因，為龍卷預(yù)警提供線(xiàn)索。

2 龍卷災(zāi)情調(diào)查實(shí)況及強(qiáng)度定級(jí)

2021年7月21 日下午15時(shí)30分左右，保定市清苑區(qū)部分地區(qū)出現(xiàn)強(qiáng)風(fēng)天氣，持續(xù)時(shí)間約30 分鐘，其中東閭鄉(xiāng)東閭村遭遇龍卷風(fēng)，受災(zāi)較為嚴(yán)重。據(jù)清苑區(qū)應(yīng)急局統(tǒng)計(jì)這次龍卷風(fēng)造成東閭村102戶(hù)受災(zāi)，受災(zāi)群眾362人，農(nóng)房受損67戶(hù)共202間，車(chē)間受損48 間，受傷人員6 人，死亡2 人，經(jīng)濟(jì)損失約606 萬(wàn)。東閭村因瞬時(shí)強(qiáng)風(fēng)和龍卷風(fēng)導(dǎo)致3 條電力線(xiàn)路故障停電，東閭村14 個(gè)臺(tái)區(qū)停電，倒桿32 基（其中高壓8 基，低壓24 基），斷線(xiàn)44 處（高壓9處，低壓35處），高壓變臺(tái)倒塌3處。

從X 波段雷達(dá)分析龍卷穿越東閭村時(shí)間為15時(shí)43分—16時(shí)05分，和村民描述龍卷風(fēng)時(shí)間基本一致，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)災(zāi)調(diào)情況確定此次龍卷開(kāi)始時(shí)間為15 時(shí)43 分，結(jié)束時(shí)間為16 時(shí)05 分，歷時(shí)22 分鐘。從東閭村東南角（115.570 0 °E，38.626 6 °N）開(kāi)始，沿西北路徑穿過(guò)東閭村南部，到村莊西邊界轉(zhuǎn)向西南方向移動(dòng)，在村莊的西南角（115.489 0 °E，38.679 5 °N）減弱消失，影響了東閭村南半部區(qū)域。根據(jù)無(wú)人機(jī)航拍影像測(cè)算，龍卷全程長(zhǎng)約2.5 km，寬約300 m 。

本次災(zāi)情調(diào)查先用無(wú)人機(jī)確定災(zāi)害范圍后，在終點(diǎn)和起點(diǎn)附近進(jìn)行了人工摸排，中間部分（約全程三分之一）由于積水嚴(yán)重，未能到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)，為了更詳細(xì)確認(rèn)災(zāi)情及樹(shù)木倒伏情況，用無(wú)人機(jī)在300 m高空拍照后再拼接。

從圖1可以看出以龍卷路徑為中心，兩側(cè)樹(shù)木和莊稼向中心倒伏，呈現(xiàn)明顯的輻合形態(tài)。龍卷正好從圖1e 中這片院落中心穿過(guò)，樹(shù)木倒伏呈現(xiàn)明顯氣旋式輻合，院落北半部樹(shù)木從東北向西南或從西北向東南方向倒伏，院落南部樹(shù)木由西向東或由西南向東北倒伏（圖1e 中紅色箭頭表示樹(shù)木倒伏方向）。圖1f 位置破壞最嚴(yán)重，3 間連排廠(chǎng)房彩鋼屋頂全部掀翻，2 間廠(chǎng)房墻體全部倒塌，造成2 人死亡。圖1i 中二樓屋頂彩鋼及鋼架全部刮掉，圖1a 中半個(gè)屋頂鋼架和彩鋼被卷起，圖1g 屋頂彩鋼幾乎全部刮走，只剩鋼架，旁邊屋頂彩鋼瓦片也全部坍塌，圖1c 和圖1d 屋頂彩鋼瓦片幾乎全部損壞。圖1h 中廣告牌從根部折斷。災(zāi)調(diào)人員到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)時(shí)吹倒的電線(xiàn)桿和樹(shù)木大部分已被清理，只拍攝到少量災(zāi)損證據(jù)，被吹斷的電線(xiàn)桿直徑為13 cm（圖1j）、16 cm、21 cm，大片玉米倒伏，小片樹(shù)木倒伏，有些樹(shù)木攔腰折斷，樹(shù)木直徑14～17 cm 不等（圖1b、1k、1l）。根據(jù)以上災(zāi)情對(duì)照龍卷EF等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)定為EF2級(jí)。

圖1 2021年7月21日保定市清苑區(qū)東閭村龍卷災(zāi)害路徑（白色實(shí)線(xiàn)）和破壞帶（紅色實(shí)線(xiàn)包圍的紅色陰影）

3 天氣背景和環(huán)境條件

3.1 天氣背景

從2021年7月21日14時(shí)ERA5再分析資料可以看出，500 hPa 副熱帶高壓位于東北、黃海到日本島一帶，臺(tái)風(fēng)“煙花”位于臺(tái)灣島以東洋面上，熱帶低壓“查帕卡”位于廣東南部，陜西北部有一低渦，低渦中心向東在山西北部、河北中西部形成偏南風(fēng)和東南風(fēng)間的東西向切變，切變位于石家莊、保定上空（圖2a）。700 hPa 從河南北部到河北中部有急流，急流頂端位于保定東部和北京南部，和“煙花”北側(cè)的偏東急流形成一條貫通的水汽輸送通道（圖2b），850 hPa 在河北西南部為東南風(fēng)急流，急流頂端在石家莊南部，“煙花”西北側(cè)的東南風(fēng)在保定東部有風(fēng)速輻合（圖2c），925 hPa東南風(fēng)和東北風(fēng)在河北中南部形成南北向切變，保定東部位于切變中（圖2d）。地面在河北中南部有倒槽，倒槽內(nèi)東南風(fēng)和東北風(fēng)形成南北向輻合線(xiàn)，輻合線(xiàn)比925 hPa 切變線(xiàn)略偏東（圖略）。保定東部925 hPa 以下低層南北向切變和輻合與中層500 hPa 東西向切變疊加，中層700 hPa 急流頂端和850 hPa 風(fēng)速輻合也位于這個(gè)區(qū)域，有利于輻合上升運(yùn)動(dòng)形成，中層急流輸送的暖濕空氣，加強(qiáng)了不穩(wěn)定，有利于強(qiáng)對(duì)流的生成和發(fā)展。

