2017年6月1日南京地區一次雷雨大風天氣過程分析

陶星 孫文婷

摘要：強對流天氣由于其突發性和短時強風、強降水、強雷電等伴隨現象，常常給人民群眾的生產生活帶來猝不及防的嚴重影響。本文采用常規天氣圖、探空數據、多普勒天氣雷達資料、數值預報產品等資料，對南京一次初夏突發的雷雨大風天氣過程進行捕捉、分析，希望能對后續的強對流天氣預報預警服務有所幫助和指導。

關鍵詞：雷雨大風；多普勒雷達；邊界層輻合線；探空分析

2017年6月1日晚，南京南部地區出現了一次雷雨大風天氣，這次天氣發生突然，來勢兇猛，過程中南京溧水站測得每秒21.8米的瞬時強風，并造成溧水區部分春季種植的行道樹被吹倒，以及工程圍擋被強風破壞的情況，造成了一定的損失；同時該過程發生期間正處于南京祿口國際機場晚間航班進港高峰期，也給民航運輸帶來了比較顯著的影響，地面強風導致的風切變，造成部分航班復飛或備降。這次雷暴大風，是一次較為經典的初夏強對流天氣過程，仔細分析這次過程，有助于氣象從業者更加理性地認識強對流天氣的發生要素，有助于深入理解不同層結條件下強對流天氣的特點，從而能夠更好地為經濟建設、社會發展和人民群眾的生產生活做好氣象服務。

一、天氣形式背景

08時，500hpa高空圖上，南京地區位于槽后高壓脊前部，槽底已經抵達海上，長江中游則有斷裂的橫槽維持，至20時該橫槽仍在維持，大致位于湖北西北部至浙江中部一線；08時的700hpa形勢圖上，南京站位于一個冷式切變線前，湖南地區還有低渦活動，而到了20時，該低渦切變已經顯著南壓到湖南中部到浙江中南部一帶；而在850hpa的形勢圖上，匹配的低渦切變線在08時即在南京以南，20時更是南壓到了武夷山地區；而在地面圖上，主要的輻合則維持在長江下游，14時甚至有低值中心為999.3hpa的閉合等壓線形成。由上述分析可見，當天的天氣形勢，高中低層的槽線有明顯的前傾傾向，前傾槽意味著高層冷空氣移動速度快于底層，在高層冷空氣已經抵達的情況下，地面仍為暖的低值中心控制，上下層的溫度差拉大，氣溫的垂直遞減率加大，無疑為對流天氣的產生創造了良好的環境條件。

二、對流條件分析

上圖為2017年6月1日08時南京站（58238）的溫度對數壓力圖，從圖中可以分析出以下幾個特征：

（1）當日底層水汽條件較為豐富：由圖可見，在地面至700hpa區間內，當時的溫度露點差都比較小，底層相對深厚的濕層為對流天氣的發生提供了良好的水汽條件；相應地，抬升凝結高度LCL和自由對流高度LFC都比較低，不需要太強烈的觸發，便能引發對流活動的發展。

（2）中層干冷侵入的層結條件：500hpa有干冷空氣侵入，氣溫達到9℃，對應1000hpa處25℃左右的氣溫，高低層溫差達34℃，氣溫的垂直遞減率較大，而且上圖為早間08時的探空數據，中午隨著地面氣溫的升高，高低層間的溫差還會繼續加大，顯然滿足了對流發生的層結條件；另外，根據過去的研究，中層干冷侵入的層結條件，有利于雷暴大風天氣的發生，這是因為，對流活動發展起來后，在中層與干冷空氣混合，降水粒子會有顯著的蒸發過程，而蒸發過程會吸收周圍空氣中的熱量，導致環境空氣變冷變重，從而產生明顯的下沉運動，這個下沉運動落到地面，就會形成地面的短時輻散式強風天氣。

（3）較大的CAPE對流有效位能，底層較小的抑制能量：底層抑制能量的存在，對于強對流天氣的發生有重要的作用。一方面，在抑制能量的壓制下，弱對流活動無法發展，為強對流天氣的發展蓄積了不穩定能量；另一方面，由于抑制能量較弱，強對流天氣一旦發展并沖破抑制后，之前蓄積的不穩定能量就可以充分快速的釋放出來。

基于上述認識，我們又獲得了EC細網格預報6月1日20時的對流有效位能分布，可見安徽中部至江蘇長江以南地區為高CAPE值區，南京南部地區則有高值中心，中心附近的對流有效位能大道1800J/kg以上，而根據經驗性的地面強風估算公式w=sqrt（CAPE/2）以這個能量估算的地面大風風速可達30m/s，而實況溧水站實測最大風速達到了21.8 m/s，并不排除局部出現接近30 m/s風速的可能。

三、觸發因素

眾所周知，邊界層輻合線是雷暴發生的重要觸發因素，為了探究此次強對流天氣的觸發因素，我們獲取了泰州、常州以及南京機場三個站點的雷達回波資料，企圖從中找出觸發此次對流活動的邊界層條件。

上圖為6月1日14時，泰州站的雷達探測圖，圖中可見，在泰州東北側有一條細長的弱回波線，而在速度圖上，則對應有相對的較大風速區（淺綠色），我們判定該細長的弱線狀回波，是由于風速輻合導致積云堆積的結果，來源可能是小股補充南下的東路冷空氣，也可能是所謂的海風鋒。

17時02分，之前的弱的輻合線還維持并推移到了揚州至江陰一帶，同時在輻合線的附近開始出現對流活動；至19時，對流明顯加強并抵達常州，近地面開始出現大風速區。

20時10分，對流單體繼續加強并抵達溧水，前沿已經出現了陣風鋒，速度圖上出現近地面大風。

20時50分，地面大風繼續，并出現了速度模糊，極大風速超過20m/s。

根據上述多部雷達的連續監視，我們認為，本次對流天氣的觸發因素，主要是蘇北沿海的風速輻合，自東北向西南移動，抵達沿江蘇南高CAPE區域時觸發對流活動，對流觸發后，其前沿的出流氣流又形成新的邊界層輻合線，繼續觸發后續的對流活動，形成了對流活動自東北向西南的傳播模式。

四、小結

本次過程，是典型的初夏高層冷渦匹配底層邊界層輻合線產生的雷雨大風天氣，但是移動及傳播方向與西風帶常見的從西向東不同，因而特別容易被忽視。傳統的探空分析，配合數值預報產品的釋用，以及對邊界層輻合線的監測，有助于預報員更好地把握對流天氣發生的背景條件；而更加精細的短時臨近服務，則要依靠值班人員對多普勒天氣雷達資料的實時關注和充分理解，這也是廣大氣象預報人員需要繼續深入學習和研究的方向。