浙北地區(qū)一次雷暴大風天氣過程的特征分析

摘 要：利用常規(guī)觀測資料、雙偏振雷達產(chǎn)品和CMA-RA逐6 h再分析資料，對2022年7月26日在浙江北部地區(qū)發(fā)生的一次雷暴大風過程的天氣形勢、熱動力因子和中尺度特征進行分析，診斷了此次雷暴大風天氣的成因。結果表明：此次雷暴大風天氣發(fā)生時，浙北地區(qū)處于副熱帶高壓邊緣，前傾槽和低層切變線是此次天氣過程的主要影響系統(tǒng)。高低層不同的溫度平流帶來上冷下暖的不穩(wěn)定層結，增大的CAPE值為對流觸發(fā)提供了充足的不穩(wěn)定能量，西南低空急流帶來適量的水汽，有利于觸發(fā)強對流天氣；高空輻散與低空輻合的動力配置、上干下濕的層結條件、較強的垂直風切變均為雷暴大風的形成與維持提供了有利條件。陣風鋒的出現(xiàn)與合并對強對流天氣的預報預警具有重要的指示意義。

關鍵詞：雷暴大風；物理量分析；高層干冷空氣；陣風鋒

中圖分類號：P458.1 文獻標志碼：B 文章編號：2095–3305（2024）10–0-03

雷暴大風天氣具有突發(fā)性強、發(fā)展快、持續(xù)時間短等特點，常會造成經(jīng)濟損失和人員傷亡[1]。2022年7月26日中午，浙北地區(qū)自西向東出現(xiàn)一次強對流天氣過程。此次過程主要影響時段為12：00～15：00，該時段湖州市最高氣溫普遍在37～39 ℃，其中，湖州國家基本氣象站氣溫為37.9 ℃。此次過程湖州全市面雨量為7.1 mm，最大為32.4 mm（吳興區(qū)文苑小學站）。雖然降水量不大，但全市普遍出現(xiàn)了8～10級大風，其中，吳興八里店升山、長興碧巖寺、長興槐坎這3個站點最大風力達到11級，最大太湖小雷山站12級（34.2 m/s）。15：00以后風力明顯減弱，過程趨于結束。

利用常規(guī)觀測資料、雷達產(chǎn)品及CMA-RA逐6 h再分析資料，對此次雷雨大風過程的天氣形勢、物理影響因子等進行綜合分析，從多角度診斷了此次雷暴大風天氣成因，這對認識雷暴大風的成因、提高預報水平、減少大風災害的損失具有重要意義。

1 天氣形勢分析

利用CMA再分析資料展示了此次強對流過程的天氣環(huán)流背景（圖1）。在500 hPa上（圖1a），7月26日08：00中緯度地區(qū)呈兩高一低的“倒Ω”型天氣環(huán)流，中亞暖脊前有明顯西北風自哈薩克斯坦以北地區(qū)南下，影響我國華北平原。同時，湖北至山東一帶有一小槽，使得槽后冷空氣向南滲透。此時，浙北地區(qū)正處于槽前西南風控制，并位于副熱帶高壓588線邊緣。

由圖1b可知，浙北地區(qū)位于700 hPa槽前西南急流的前端，急流最大風速超14 m/s，并于等溫線垂直相交，證明700 hPa上存在較強的暖平流。700～500 hPa呈現(xiàn)明顯的“前傾槽”結構，為強對流醞釀、發(fā)生、發(fā)展提供了良好的環(huán)境基礎。在850 hPa上，長江中下游地區(qū)有一暖式切變線存在，同時，四川至浙江一帶表現(xiàn)為溫度大于24 ℃的暖中心，為強對流的發(fā)生發(fā)展提供了有利的下墊面條件（圖1c）。

圖1" 2022年7月26日08：00 500 hPa（a）、700 hPa（b）及850 hPa（c）的位勢高度場（等值線）、風場和溫度場（陰影）

2 物理量分析

2.1 水汽條件

對流云的形成必須有豐富的水汽輸送，由圖可知，26日08：00各層水汽通量的水平分布，水汽由西南氣流向長江中下游輸送明顯[2]。26日08：00，500 hPa上空水汽輸送的大值區(qū)主要集中在湖北及安徽西部，而浙北地區(qū)的水汽通量較小，不超過4 g·cm-1·hPa-1