圖2 2021年7月21日14時(shí)500 hPa（a）、700 hPa（b）、850 hPa（c）、925 hPa（d）高度場(chǎng)（藍(lán)線(xiàn)，單位：dagpm）、風(fēng)場(chǎng)（風(fēng)矢，單位：m/s）和低空急流（陰影，單位：m/s）

3.2 環(huán)境條件

探空站觀測(cè)通常能代表站點(diǎn)周?chē)?00～200 km 范圍的大氣狀態(tài)，邢臺(tái)、北京是距此次龍卷發(fā)生地（保定市清苑區(qū)東閭村）最近的2個(gè)探空站，東閭村距離邢臺(tái)站約200 km ，距離北京站約160 km（圖3）。21 日在河北中南部出現(xiàn)區(qū)域性暴雨過(guò)程，邢臺(tái)站和保定站24 小時(shí)降水分別為114.6 mm和140.9 mm，而北京站只有2.3 mm，因此邢臺(tái)站探空與保定環(huán)境更接近。邢臺(tái)探空濕層相對(duì)深厚，抬升凝結(jié)高度為141 m，CAPE 很小，僅為12.1 J/kg，0～6 km 垂直風(fēng)切變?yōu)? m/s，0～3 km 垂直風(fēng)切變?yōu)?6 m/s，0～1 km 垂直風(fēng)切變?yōu)?2 m/s。21 日05—08 時(shí)邢臺(tái)站開(kāi)始降雨，3 小時(shí)降雨量為3.0 mm，保定站上午為間歇性小雨，到14時(shí)6小時(shí)降水量為3.2 mm，這時(shí)造成東閭村龍卷的對(duì)流還沒(méi)有生成。保定測(cè)站位于清苑區(qū)，在東閭村西北方向，距離東閭村約10 km。利用ERA5（0.25 °×0.25 °）再分析資料制作保定站14 時(shí)的探空（圖4），抬升凝結(jié)高度為316.1 m，CAPE 為1 680.3 J/kg，0～6 km 垂直風(fēng)切變?yōu)? m/s，0～3 km 垂直風(fēng)切變?yōu)?7.1 m/s，0～1 km 垂直風(fēng)切變?yōu)?.1 m/s，0～1 km 風(fēng)暴相對(duì)螺旋度為40.0 m2/s2，低于鄭媛媛、馮佳偉統(tǒng)計(jì)[4，10]的龍卷風(fēng)暴相對(duì)螺旋度，0～3 km 風(fēng)暴相對(duì)螺旋度為177.1 m2/s2。因此保定環(huán)境條件有利于EF2 級(jí)以上龍卷產(chǎn)生[15，30]。7 月21 日河北西南部出現(xiàn)區(qū)域性大暴雨過(guò)程，保定中西部出現(xiàn)暴雨，東閭村雨量計(jì)堵塞，數(shù)據(jù)不可信，在其西側(cè)最近的2個(gè)雨量站出現(xiàn)大暴雨，降水主要集中在15—18 時(shí)，保定為137.3 mm，張登鎮(zhèn)為126.2 mm，最大小時(shí)雨強(qiáng)為87.8 mm，這兩站的大暴雨主要受龍卷超級(jí)單體風(fēng)暴母體和另一個(gè)多單體風(fēng)暴造成，從回波推斷東閭村在龍卷發(fā)生期間沒(méi)有強(qiáng)降水，龍卷發(fā)生第二天災(zāi)調(diào)時(shí)東閭村積水應(yīng)該是龍卷后的另一個(gè)多單體風(fēng)暴造成。因此可以推斷龍卷發(fā)生在強(qiáng)降水的邊緣，與河南區(qū)域暴雨中的兩次龍卷環(huán)境條件[6]對(duì)比，保定龍卷對(duì)流有效位能更大，0～1 km垂直風(fēng)切變略小。

圖3 龍卷發(fā)生地東閭村和最近探空站（紅色）以及雷達(dá)觀測(cè)站（黑色）分布圖

圖4 利用ERA5再分析資料構(gòu)建保定2021年7月21日14時(shí)探空

4 雷達(dá)回波演變及特征

在保定市清苑區(qū)東閭村的附近有2 部雷達(dá)。石家莊新樂(lè)SA 型雙偏振多普勒天氣雷達(dá)在東閭村西南方向，距離約83 km，雄安新區(qū)安新東白莊X 波段相控陣雙偏振多普勒天氣雷達(dá)在東閭村東北方向，距離約38 km，兩部雷達(dá)和東閭村三點(diǎn)近似位于一條直線(xiàn)上（圖3）。

