臨夏地區(qū)一次雷暴大風等強對流天氣分析

馬麗婷+劉輝

摘要 受西南暖濕氣流和北方弱冷空氣共同影響，2016年6月27日午后開始臨夏州范圍內(nèi)出現(xiàn)強對流天氣。15：34永靖西部出現(xiàn)較強回波，16：38永靖出現(xiàn)雷暴，16：50永靖縣陳井鄉(xiāng)出現(xiàn)冰雹，回波強度達到45 dBZ，17：03永靖出現(xiàn)15.8 m/s的大風。17：20臨夏市出現(xiàn)雷暴，并出現(xiàn)14.7 m/s的大風，東鄉(xiāng)出現(xiàn)18.5 m/s的大風，17：25臨夏市瞬時風速最大達27.2 m/s，為有觀測資料（1943年建立觀測站）以來最大值。17：58廣河出現(xiàn)雷暴，18：01康樂出現(xiàn)23.6 m/s的大風，18：26康樂出現(xiàn)雷暴。17：55和政縣出現(xiàn)18.4 m/s的大風并出現(xiàn)雷暴。18：48積石山居集、18：49臨夏縣掌子溝、19：19康樂縣巴松分別出現(xiàn)了冰雹。此次強對流天氣對臨夏州部分縣市農(nóng)作物、大棚等經(jīng)濟作物造成了嚴重的損失。

關(guān)鍵詞 強對流；雷暴；大風；冰雹；天氣形勢特點；物理量特征；甘肅臨夏

中圖分類號 P446 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2016）20-0169-03

Analysis on a Thunderstorm Winds Strong Convective Weather in Linxia Region

MA Li-ting LIU Hui

（Linxia Hui Autonomous Prefecture Meteorological Bureau of Gansu Province，Linxia Gansu 731100）

Abstract Affected by the southwest warm moist air flows and north weak cold air，there had been strong convective weather in June 27，2016 afternoon in the Linxia range. 15：34 the west of Yongjing County appeared strong radar echo，16：38 Yongjing County appeared thunderstorm，16：50 Chenjing Town of Yongjing County appeared hail，the echo intensity increased to 45 dBZ，and 17：03 appeared 15.8 m/s wind.17：20 Linxia City appeared thunderstorm，and appeared 14.7 m/s wind，Dongxiang County appeared 18.5 m/s wind，17：25 the maximum instantaneous wind speed increased to 27.2 m/s in Linxia City，as the maximum in observations（since the meteorological observation station was been established in 1943）.Then Guanghe，Kangle and Hezheng appeared thunderstorm and strong wind. Later Juji Township in Jishishan County，Zhangzigou Township in Linxia County，and Basong Township in Kangle County appeared hail. This strong convective weather caused serious losses on crops，greenhouses and other crops in some counties of Linxia.

Key words strong convection；thunderstorm；strong winds；hail；weather situation characteristic；physical characteristics；Linxia Gansu

1 天氣形勢分析

1.1 高空形勢特征

在這次強空氣南下之前，歐亞上空為兩脊一槽形勢，2016年6月26日20：00 500 hPa圖上，在貝加爾湖南部至甘肅與新疆交界一線有下滑槽，溫度槽落后于氣壓槽，槽前呈輻散狀，在烏拉爾山東部是暖高脊，由于暖脊、冷槽與高度脊、槽相對應(yīng)，脊、槽都將發(fā)展加強。

6月27日8：00 500 hPa高空圖上，低槽東移南壓至呼和浩特、榆林和固原一線，槽后的高壓脊因暖平流不強，繼續(xù)在新疆北部維持，槽后的西北氣流略有加強，但溫度槽與高空槽交角略有減小，冷平流略有減弱。另外，在200 hPa高空圖上，拉薩及四川東南部有一高壓維持，500 hPa高空圖上西藏東部與四川大部為副高邊緣的波動氣流中，在青海東南至西藏東部有一冷濕切變，該區(qū)域濕度也較大（70%以上），在700 hPa高空，高原邊坡地帶有一暖濕切變，且濕度較大（4 g/kg）。自200～700 hPa高空圖上，在甘肅中部均有一條大風速帶，位置重疊，地面圖上山丹、永昌、烏鞘嶺至民和為偏西北風，14：00甘肅中部至臨夏州地區(qū)為偏北風或偏東北風，烏鞘嶺一帶為一致的偏東北風，風速較強，且在烏鞘嶺已有陣雨開始，表明強冷空氣已侵入臨夏州范圍。17：00偏北風到達合作一線，且風速加強，在青海民和、同仁一線偏南或西南風，與東北風形成地面輻合線[1-3]。