·s-1（圖2a）；在925～700 hPa上，浙北地區(qū)水汽通量也相對一般，約為6～10g·cm-1·hPa-1·s-1，但槽前西南低空急流仍為強對流落區(qū)輸送了適量的水汽，有利于強對流的發(fā)生?？傮w來看，本次過程中，水汽條件較差，若發(fā)生強對流，大范圍強降雨可能性較小，雷暴大風的概率較大，但不能排除局地短時強降雨。

圖2" 7月26日08：00 500 hPa（a）、700 hPa（b）、850 hPa（c）及925 hPa（d） 風場、位勢高度及水汽通量

（陰影，單位：g·cm-1·hPa-1·s-1）

2.2 不穩(wěn)定條件

大氣垂直穩(wěn)定度是影響強對流產(chǎn)生和組織結構的最重要的環(huán)境因素之一[3-4]。由26日08：00上游的安慶站和臨近的杭州站的探空圖（圖3a、3b）可知，2個站的探空特征表現(xiàn)出相似的結果，即層結曲線與露點層結曲線之間構成向上開口的“喇叭口”分布，表明

700 hPa以上濕度較小，而700 hPa以下存在一定的濕區(qū)，高低層濕度差相對大，存在明顯的上干下濕結構。

圖3" 7月26日08：00安慶站（58424）（a）、杭州站（58457）（b）探空圖

同時，安慶站探空圖顯示，低層風向隨高度順時針旋轉，表明對流層低層有明顯暖平流，而在500～

400 hPa上，高層風向又隨高度逆轉，意味著500 hPa槽后存在干冷平流（圖3a）。這樣“上干冷、下暖濕”的高低層配置有利于熱力不穩(wěn)定層結增長，上干下濕的結構也有利于雷暴大風的出現(xiàn)。

熱力穩(wěn)定度參數(shù)對了解環(huán)境大氣的層結穩(wěn)定度有重要意義[5]。26日08：00安慶站和杭州站的K指數(shù)都為35.2 ℃，沙氏指數(shù)（SI）和有利抬升指數(shù)（BLI）也均在0 ℃以下，安慶站08：00的沙氏指數(shù)SI和有利抬升指數(shù)BLI分別達到-2.62 ℃和-3.7 ℃，表明自08：00起浙北一帶就已經(jīng)處于大氣層結不穩(wěn)定狀態(tài)，發(fā)生強對流天氣的概率較大。

此外，安慶站探空資料顯示，08：00 0～6 km垂直風切變達到14.3 m/s，為強對流系統(tǒng)的發(fā)生發(fā)展提供了動力條件，有利于雷暴大風的產(chǎn)生。

對流有效位能（CAPE）是氣塊在給定環(huán)境中絕熱上升時的正浮力所產(chǎn)生的能量的垂直積分，是對流發(fā)生潛勢和潛在強度一個重要指標。CAPE值越大，則能量釋放后形成的上升氣流強度就越強。7月26日

08：00，浙北地區(qū)的CAPE值約為1 000～2 000 J/kg（圖略）；14：00，CAPE值則躍增至3 000 J/kg以上。湖州全市氣溫普遍升至37～39 ，為強對流的發(fā)生提供了充足的不穩(wěn)定能量和高熱下墊面。

2.3 動力條件

為進一步分析產(chǎn)生雷暴大風天氣的動力條件，展示了沿31°N的散度緯向剖面圖（圖4）。26日08：00，118～122°E的垂直運動基本以弱上升氣流為主，500 hPa

以上為輻散區(qū)，500～700 hPa表現(xiàn)為一輻合中心（圖4a）。

26日14：00，120°E以西在400～500 hPa表現(xiàn)為一強輻散中心，為強對流的產(chǎn)生起到了抽吸作用；500～

700 hPa高度上的輻合中心明顯增強，上升氣流大幅增強，高度也有所升高（圖4b）。這種高層輻散、中低層輻合的有效配置使氣團在前期不穩(wěn)定能量積聚和水汽充沛的條件下，有利于能量的垂直輸送和對流不穩(wěn)定性增強，為強對流天氣的發(fā)生發(fā)展創(chuàng)造了有利條件[6]。