4.1 SA雷達(dá)回波演變及特征

4.1.1 中氣旋和超級(jí)單體演變特征

15 時(shí)24 分1.5 °仰角基本反射率圖上（圖5a）在雷達(dá)的東北象限有一西北東南向的帶狀多單體風(fēng)暴，帶狀多單體風(fēng)暴向北略偏西方向移動(dòng)，藍(lán)色方框內(nèi)多單體風(fēng)暴在1.5°仰角相對(duì)風(fēng)暴徑向速度圖上已經(jīng)觀測(cè)到了γ 中尺度氣旋（圖5b），15 時(shí)30分發(fā)展成超級(jí)單體風(fēng)暴，隨后超級(jí)單體風(fēng)暴形成龍卷，由于尺度非常小，為了研究超級(jí)單體風(fēng)暴及龍卷的發(fā)展演變過(guò)程，重點(diǎn)分析藍(lán)色方框內(nèi)的多單體風(fēng)暴發(fā)展成超級(jí)單體風(fēng)暴后的特征。

15時(shí)30分0 .5 °（圖6b1）和2.4 °仰角相對(duì)風(fēng)暴徑向速度圖上觀測(cè)到中氣旋特征，1.5 °相對(duì)風(fēng)暴徑向速度圖上觀測(cè)到TVS 特征（圖6c1黑色箭頭處）。15 時(shí)36 分0.5 °（圖6b2）和2.4 °仰角都觀測(cè)到中氣旋特征，0.5 °仰角中氣旋直徑減小，1.5 °仰角（圖6c2）TVS 特征演變成中氣旋特征，旋轉(zhuǎn)減弱。15 時(shí)42 分1.5 °（圖6c3）和2.4 °仰角仍然觀測(cè)到中氣旋特征，0.5 °仰角（圖6b3）旋轉(zhuǎn)加強(qiáng)，觀測(cè)到TVS 特征，龍卷位于鉤狀回波頂端。15 時(shí)48 分1.5 °（圖6c4）和2.4 °仰角仍具備中氣旋特征，0.5 °仰角（圖6b4）TVS 特征消失演變?yōu)橹袣庑?，但旋轉(zhuǎn)速度加大到最大為13.5 m/s，3.3 °和4.3 °仰角也觀測(cè)到中氣旋特征，中氣旋向上發(fā)展。16時(shí)0.5 °（圖6b5）、1.5 °仰角（圖6c5）、3.3 °和4.3 °仰角仍觀測(cè)到中氣旋特征，0.5 °仰角中氣旋旋轉(zhuǎn)速度仍較大為13.3 m/s。16時(shí)06分0.5 °和1.5 °仰角仍能觀測(cè)到中氣旋特征，但其他仰角中氣旋特征消失。15 時(shí)42 分0.5 °仰角旋轉(zhuǎn)最強(qiáng)，較強(qiáng)旋轉(zhuǎn)一直延續(xù)到16時(shí)。因此，超級(jí)單體風(fēng)暴從15 時(shí)30 分一直持續(xù)到16 時(shí)06 分，0.5 °仰角中氣旋直徑都在4.3 km 以下，屬于微型超級(jí)單體風(fēng)暴。

圖6 石家莊新樂(lè)SA雙偏振雷達(dá)0.5 °仰角基本反射率（a）、風(fēng)暴相對(duì)徑向速度（b）和1.5 °仰角風(fēng)暴相對(duì)徑向速度（c）（1、2、3、4、5分別是：15時(shí)30分、15時(shí)36分、15時(shí)42分、15時(shí)48分和16時(shí)00分，圖中黑色圓圈代表中氣旋）

多單體風(fēng)暴發(fā)展成超級(jí)單體風(fēng)暴后，連續(xù)5個(gè)體掃在0.5 °仰角都觀測(cè)到了弱回波區(qū)（圖6a1、6a2、6a3、6a4中黑色箭頭，15 時(shí)54 分圖略），連續(xù)4 個(gè)體掃觀測(cè)到了鉤狀回波（圖6a2、6a3、6a4中白色箭頭，15時(shí)54分圖略）。

4.1.2 超級(jí)單體風(fēng)暴參數(shù)演變特征

超級(jí)單體風(fēng)暴的最大反射率因子為57～59 dBZ，變化不大，風(fēng)暴頂高在6.7～9.9 km 之間，最大反射率因子高度在3.8～5.2 km 之間（圖7）。從15 時(shí)30 分—15 時(shí)42 分，0.5 °仰角中氣旋旋轉(zhuǎn)加強(qiáng)，最大反射率因子高度較高為5.1～5.2 km，15時(shí)48分0.5 °仰角中氣旋旋轉(zhuǎn)減弱，同時(shí)最大反射率因子高度迅速下降到3.8 km，15 時(shí)30 分—15時(shí)48 分風(fēng)暴頂高持續(xù)增高，15 時(shí)48 分最高，15 時(shí)54 分風(fēng)暴頂高下降到9.1 km，較0.5 °仰角中氣旋減弱滯后了6 分鐘。在超級(jí)單體形成前的6 分鐘，最大反射率因子高度和風(fēng)暴頂高都急劇增長(zhǎng)，說(shuō)明多單體在迅速發(fā)展，在超級(jí)單體減弱為多單體前6 分鐘，風(fēng)暴頂高迅速下降，最大反射率因子高度在超級(jí)單體減弱為多單體前12分鐘就迅速下降（圖7），說(shuō)明風(fēng)暴頂高和最大反射率因子高度和低層中氣旋的變化基本同步。

