湖州市“4·2”大風天氣過程成因分析

魏麗華 李艷芳

(1.長興縣氣象臺，浙江長興313100;2.湖州市氣象臺，浙江 湖州313000)

0 引言

2012年4月2日20時至3日05時江蘇大部、安徽南部、浙江杭嘉湖地區及沿海一帶出現8～11級偏北大風。湖州市絕大部分地區陣風達8級以上，太湖湖面及沿岸陣風達9～10級，德清西部及安吉南部山區陣風達10級以上，最大出現在安吉天荒坪11級(30.8 m/s)。此次大風影響范圍廣，影響時間長，影響程度重，給眾多行業造成嚴重的經濟損失和人員傷亡。本文利用常規的觀測資料、物理量場及雷達回波資料分析了造成湖州市“4·2”大風的天氣形勢、雷達回波特征等，為突發性大風的短臨預警預報提供參考。坪11 級(30.8 m/s)。

圖1 4月2日20時到3日08時華東地區極大風速分布圖

1 過程概述

大風從2日下午起自北向南影響江蘇大部、安徽南部，20時至3日早晨影響浙江。20:30開始影響湖州市，從圖1可以看到，2日夜間的大風遍及安徽南部、江蘇的東南部和浙江杭嘉湖地區以及東部沿海一帶，所以大風范圍廣、影響大。強對流回波過境后風力雖然減弱了，但由于冷空氣的持續南下，3日凌晨2—5時以前湖州市仍然持續著5～6級的風力，陣風7級的大風。圖2顯示，從2日20時到3日08時，湖州市絕大部分地區陣風達8級以上，太湖湖面及沿岸陣風達9～10級，德清西部及安吉南部山區陣風達10級以上，最大出現在安吉天荒

圖2 4月2日20時到3日08時湖州極大風速分布圖

2 天氣形勢分析

從4月2日08時500 hPa形勢圖可以看到山東半島經江蘇沿海到安徽南部至湖南一帶有一淺槽，說明已有冷空氣南下，120°E以西已建立一支西北偏西氣流(圖略)，而700 hPa的槽要落后于500 hPa的槽，850 hPa低渦位置與700 hPa的槽接近，這種前傾槽結構有利于強對流的發生發展［1］。而此時中高緯500 hPa有一橫槽存在，08時橫槽在錫林浩特、太原、蘭州一線，到20時橫槽已經逐漸轉豎并南移到北京、鄭州、武漢一線，槽前有支≥26 m/s的西南風，而槽后有支24～36 m/s的西北氣流(圖3);2日20時700 hPa低槽快速東移到渤海灣、濟南、武漢一線，并且風向風速切變加大;同樣850 hPa低渦東移到渤海灣，槽前西南風與槽后西北風切變和風速切變大，槽前贛州、衢州、杭州有支16 m/s的西南風，槽后阜陽、武漢為20 m/s的西北風，對流性不穩定明顯。

圖3 4月2日20時500 hPa天氣形勢圖

分析地面天氣圖的演變過程發現(圖略)，4月2日08時在貝加爾湖西南方向(100°E，50°N)附近有一個強大的冷高壓，中心氣壓高達1040 hPa。地面冷鋒呈東北—西南向，地面形成西高東低形勢。隨著冷空氣的東移，2日14時，鋒面南壓至山東半島到漢中一線，20時鋒區已經到達安徽和江蘇中南部一帶，冷鋒呈南—北走向影響長三角地區，到2日23時到3日05時從東到西有5根等壓線穿過該區，氣壓梯度加大，自西向東，從北向南出現大風天氣。到3日08時，冷鋒基本移出我國到達東部海面，地面氣壓梯度減小風力逐漸減弱。

3 物理量場診斷分析

3.1 熱力條件分析

2日08時河套地區有明顯的冷平流存在，蘭州附近700 hPa總溫度平流值達 －50×10－4℃ /s，850 hPa 總溫度平流值也達 － 30 ×10－4℃/s，而在長三角地區卻有明顯的暖平流存在，中低層850 hPa在山東半島到江蘇、安徽及浙江省總溫度平流達20×10－4℃/s以上，中心值在青島以東達50×10－4℃/s，長江中下游地區925 hPa溫度脊位于江漢平原至安徽中部，850 hPa溫度脊位于江西中部至浙江中部地區，14時地面3 h變壓場上，華東倒槽附近出現負－4 hPa的負變壓區(圖略)，西南風不斷加大，造成北冷南暖，上冷下暖的溫度結構;到2日20時大風發生時(圖4a)高空500 hPa冷平流向下擴散，在 700 hPa浙江省已出現了 －10×10－4℃/s左右的冷平流，中低層由原來暖平流逐漸轉為冷平流，在河南省內有－50×10－4℃/s平流中心，而湖州市此時處在冷暖平流的交匯處，中低層溫度暖脊隨著冷空氣推進向東移動到東海海面至浙北一帶，925～700 hPa華東區溫度暖脊的強烈發展北頂也為江淮氣旋的爆發性發展提供了有利條件。此時925 hPa和850 hPa冷溫槽南端已深入到安徽南部，500 hPa冷溫槽位置超前于700 hPa冷溫槽，前傾槽結構和冷槽經向度之深，表明冷空氣勢力強勁，有利于強對流系統的發生［2－4］。此時低層冷空氣已開始滲透，且勢力在逐漸加強，安徽南部至浙江北部地區低層冷暖空氣強烈交匯，南北風對吹，產生了明顯的溫度鋒生。