至20：00，500 hPa高空圖上，低槽略有東移動，甘肅中部的大風速略帶向南壓，斜率增大，最大風速26 m/s，等溫線與等高線幾乎平行，冷平流減弱，青海東南部的切變東移至隴南一帶，在高原邊坡地帶有一濕度較大區(qū)域，在700 hPa高空，臨夏州北部有冷濕切變，南部暖濕切變，且濕區(qū)向北擴展。在隴東南一線500 hPa有溫度槽，700 hPa有較強的溫度脊，且在臨夏州偏東南部為700 hPa和500 hPa的溫度差≥20 ℃的區(qū)域。自200～700 hPa的甘肅中部的大風速帶向南壓，斜率增大，風速均有加強。對應(yīng)地面圖上，甘肅大部為西北風，地面輻合線也向東南移動（圖1、2）。

1.2 地面形勢特征

6月27日17：00地面圖上冷空氣的前鋒已到達民和、蘭州一線，且在該區(qū)域等壓線較為密集，冷中心為1 006.8 hPa，最大3 h變壓在皋蘭，為2.0 hPa。20：00冷空氣到達天水、寶雞一線，冷中心在漳縣，為1 011.4 hPa，最大3 h變壓在隴西，為3.9 hPa。至23：00，3 h正變壓中心在武都、康縣一帶，即將移出甘肅[4-7]。

2 物理量場分析

2.1 水汽條件

由相對濕度的垂直剖面圖（圖3a）可以看出，27日14：00—19：00 500 hPa臨夏州的相對濕度為60%左右，相比于700 hPa較濕。由比濕場分析，27日8：00—20：00臨夏州上空700 hPa為6～7 g/kg，相對較干。

水汽通量是單位時間內(nèi)流經(jīng)某一單位面積的水汽質(zhì)量（單位：g/s）；水汽通量散度表示輸送來的水汽集中程度的物理量[單位：g/（s·cm2·hPa）]。由水汽通量散度的垂直剖面圖（圖3b）上可以看到，14：00—18：00臨夏州上空有一中心在500 hPa，數(shù)值為-8 kg/（hPa·m2·s）的負散度區(qū)域，而在700～850 hPa有一中心數(shù)值為7 kg/（hPa·m2·s）的正散度區(qū)域，表明在14：00—18：00臨夏州上空的水汽是上層輻合、下層輻散的，水汽自上向下輸送，下沉運動強烈。

從濕度和水汽通量散度的分析看出，臨夏地區(qū)從低到高的水汽較為充沛，但水汽輻合強烈，為臨夏州地區(qū)發(fā)生雷雨大風等強對流天氣提供了較好的水汽條件，但不利于較大降水的發(fā)生。

2.2 不穩(wěn)定條件

K指數(shù)和沙氏指數(shù)SI反映了大氣層結(jié)的穩(wěn)定情況，是判斷對流性天氣穩(wěn)定度的重要指標。K指數(shù)雖是一個經(jīng)驗指標，但它是一個能同時反映干空氣穩(wěn)定度、濕度狀況的綜合指標，若與輻合區(qū)相配合將會增強雷雨天氣。沙氏指數(shù)也是判斷對流性天氣穩(wěn)定度的重要指標。經(jīng)驗表明，K>24 ℃，SI<0 ℃時產(chǎn)生對流性天氣的可能性非常大。對流有效位能CAPE表示的是環(huán)境大氣所內(nèi)含的不穩(wěn)定能量情況，CAPE越大，表明為強對流天氣發(fā)生儲存了越多的不穩(wěn)定能量（圖4）。

由K指數(shù)場可以看到，14：00—20：00臨夏州上空的K指數(shù)為25～32 ℃，表明層結(jié)非常不穩(wěn)定。

由沙氏指數(shù)場可以看出，臨夏州中南部20：00的LI<0 ℃，表明該區(qū)域大氣層結(jié)不穩(wěn)定。

臨夏州上空的對流有效位能100 J/kg≤CAPE<200 J/kg，其值雖不是很大，但符合高原邊坡發(fā)生冰雹的物理量指標。

同時，在中尺度分析圖上看到，臨夏州中南部的700 hPa和500 hPa的溫差大于20 ℃，表明上冷下暖，大氣層結(jié)相當不穩(wěn)定。

2.3 抬升條件

從散度的垂直剖面圖（圖5a）上看出，27日8：00—14：00，臨夏州上空的散度高層為正，低層為負值，表明高層輻散，低層輻合，空氣為自下向上的上升運動；14：00—20：00，臨夏州上空的散度高層為負，低層為正，表明高層輻合，低層輻散，空氣為自上向下的下沉運動。