圖7 石家莊新樂(lè)雷達(dá)探測(cè)的風(fēng)暴參數(shù)演變（粉色曲線(xiàn)為最大反射率因子，單位：dBZ；紅色曲線(xiàn)為最大反射率所在高度，單位：km；黑色曲線(xiàn)為單體頂高，單位：km；藍(lán)色曲線(xiàn)為單體底高，單位：km）

4.2 X雷達(dá)回波演變特征

保定安新東白莊X 波段相控陣雙偏振雷達(dá)，徑向分辨率為30 m，方位分辨率為1.6 °，超級(jí)單體風(fēng)暴位于安新東白莊雷達(dá)站西南側(cè)約38 km處，方位分辨率約為106 0 m，0 °、1.5 °和3 °仰角距離地面高度約0.46 km、1.39 km和2.34 km。

4.2.1 超級(jí)單體和中氣旋演變特征

從15 時(shí)23 分1.5 °仰角基本反射率（圖8a）可以看出多單體風(fēng)暴呈南北向帶狀分布。15 時(shí)29分0 °仰角基本反射率（圖8b）觀測(cè)到鉤狀回波，鉤狀回波一直持續(xù)到16 時(shí)03 分（圖8b、8d、8e、8g、8i、8k），16時(shí)08分鉤狀回波消失（圖8l）。

圖8 2021年7月21日安新東白莊X波段雷達(dá)基本反射率（a、b、d、e、g、i、k、l，時(shí)間分別為15時(shí)23分、29分、35分、38分、44分、58分，16時(shí)03分、08分，a為1.5 °仰角，其他均為0 °仰角）和0 °仰角基本速度（c、f、h、j，時(shí)間分別為15時(shí)29分、38分、44分、58分）（圖中黑圓圈為中氣旋，紅色線(xiàn)AB為圖10和圖11中剖面位置，A距離雷達(dá)32 km，B距離雷達(dá)42 km，藍(lán)色線(xiàn)段長(zhǎng)度表示徑向距離3 km）

15 時(shí)30 分在1.5 °、3 °和4.5 °仰角上觀測(cè)到中氣旋特征(圖10)，多單體風(fēng)暴發(fā)展為超級(jí)單體風(fēng)暴。15 時(shí)38 分中氣旋向上發(fā)展，除1.5 °、3 °和4.5 °仰角上觀測(cè)到中氣旋特征外，6 °仰角也觀測(cè)到中氣旋特征(圖10)，同時(shí)在0 °仰角（圖8jf）觀測(cè)到中氣旋特征，1 km 以下的低層中氣旋生成。15時(shí)44 分0 °仰角（圖8h）中氣旋旋轉(zhuǎn)速度達(dá)到最大為14 m/s，1 km 以下的低層中氣旋旋轉(zhuǎn)加強(qiáng)，1.5 °～6 °仰角中氣旋特征依然存在。15 時(shí)58 分0 °仰角（圖8j）中氣旋旋轉(zhuǎn)速度為11 m/s，有所減弱，1.5 °～9 °仰角都觀測(cè)中氣旋特征，中氣旋高度向上伸展（圖10）。16 時(shí)01 分在0 °、1.5 °和3 °仰角依然能觀測(cè)到中氣旋特征。16 時(shí)03 分無(wú)論哪個(gè)仰角都觀測(cè)不到中氣旋特征。

超級(jí)單體風(fēng)暴從15 時(shí)30 分開(kāi)始持續(xù)到16 時(shí)01 分，15 時(shí)38 分—16 時(shí)01 分0 °仰角觀測(cè)到中氣旋，0 °仰角中氣旋直徑多在4.3 km 以下，15 時(shí)38分、44 分和58 分（圖8f、8h、8j）中氣旋直徑小于3.3 km，中氣旋位于鉤狀回波頂端弱回波區(qū)處。

從X波段雷達(dá)的立體動(dòng)畫(huà)（圖略）中可見(jiàn)15時(shí)43 分鉤狀回波到達(dá)東閭村東南角，16 時(shí)05 分離開(kāi)東閭村西南角。超級(jí)單體風(fēng)暴母體從東閭村西側(cè)鄰村（張登鎮(zhèn)的全昆村、清涼城村和西王莊村）穿過(guò)，這些村莊沒(méi)有龍卷災(zāi)情報(bào)告。結(jié)合SA 雷達(dá)TVS 特征位置，可以斷定龍卷就在鉤狀回波頂端中氣旋內(nèi)。

X 波段雷達(dá)徑向分辨率非常高，探測(cè)更精細(xì)。在超級(jí)單體形成之前以及超級(jí)單體形成后，在0 °仰角（圖8c、8f、8h、8j）可以看到清楚的速度輻合線(xiàn)，輻合線(xiàn)在中氣旋的南側(cè)和鉤狀回波及其以南區(qū)域。

為了分析中氣旋南側(cè)輻合線(xiàn)的厚度，選擇15時(shí)51 分30 秒0 °、1.5 °和3 °仰角基本反射率和基本徑向速度進(jìn)行分析，3個(gè)仰角都可以看到清楚的鉤狀回波（圖9a1～9a3），鉤狀回波位于超級(jí)單體移動(dòng)方向的右后側(cè)。在0 °、1.5 °仰角和3 °仰角（圖9b1～9b3）可以看到清楚的中氣旋，中氣旋位于鉤狀回波頂端的弱回波區(qū)中（圖9a1～9a3），旋轉(zhuǎn)速度分別為13.5 m/s、12.5 m/s 和13.5 m/s，直徑分別為4.2 km，3.2 km 和3.2 km。在中氣旋的南側(cè)和鉤狀回波及其以南區(qū)域有非常清楚的速度輻合（圖9b1～9b3），輻合線(xiàn)的高度約為2.3 km。證實(shí)了沿龍卷路徑地面是輻合的流場(chǎng)[31。在3 °仰角（圖9b3）中氣旋的右側(cè)還有一速度對(duì)（圖9b3中黑色箭頭），正負(fù)速度中心速度值分別為15 m/s，-5 m/s，旋轉(zhuǎn)速度為10 m/s，在文獻(xiàn)中沒(méi)有發(fā)現(xiàn)這種情況，還需要進(jìn)一步研究。