20時地面3 h變壓場上(圖4b)，安徽南部正變壓已達到9.7hPa，處在變壓梯度最大的地方。江淮氣旋中心此時東移至黃海海面上，水汽供應充足，高空還有暖溫度脊配合，加上海溫較高，對大氣有非絕熱加熱作用，使上升運動加強，從而使氣旋中心移到海上后強度變得更強［4］。華東地區19—21時出現不同程度的鋒面增溫，促進了江淮氣旋的進一步發展。江淮氣旋東移過程中不斷減壓與冷空氣南下過程不斷增壓，形成西高東低的形勢，兩者梯度在江浙一帶疊加成密集的溫度鋒區，110°E～120°E經距內出現10條等壓線，大的氣壓梯度形成了大風的基礎［5］。

圖4 a 4月2日20時700hPa總溫度平流場

圖4 b 4月2日20時地面3 h變壓場

圖5 4月2日20時杭州站T-Inp圖

從20時杭州站T-lnp圖(圖5)也可看出，在700～400 hPa之間，溫度與露點線之間呈現出“喇叭口”狀，此結構有利于大風的出現。中層干冷空氣強盛，低層濕度條件配合的不好，低層風向呈現出明顯的風切變，由西南風轉為西北風，且700 hPa上已經達到20 m/s，表明中高層有強能量鋒區;同時2日20時浙北地區的K指數從08時的12℃上升為30℃左右，強對流發生的條件逐漸增大，低層增溫增濕明顯，具備了“上干冷下暖濕”的條件，非常有利強對流天氣的發生［2］。

3.2 動力層結分析

圖6 a 4月2日08時500 hPa垂直速度場

圖6 b 4月2日20時500 hPa垂直速度場

2日08時從黃河中下游到長江以北500～700 hPa上空有一明顯的垂直上升運動區，長江以南是一下沉運動區(圖略)，到2日20時，500～700 hPa上升運動區東移到117°E～115°E 以東(如圖6a，6b)，與08時相比整個垂直環流正好相反，即表明大氣質量的快速調整。在西北側有上升運動和下沉運動的垂直環流存在，當它們隨天氣系統影響時，由上升馬上轉為下沉運動，正是大氣通過這種質量的快速調整，使風速猛增，低層暖空氣迅速被冷空氣代替。由此可見，動量下傳是通過高空干冷空氣南壓下沉來實現的［3］。這些條件都有利于上下層之間的能量交換，把高層具有較大動量的空氣下傳到低層，使低層風速增大。

4 多普勒雷達回波特征

據常州多普勒雷達探測資料顯示，19:30常州至南京南部出現NE—SW向帶狀回波，20時(圖7a)左右江蘇安徽之間形成一條密實的線性回波帶，長約300 km，寬約20 km，北段(興化)和南段(南京)有強回波中心達55 dBz，具有明顯的颮線特征。颮線回波在移動過程中有所加強，其南端不斷有新的對流單體生成，整個颮線云系均處在一個輻合流場中(圖7b)。

圖7 a 4月2日20時常州多普勒雷達反射率因子場

回波帶在20:30開始進入湖州市境內，湖州市北部處于一個輻合帶中，出現了雷暴、大風和10 mm以上的降水;而在颮線南端西北面有新的對流單體生成，這是冷鋒南下時在暖區產生的強對流回波，其風速達27 m/s，在向東移動過程中不斷增強，并與颮線回波南端合并(圖8a、8b、8c)，形成一條西北—東南向的強回波帶，強度在45 dBz以上，中心最強達55 dBz，自西北向東南掃過湖州市長興全境。

從速度圖(圖9a、9b、9c)上可以看出，這條回波帶是一個氣旋式輻合流場的結構，而且在回波進入長興地區后，在長興南部有一個輻合式的中氣旋存在，在21:26的基本速度圖上十分明顯(圖9c)，這就導致了長興和平地區出現了局地10級的大風。在常州多普勒雷達的基本速度圖上，可以測算得出和平處于的徑向風約24～27 m/s的大風區域內。

圖8 4月2日21:00—21:26常州多普勒雷達反射率因子場

圖9 4月2日21:00—21:26常州多普勒雷達基本速度圖

5 結語

1)2012年4月2日強風過程是在低層冷鋒和高層橫槽轉豎影響下產生的，是由冷鋒觸發的暖區強雷暴帶和鋒后梯度風產生的冷空氣大風混合在一起的持續大風天氣過程。

2)由于冷空氣勢力強，濕度小，下暖上冷的不穩定層結導致了強對流大風，同時持續的動量下傳使得本次大風過程持續時間長，造成的危害大。

［1］ 陳云輝，蔡菁，馬中元，等.江西兩次不同季節強颮線天氣過程對比分析［J］.氣象水文海洋儀器，2011，28(2):43－50.

［2］ 盛春巖，楊曉霞.“09.4.15”渤海和山東強風過程的動力學診斷分析［J］.氣象2012，38(3):266－273.

［3］ 許愛華，張瑛，劉獻耀.江西“暖區”強對流天氣的熱力和動力條件診斷分析［J］.氣象，2001，27(5):30 －34.

［4］ 項素清.“2008.4.9”江淮氣旋后部大風過程診斷分析［J］.海洋預報，2009，26(4):3 －43.

［5］ 馬中元，張瑛，馬曉琳，等.江西對流風暴觸發系統與形成機制探討［J］.自然災害學報，2010，19(3):19－26.