120°E以東，08：00及14：00在700 hPa附近均表現(xiàn)為一輻散中心，但08：00下沉運動只出現(xiàn)在700 hPa以下，而到14：00強對流開始后，120°E以東整層均表現(xiàn)為下沉運動，說明高空有干冷空氣入侵，不穩(wěn)定層結進一步加強，強對流的組織化也逐漸增強，從而更有利于產(chǎn)生下?lián)舯┝骱痛箫L天氣。

3 雷達回波分析

2022年7月26日，湖州站的0.5°仰角的基本反射率顯示，26日中午起有長回波帶自西向東移動。12：30起安吉有熱對流產(chǎn)生，造成安吉西南山區(qū)及城區(qū)多站出現(xiàn)20 m/s以上的短時大風。13：37，在對流云團陸續(xù)發(fā)展成熟的階段，前后存在2個明顯的弓形回波，最大雷達回波反射率強度達到63.5 dBz，此時可以觀測到強回波中心的前沿有多條較弱的陣風鋒存在（圖5a），并逐漸向東移動。

0.5°仰角的雷達徑向速度產(chǎn)品顯示，2個弓形回波均伴有明顯的后側入流急流，從后部指向弓形回波突出的前部（圖5c）。2個弓形回波均在前部出現(xiàn)了地面大風，低層風速普遍較大，長興、安吉兩縣存在大片區(qū)域徑向速度達27 m/s，與地面觀測大風落區(qū)相一致，后側入流急流的動量下傳可能是此次地面大風的主要

成因[7-11]。

14：00前后，兩條陣風鋒在湖州市中心城區(qū)匯合，

強迫近地層暖濕空氣抬升，對流顯著增強（圖5b），導致湖州中心城區(qū)多站點出現(xiàn)8級陣風和短時強降水，吳興區(qū)文苑小學站、十二中站以及志和中學站都出現(xiàn)32.4 mm/h的短時暴雨。可見陣風鋒的出現(xiàn)與合并導致強烈對流，是湖州中心城區(qū)雷暴大風及短時強降水的誘發(fā)原因。

a.13：37基本反射率；b.14：07基本反射率；c.13：37雷達徑向速度；d.14：07雷達徑向速度

圖5" 2022年7月26日0.5°仰角的湖州新一代天氣雷達產(chǎn)品圖

4 結束語

此次過程發(fā)生在中高緯地區(qū)呈兩高一低的“倒Ω”型天氣環(huán)流形勢的大背景下，高空槽后有冷空氣向南滲透，浙北地區(qū)處于副高邊緣，低層西南暖濕氣流較強，冷暖空氣交匯觸發(fā)了一次雷雨大風天氣過程。通過詳細分析，得出以下結論：

（1）前傾槽和低層切變線是主要影響系統(tǒng)。高空槽后部有干冷空氣入侵，低層西南氣流增溫增濕，共同構成了上冷下暖的不穩(wěn)定層結，為雷暴大風天氣的發(fā)生提供了有利的環(huán)境條件。

（2）全市范圍內(nèi)日最高氣溫普遍在37～39 ℃，午后增大的CAPE值為強對流觸發(fā)提供了充足的不穩(wěn)定能量。

（3）大氣處于高空輻散、低空輻合的風場配置結構，上干下濕的“喇叭口”層結和較強的垂直風切變?yōu)槔妆┐箫L的形成與維持提供了條件。

（4）在雷達徑向速度圖上，大值區(qū)與地面大風發(fā)生區(qū)域相對應；陣風鋒的出現(xiàn)與合并是湖州中心城區(qū)大風和短時強降水天氣的觸發(fā)條件，對強對流天氣的預報預警具有重要的指示性意義。

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收稿日期：2024-07-05

基金項目：2023年度浙江省氣象科技計劃項目（2023YB19）。

作者簡介：沈易安（1996—），女，浙江湖州人，助理工程師，研究方向為短期預報。