圖9 2021年7月21日15時(shí)51分30秒安新東白莊站X波段雷達(dá)不同仰角基本反射率（a1：0.0 °；a2：1.5°；a3：3.0 °）和基本徑向速度（b1：0.0°；b2：1.5°；b3：3.0°） 黑圓圈代表中氣旋，黑色虛代表輻合線(xiàn)，藍(lán)色線(xiàn)段長(zhǎng)度表示徑向距離3 km。

4.2.2 SA雷達(dá)和X雷達(dá)中氣旋探測(cè)對(duì)比

由于造成龍卷的超級(jí)單體風(fēng)暴屬于微型超級(jí)單體，其含有的中氣旋直徑較小，而俞小鼎等[32]引用的美國(guó)NWS（國(guó)家氣象局）中氣旋判斷標(biāo)準(zhǔn)，是根據(jù)美國(guó)平均中氣旋直徑6.5 km 給出的強(qiáng)、中等和弱中氣旋判斷標(biāo)準(zhǔn)，并不適合判斷微型中氣旋的強(qiáng)弱。中氣旋對(duì)應(yīng)的垂直渦度的量級(jí)為10-2s-1，因此也常常稱(chēng)10-2s-1為一個(gè)中氣旋單位，Davies-Jones[33]認(rèn)為，只有中氣旋對(duì)應(yīng)的垂直渦度達(dá)到或超過(guò)0.5 個(gè)中氣旋單位，才能稱(chēng)為中氣旋。俞小鼎等[34]研究的中國(guó)140多個(gè)超級(jí)單體風(fēng)暴中，超級(jí)單體風(fēng)暴成熟階段中氣旋最強(qiáng)時(shí)對(duì)應(yīng)的垂直渦度峰值區(qū)間為1.0～1.5個(gè)中氣旋單位，90%以上的成熟中氣旋其垂直渦度位于0.5～3 個(gè)中氣旋單位區(qū)間。因此，本文采用中氣旋對(duì)應(yīng)的垂直渦度大小判斷中氣旋的強(qiáng)度。

從圖10 可以看出，X 雷達(dá)最早在15 時(shí)28 分3 °仰角觀測(cè)到中氣旋，SA 雷達(dá)最早在15 時(shí)24 分1.5 °仰角觀測(cè)到中氣旋，之后旋轉(zhuǎn)同時(shí)向上、向下發(fā)展，在15時(shí)30分X雷達(dá)和SA雷達(dá)都有3個(gè)仰角觀測(cè)中氣旋，X 雷達(dá)觀測(cè)的持續(xù)深厚的中氣旋持續(xù)到16 時(shí)01 分，而SA 雷達(dá)觀測(cè)到的中氣旋持續(xù)到了16 時(shí)06 分，因此，觀測(cè)到的超級(jí)單體風(fēng)暴的起止時(shí)間和發(fā)展時(shí)間兩部雷達(dá)基本一致。

圖10 2021年7月21日15時(shí)24分—16時(shí)06分石家莊新樂(lè)雷達(dá)和安新東白莊雷達(dá)探測(cè)的中氣旋垂直渦度（黑圈紅陰影：安新東白莊X波段雷達(dá)；黑圈藍(lán)陰影：石家莊新樂(lè)SA波段雷達(dá)）

對(duì)比中氣旋的垂直結(jié)構(gòu)（圖10），SA雷達(dá)在15時(shí)48分—16時(shí)中氣旋發(fā)展到5 km以上，幾乎同時(shí)X雷達(dá)也觀測(cè)到了5km以上的中氣旋。

從中氣旋垂直渦度大小來(lái)看（圖10），15 時(shí)30分—16 時(shí)06 分超級(jí)單體階段，除了15 時(shí)30 分1.5 °仰角和15 時(shí)42 分0.5 °仰角SA 雷達(dá)探測(cè)到TVS特征垂直渦度超過(guò)2個(gè)中氣旋單位外，其他時(shí)次兩部雷達(dá)探測(cè)結(jié)果均小于2個(gè)中氣旋單位，大部分時(shí)次為1～2 個(gè)中氣旋單位，超級(jí)單體初期SA雷達(dá)探測(cè)的中氣旋略偏強(qiáng)，超級(jí)單體后期X 雷達(dá)探測(cè)的中氣旋略偏強(qiáng)。SA 雷達(dá)最低仰角（0.5 °仰角）和X 雷達(dá)最低仰角（0 °仰角）探測(cè)到中氣旋最強(qiáng)渦度分別在15時(shí)42分和44分，基本一致。

X 雷達(dá)1.5 °仰角和SA 雷達(dá)0.5 °仰角高度接近，兩部雷達(dá)在東閭村方位分辨率相差約400 m，差別不大，探測(cè)到中氣旋直徑基本一致，多在4.3 km以下。