由渦度的垂直剖面圖上（圖5b）看出，27日14：00—20：00，150～430 hPa為正渦度，430～850 hPa為負渦度，表明高層為氣旋式旋轉(zhuǎn)，有利于輻合上升運動，低層為反氣旋式旋轉(zhuǎn)，有利于輻散下沉運動，高層輻合低層輻散，空氣是自上向下流動，做下沉運動。

通過分析散度和渦度的分布特征，可以看到，在27日8：00—14：00期間，臨夏州地區(qū)的整層空氣為一致的上升運動，為午后的對流天氣發(fā)生發(fā)展提供了充足的能量及水汽輸送，而在14：00之后，整層空氣轉(zhuǎn)為下沉運動為主，表明此時段大量的能量和水汽涌向近地層，是強對流天氣發(fā)生的主要時段。

通過對27日14：00—20：00 400～700 hPa的假相當位溫場的（圖6）分析可看到，在高原邊坡地帶，有非常密集的位溫線，表明此處的位溫梯度非常強，有能量鋒存在，此地帶高溫高濕，且為強對流天氣發(fā)生提供了極強的觸發(fā)條件。

2.4 垂直風切變條件

27日20：00，在200、500、700 hPa高空圖上，自甘肅中部的酒泉、張掖、武威至環(huán)縣、華池均有一條西北—東南走向的大風速帶，且200 hPa的最大風速為58 m/s，500 hPa的最大風速為26 m/s，700 hPa的最大風速為14 m/s，高空風動量下傳導(dǎo)致近地層風速加大，有利于強對流天氣的發(fā)生。

2.5 探空資料分析

分析27日8：00甘肅河西張掖的探空站資料（圖7）可知，從大氣頂層到低層均為一直的西北風或偏西風，表明北方的冷空氣已侵入河西一帶。從14：00青海都蘭的探空站資料分析得出，在高原上已有對流發(fā)生的不穩(wěn)定能量在積聚，高層到中低層的風向也為一致的偏西北風，而且風速偏大，僅在近地層風向轉(zhuǎn)為東南風，呈氣旋式旋轉(zhuǎn)，近地層空氣輻合上升，繼續(xù)為強對流天氣的發(fā)生積蓄能量。同時可分析得知，中低層濕度較高，0 ℃層位于650 hPa左右，-20 ℃層位于400 hPa，近地層至中層濕度較高，主要濕層集中在500～600 hPa。

由20：00西寧探空站的資料分析，風速由高到低持續(xù)增大，且中高層為一致的偏西北風，低層風向仍為氣旋式旋轉(zhuǎn)，不穩(wěn)定能量也較都蘭站增強；同時，0 ℃層在600 hPa左右。

0 ℃層在600 hPa左右，同時20 ℃層在400 hPa左右，此（下轉(zhuǎn)第173頁）

（上接第171頁）

種條件下，即保證云體可以發(fā)展得很高，有利于冰雹生成，同時當雹塊長大后下落時也不至于因暖層較厚而被融化成雨滴，因此在強對流天氣過程中，對0 ℃層及20 ℃層高度的判斷，是判定是否有冰雹的一個重要指標。

3 結(jié)語

此次雷暴大風及冰雹的強對流天氣過程為高空冷渦型，高空500 hPa有閉合的低壓中心，并配合有冷溫度槽和冷中心，高空冷渦是深厚的輻合系統(tǒng)、強的正渦度中心，有利于低層暖濕空氣抬升，并且移動速度較慢，有利于前期不穩(wěn)定能量的積聚；物理量和探空表明，K指數(shù)、沙氏指數(shù)對雷雨天氣的指示意義較強，同時假相當位溫表明高能高濕的區(qū)域位置較為準確，及其所指示的能量鋒也對其強對流天氣發(fā)生的區(qū)域有很大的指示意義。而較強CAPE和0 ℃層及20 ℃層溫度高度對冰雹預(yù)報有較強的指示意義。

從天氣形勢場的分析可以看出，在高層到低層，當同一位置均有急流軸存在時，動量下傳，導(dǎo)致此處發(fā)生強對流天氣的可能性非常大。同時，當在地面圖上烏鞘嶺一帶風向轉(zhuǎn)為一致的偏北風時，指示著冷空氣將迅速進入臨夏州地區(qū)。在前期一直處于高能高濕的天氣條件下，冷空氣強烈侵入，有利于發(fā)生雷雨、大風及冰雹等強對流天氣。

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