2016年7月25日遼源暴雨龍卷天氣分析

劉姝妹，王健博

摘要：本文通過對2016年7月25日發生在吉林省遼源市的暴雨、龍卷天氣過程的形成原因、過程發展演變以及雷達回波特征等進行詳細分析，發現此次暴雨過程產生于副高后部冷渦背景下，系統穩定維持，不穩定能量較大，K值較大，水汽供應充足，有利于強降水產生。強的垂直風切變和低的抬升凝結高度，都是龍卷發生的有利對流環境條件。雷達回波特征分析發現降水分為三個階段，即暖切變降水、急流降水及冷鋒降水。

關鍵詞：龍卷；暴雨；回波特征；中氣旋

中圖分類號： P458.121.2 文獻標識碼： A DOI編號： 10.14025/j.cnki.jlny.2018.20.077

2016年受超強厄爾尼諾事件影響，遼源地區呈現強降水開始早、強度大、頻率高的形勢，并且冰雹、龍卷等各類災害高發。遼源位于吉林省東南部平原和山區過渡地帶，以往吉林省的龍卷事件多發生在西部白城、四平等平原地帶，而遼源出現龍卷在近年來尚屬首次，有必要進行詳細分析，對吉林省東南部半山區的龍卷事件研究作以補充，提高本地監測預報水平。

1 災害天氣實況

2016年7月25日10時～26日10時，遼源迎來區域性暴雨、大暴雨天氣，全市平均降水量為85.6mm，16站點出現大暴雨，最大降水量出現在東遼縣云頂鎮，達到147.1mm。過程伴有雷電、短時強降水，觀測到最大小時雨強為32.7 mm。并在25日傍晚16時30分左右，在伊遼高速遼源收費站突然出現龍卷風天氣。

2 天氣背景

此次暴雨過程產生于副高后部冷渦背景下，23日貝湖西側暖高脊強烈發展，脊前西北氣流不斷引導極地冷空氣南下積聚，并形成冷渦系統，在兩側阻高的作用下，穩定維持在貝湖東側。副高西側始終有低空急流和超低空急流活動，將海上水汽向北輸送，850百帕比濕達到13g/kg。急流西側和北側存在“人字型”的冷、暖式切變線。

3 對流環境條件分析

25日08時降水發生前，700百帕以上吉林省北部存在大范圍干入侵區。上游沈陽探空圖上，整層較濕，抬升凝結高度非常低，只有60m左右。Cape達到733.6J/kg，根據對流溫度訂正后可達到1430 J/kg，K指數達37℃。垂直風切變0～6km約為15 m/s，0～1.5km約為5 m/s。到20時，0～1.5km垂直風切變約21 m/s，有利于龍卷的產生。

4 雷達回波特征分析

4.1 降水回波特征分析

根據遼源多普勒雷達監測分析，降水主要分為三個階段：第一階段暖切變降水，出現在25日上午10時～13時前后，此時地面暖鋒北端也抵達遼源。降水回波近似呈西北-東南走向的帶狀，為混合性降水回波，層狀云降水中鑲嵌著較強對流單體，最大回波強度可達53dBz。第二階段急流降水，出現在25日下午14時～20時前后，是降水的主要時段。降水回波大體上呈東北—西南走向的帶狀分布，其間分布大量對流單體，中心強度普遍超過35dBz，最大可達到55dBz左右。這些對流單體在高空氣流的引導下，依次排列經過遼源，快速向東北移動，形成列車效應，是此次大范圍暴雨、大暴雨形成的直接原因。速度場上低空急流強度很強，1.5km處（近似850百帕）風速大范圍超過20m/s，急流核風速可達到30m/s。而前一階段降水，1.5km處徑向風速在5～10m/s之間，最大達到15 m/s，說明彼時低空西南急流頭部北上剛剛到達遼源。第三階段為冷鋒降水，出現在25日夜間21時～03時，降水主體基本移出。此階段降水回波依然呈東北—西南走向，但西部邊界變清晰。速度場上零速度線彎曲，出現鋒面結構。并且回波帶在不斷東北上的同時，向東運動分量加大。25日14時～20時回波邊界向東南移動約50km，而25日20時～26日03時回波邊界移動約150km。此階段降水仍然較強，最大回波強度可達47dBz左右。此次過程，回波質心高度多在4km以下，因此以強降水為主，冰雹出現概率較低，雷電活動不強。

4.2 龍卷超級單體回波特征分析

此次龍卷出現在一只超級單體回波中，25日14時06分前后在上游遼寧鐵嶺上空發現中層速度對，呈氣旋式旋轉，但此時速度對剛剛生成，范圍和強度都較小。到14時37分，速度對強度加大，轉動速度達到12.6m/s，達到弱中氣旋標準。到15時53分，單體強烈發展成為超級單體風暴，處于西豐和遼源交界，距離雷達站約30km。核區直徑約10km，轉動速度達到22.5m/s，并持續超過兩個體掃，接近強中氣旋標準。回波呈現鉤狀，出現中高層回波懸垂和低層弱回波區，回波中心強度達到45dBz以上。16時34分，中氣旋位于雷達站偏北7 km處，正是收費站所在處。此時1.2 km高度處中氣旋旋轉速度達到35km，而最低仰角并未觀測到TVS（龍卷渦旋特征），最大風速約15m/s。而下一個體掃16時39分，最低仰角觀測到相鄰速度對，速度差可達20m/s，強回波核高度迅速下降并接地，說明龍卷風已經接地。此后單體向東北方向移動出境，到17時前后已明顯減弱。

5 結語

本文通過對2016年7月25日發生在吉林遼源的暴雨、龍卷天氣過程的形成原因、過程發展演變以及雷達回波特征進行分析，得到以下結論：

此次暴雨過程產生于副高后部冷渦背景下，系統穩定維持，導致降水持續時間較長，有利于強降水產生。

此次過程不穩定能量較大，水汽供應充足，K值較大，有利于短時強降水的產生。而強垂直風切變和低的抬升凝結高度，是龍卷發生的有利對流環境條件。

雷達回波特征分析發現，降水分三個階段：一是暖切變降水，降水回波近似呈西北—東南走向的帶狀；二是急流降水，是降水的主要時段。回波大體上呈東北—西南走向的帶狀分布，其間分布大量較強對流單體，形成列車效應，是此次大范圍暴雨、大暴雨形成的直接原因；三是冷鋒降水，此階段回波西部邊界變清晰，速度場上零速度線彎曲，出現鋒面結構，回波帶向東運動分量加大。

作者簡介：劉姝妹，本科學歷，工程師，研究方向：短期天氣預報分析。