與SA 雷達(dá)相比，X 雷達(dá)在龍卷出現(xiàn)前5 分鐘直到龍卷結(jié)束，持續(xù)觀測(cè)到了1 km 以下的中氣旋，垂直渦度多超過(guò)1個(gè)中氣旋單位，15時(shí)44分和15 時(shí)53 分30 秒最強(qiáng)達(dá)到1.8 個(gè)中氣旋單位（圖10），對(duì)于龍卷預(yù)警發(fā)布有很好的指示意義。

4.2.3 龍卷及超級(jí)單體風(fēng)暴內(nèi)氣流演變

龍卷位于X 雷達(dá)西南方向（圖3），超級(jí)單體風(fēng)暴為西北東南走向（圖8、9），移動(dòng)方向和走向基本一致?？拷黊 雷達(dá)一側(cè)為東側(cè)，遠(yuǎn)離一側(cè)為西側(cè)。為了分析龍卷及超級(jí)單體風(fēng)暴體內(nèi)部氣流結(jié)構(gòu)，沿X雷達(dá)徑向從A（東）到B（西）（圖8）穿過(guò)鉤狀回波頂端及超級(jí)單體風(fēng)暴作剖面。

15 時(shí)23 分，中氣旋還沒(méi)有生成，多單體風(fēng)暴距離X 雷達(dá)站約38 km，回波已經(jīng)接地，強(qiáng)回波中心高度在2～4 km 之間（圖11a1），在風(fēng)暴低層（2 km 以下）觀測(cè)到朝向雷達(dá)的負(fù)速度（與環(huán)境風(fēng)相反），這表明風(fēng)暴后側(cè)開(kāi)始出現(xiàn)下沉氣流，下沉氣流出流和東側(cè)的地面東北風(fēng)形成輻合，在中層（2～5 km）距離雷達(dá)約37 km 處風(fēng)速輻合，38 km 處風(fēng)速輻散，可以推斷風(fēng)暴內(nèi)部（0～5 km）東側(cè)為輻合上升氣流，西側(cè)為輻散下沉氣流（圖11b1）。在風(fēng)暴東側(cè)距離雷達(dá)約35～36 km 的單體還未接地，35 dBZ以上回波在2～5 km之間（圖11a1）。

15 時(shí)28 分在3 °仰角已觀測(cè)到中氣旋（圖10）。15 時(shí)29 分，多單體風(fēng)暴加強(qiáng)，強(qiáng)回波中心達(dá)到55 dBZ，風(fēng)暴東側(cè)單體（圖8b 中鉤狀回波）仍未接地，35～40 dBZ 回波向下伸展到高1 km 處（圖11a2）。38 km 附近風(fēng)暴低層（2 km 以下）負(fù)速度區(qū)向東延伸到距離雷達(dá)37 km 附近，負(fù)速度加大，風(fēng)暴內(nèi)部中低層（0～5 km）東側(cè)依然為輻合上升氣流，西側(cè)為輻散下沉氣流，受其影響張登鎮(zhèn)（圖13）15時(shí)25分風(fēng)向從東北風(fēng)轉(zhuǎn)為西北風(fēng)，15時(shí)30分仍為西北風(fēng)，風(fēng)速加大，風(fēng)向的突變也證明出現(xiàn)了下沉氣流出流。風(fēng)暴東側(cè)單體（距離雷達(dá)35～36 km）的西側(cè)1～5 km 高度出現(xiàn)明顯的輻散風(fēng)場(chǎng)，輻散下沉出流和東北風(fēng)入流在單體東側(cè)（距離雷達(dá)約35 km）形成明顯輻合（圖11b2和圖8c)，輻合伸展到約4 km高度（圖11b2），有利于上升運(yùn)動(dòng)發(fā)展。

15 時(shí)35 分，鉤狀回波發(fā)展加強(qiáng)，已經(jīng)接地（圖11a3），距離雷達(dá)約35 km，接地位置正是15 時(shí)29分風(fēng)暴東側(cè)單體中低層的強(qiáng)輻合區(qū)（圖11b2）。此時(shí)多單體風(fēng)暴已經(jīng)加強(qiáng)為超級(jí)單體風(fēng)暴，在0 °仰角還沒(méi)有觀測(cè)到中氣旋。超級(jí)單體風(fēng)暴母體和鉤狀回波有各自的強(qiáng)回波中心，是相對(duì)獨(dú)立的（圖11a3）。超級(jí)單體風(fēng)暴母體回波強(qiáng)度減弱（圖11a3），母體風(fēng)暴內(nèi)東側(cè)依然為輻合上升氣流、西側(cè)輻散下沉氣流，后側(cè)出流范圍加大，鉤狀回波低層的強(qiáng)輻合迅速減弱，但在中層西側(cè)存在明顯輻散下沉氣流（圖11b3）。

15 時(shí)38 分，0 °仰角已經(jīng)觀測(cè)到中氣旋特征，旋轉(zhuǎn)速度12 m/s（圖8），垂直渦度達(dá)到次大為1.5個(gè)中氣旋單位（圖10），中氣旋位于鉤狀回波頂端，此時(shí)鉤狀回波位于東閭村南約800 m 田地里，并未發(fā)現(xiàn)災(zāi)情。超級(jí)單體風(fēng)暴母體和鉤狀回波強(qiáng)度加強(qiáng)（圖11a4）。超級(jí)單體風(fēng)暴母體內(nèi)以輻散下沉氣流為主，僅在低層（2～4 km）還有上升氣流。超級(jí)單體風(fēng)暴低層（2 km 以下）出流速度加大，向東擴(kuò)展到35 km 處鉤狀回波內(nèi)，和地面東北風(fēng)形成輻合，鉤狀回波內(nèi)西側(cè)地面以上5 km 形成風(fēng)向輻合，中層（3～5 km）向著雷達(dá)速度（負(fù)速度）達(dá)到10 m/s

以上，輻合比低層更強(qiáng)，鉤狀回波內(nèi)西側(cè)為輻合上升氣流，同時(shí)在東側(cè)已經(jīng)出現(xiàn)輻散下沉氣流（圖11b4）。

15 時(shí)44 分，超級(jí)單體風(fēng)暴母體和鉤狀回波中心回波強(qiáng)度加大（圖12a1），超級(jí)單體風(fēng)暴母體內(nèi)均為輻散風(fēng)場(chǎng)，以下沉氣流為主，鉤狀回波接地面積加大，低層（2 km 以下）負(fù)速度加大，1 km 以下最大負(fù)速度超過(guò)15 m/s，鉤狀回波內(nèi)低層輻合達(dá)到最強(qiáng)，剖面位置經(jīng)過(guò)中氣旋負(fù)速度中心，0 °仰角中氣旋旋轉(zhuǎn)速度達(dá)到最大，垂直渦度達(dá)到最大為1.8 個(gè)中氣旋單位（圖10），鉤狀回波內(nèi)西側(cè)為輻合上升氣流，鉤狀回波東側(cè)仍有相對(duì)較弱的輻散下沉氣流（圖12b1）。此時(shí)，龍卷剛形成進(jìn)入東閭村，造成農(nóng)戶(hù)彩鋼屋頂一半掀翻卷起（圖1a）。15 時(shí)53分30秒0 °仰角中氣旋再次達(dá)到最強(qiáng)，造成工廠(chǎng)內(nèi)彩鋼屋頂全部掀翻，墻體倒坍，致死2人（圖1f）。

圖12 同圖11，但時(shí)間為2021年7月21日15時(shí)44分、15時(shí)58分、16時(shí)03分、16時(shí)08分

15 時(shí)58 分，超級(jí)單體風(fēng)暴母體內(nèi)為輻散風(fēng)場(chǎng)，以下沉氣流為主，在其東側(cè)距離雷達(dá)約37 km處低層出現(xiàn)輻合上升氣流（圖12b2），鉤狀回波接地面積減?。▓D12a2），其西側(cè)仍為輻合上升氣流，東側(cè)仍有相對(duì)較弱的輻散下沉氣流，低層1 km 以下輻合仍然很強(qiáng)，與44分相比，中層的輻合明顯減弱，低層輻合略減弱（圖12b2），垂直渦度也減小為1.4 個(gè)中氣旋單位。此時(shí)，龍卷已經(jīng)到了東閭村西部，造成二樓屋頂彩鋼及鋼架全部刮掉（圖1i）。

16時(shí)03分，鉤狀回波仍接地（圖12a3），僅在低層有輻合上升氣流，母體風(fēng)暴內(nèi)沒(méi)有明顯的輻合、輻散（圖12b3）。16 時(shí)08 分，鉤狀回波低層風(fēng)向輻合消失轉(zhuǎn)為風(fēng)速輻散，上升氣流轉(zhuǎn)為下沉氣流（圖12b4），鉤狀回波接地部分迅速減弱（圖12a4）。

5 龍卷低層中氣旋形成機(jī)理討論

低層中氣旋的形成機(jī)制目前不是很清楚。美國(guó)的風(fēng)暴追蹤者發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生龍卷的超級(jí)單體，在龍卷生成前，總是先產(chǎn)生后側(cè)下沉氣流，然后才產(chǎn)生龍卷，有些學(xué)者認(rèn)為低層中氣旋的生成后側(cè)下沉氣流起主要作用[35-38]。由于后側(cè)下沉氣流溫度低于環(huán)境溫度，將形成一個(gè)渦環(huán)，該渦環(huán)隨著后側(cè)下沉氣流下降并逐漸擴(kuò)大，陣風(fēng)鋒前側(cè)暖濕氣流沿著陣風(fēng)鋒冷墊抬升，在后側(cè)陣風(fēng)鋒附近水平渦管被拉伸，形成“渦線(xiàn)弧”，兩條陣風(fēng)鋒錮囚點(diǎn)附近的垂直渦度為氣旋式渦度，最終形成低層中氣旋，要形成龍卷并維持，還需要后側(cè)陣風(fēng)鋒附近的低層強(qiáng)輻合區(qū)位于適當(dāng)位置，和中層強(qiáng)上升氣流向上垂直拉伸，使得低層中氣旋的垂直渦度在短時(shí)間內(nèi)迅速加強(qiáng)[15，38]。

東閭村區(qū)域站由于故障沒(méi)有數(shù)據(jù)，張登鎮(zhèn)位于東閭村西側(cè)約4 km，石橋鄉(xiāng)和河橋鄉(xiāng)位于東閭村北側(cè)約9 km，是距離東閭村最近的三個(gè)區(qū)域站，龍卷母體在東閭村西側(cè)張登鎮(zhèn)上空，東閭村所在區(qū)域地面為東北風(fēng)，三個(gè)區(qū)域站可以代表東閭村周邊環(huán)境。東閭村龍卷過(guò)程，中層中氣旋15 時(shí)28 分首先出現(xiàn)在2.3 km 高度，8 分鐘后向上發(fā)展到4.2 km（圖10），這時(shí)超級(jí)單體后側(cè)已經(jīng)出現(xiàn)下沉氣流（圖11b2、11b3），張登鎮(zhèn)15 時(shí)20 分之前為東北風(fēng)，15 時(shí)25 分轉(zhuǎn)為西北風(fēng)，風(fēng)向突變說(shuō)明出現(xiàn)下沉氣流出流，西北風(fēng)一直持續(xù)到15時(shí)55分，說(shuō)明這段時(shí)間一直存在下沉氣流。由于張登鎮(zhèn)區(qū)域站距離龍卷約4 km，位于龍卷母體強(qiáng)回波邊緣位置，因此在龍卷影響前后風(fēng)速變化不大。從逐5 分鐘區(qū)域站降水和氣溫（圖13）來(lái)看，張登鎮(zhèn)15時(shí)25分后降水加強(qiáng)，到15 時(shí)40 分5 分鐘降水達(dá)到8.6 mm，氣溫下降到24.7 ℃，河橋鄉(xiāng)和石橋鄉(xiāng)降水很弱，氣溫為26.9 ℃和26.3 ℃，因此張登鎮(zhèn)低于周?chē)h(huán)境氣溫約2 ℃，因此東閭村位于暖區(qū)，而張登鎮(zhèn)處于相對(duì)冷區(qū)，暖濕東北入流在冷出流上抬升，再疊加地面的輻合上升，15時(shí)38分形成低層中氣旋。需要指出，實(shí)際觀測(cè)中看到的中層先有中氣旋，然后低層才有中氣旋，給人的感覺(jué)是中層中氣旋向下擴(kuò)展了，而從理論分析發(fā)現(xiàn)[15]中層中氣旋形成后不存在向下擴(kuò)展到地面附近的機(jī)制，因此低層中氣旋是獨(dú)立生成，而不是中層中氣旋向下擴(kuò)展形成的[35-38]。

圖13 2021年7月21日15時(shí)—16時(shí)10分東閭村周邊區(qū)域站逐5分鐘降水柱狀圖、氣溫曲線(xiàn)圖和張登鎮(zhèn)瞬時(shí)風(fēng)向風(fēng)速

在低層中氣旋形成6 分鐘后，15 時(shí)44 分(圖12b1)低層的輻合達(dá)到最強(qiáng)，低層中氣旋迅速加強(qiáng)形成龍卷，龍卷形成后，低層強(qiáng)輻合一直存在（圖9b1、圖12b2），東閭村龍卷風(fēng)持續(xù)。

上述觀測(cè)結(jié)果部分符合美國(guó)學(xué)者提出的低層中氣旋形成以及低層中氣旋迅速加強(qiáng)為龍卷的機(jī)理。

6 結(jié) 論

（1）龍卷全長(zhǎng)約2.5 km，寬約300 m，歷時(shí)22分鐘。根據(jù)災(zāi)情評(píng)定為EF2 級(jí)。造成龍卷的風(fēng)暴屬于微型超級(jí)單體風(fēng)暴，其環(huán)境濕層相對(duì)深厚，抬升凝結(jié)高度為316.1 m，CAPE 達(dá)到1 680.3 J/kg，0～6 km 風(fēng)矢量差為7 m/s，0～3 km 風(fēng)矢量差為17.1 m/s，0～1 km 風(fēng)矢量差為7.1 m/s，對(duì)流層低層垂直風(fēng)切變較大，與熱帶氣旋環(huán)境下的微型超級(jí)單體龍卷相比，垂直風(fēng)切變基本一致，但CAPE偏強(qiáng)。

（2）SA 雷達(dá)和X 雷達(dá)觀測(cè)到的1 km 以上中氣旋起止時(shí)間、強(qiáng)度、伸展高度和演變趨勢(shì)基本一致。但X 雷達(dá)在龍卷發(fā)生前5 分鐘就觀測(cè)到1 km以下的中氣旋，一直持續(xù)到龍卷結(jié)束，對(duì)發(fā)布龍卷預(yù)警有很好的指示意義。

（3）X 雷達(dá)完整觀測(cè)到超級(jí)單體母體和鉤狀回波內(nèi)氣流的精細(xì)結(jié)構(gòu)和演變。X 雷達(dá)清晰地觀測(cè)到鉤狀回波頂點(diǎn)附近有清晰的輻合線(xiàn)，從鉤狀回波觸地之前一直持續(xù)到龍卷結(jié)束，輻合線(xiàn)的伸展高度在2 km 以上，此觀測(cè)事實(shí)驗(yàn)證了沿龍卷路徑地面是輻合流場(chǎng)的結(jié)論。

（4）X 雷達(dá)觀測(cè)到在1 km 以下低層中氣旋形成之前，超級(jí)單體母體先出現(xiàn)后側(cè)下沉氣流，后側(cè)下沉氣流溫度低于環(huán)境溫度形成渦環(huán)，前側(cè)暖濕氣流沿冷墊抬升，在1 km 以上中氣旋的下方形成低層中氣旋，以上觀測(cè)事實(shí)驗(yàn)證了美國(guó)學(xué)者提出的低層中氣旋的形成機(jī)理以及后側(cè)下沉氣流在低層中氣旋形成中的重要作用。

（5）在龍卷形成前X雷達(dá)觀測(cè)到1 km以下低層中氣旋，6 分鐘后觀測(cè)低層輻合達(dá)到最強(qiáng)，這時(shí)龍卷剛形成，龍卷維持期間低層強(qiáng)輻合一直存在，這些觀測(cè)結(jié)果部分符合美國(guó)學(xué)者提出低層中氣旋還需要低層強(qiáng)輻合以及中層強(qiáng)上升氣流的向上垂直拉升，龍卷才能形成的機(jī)理。