SWIFT平臺監(jiān)測的一次大風天氣初探

普布桑姆 陳宮燕 德吉白瑪

（西藏自治區(qū)林芝市氣象局，西藏 林芝 860000）

林芝地處西藏高原東南部，屬高原溫帶半濕潤季風氣候區(qū)，受印度洋暖濕氣流的影響，水汽充沛，屬于西藏降水較多的地區(qū)，因此預報員側重于降水天氣預報，由于地形地貌緣故，大風天氣多位于西部，巴宜區(qū)出現(xiàn)大風天氣次數(shù)較少，因此對于大風、冰雹等強對流天氣的分析相對較少。近年來，隨著氣候變暖趨勢加劇，大風、冰雹、短時強降水等極端天氣頻發(fā)，短時強對流天氣更容易造成直接的人民生命和財產損失，尤其是近幾年，農牧民由于大風天氣導致的溫室大棚或房屋倒塌的事件也越來越多，預報員也進一步認識到，準確預報大風天氣并預警可以很大程度的挽救和減少廣大人民群眾經濟財產損失。

1 大風實況

2018年3月23日15時至16時，巴宜區(qū)出現(xiàn)大風、冰雹等短時強對流性天氣，15點56分瞬時風速達到21.5m/s(9級)，16點05分開始下霰，伴有雷，16點10分轉為冰雹，16點20分減弱。此次強對流天氣歷時短、強度強，屬為罕見。

2017年4月，林芝短臨預報平臺“SWIFT”正式投入業(yè)務使用，一直用于汛期短時強對流天氣的監(jiān)測與預警。2018年3月23日15時30分通過該平臺監(jiān)測到強對流云團（圖1），并迅速向東南方向移動，速度從-12.8m/s迅速增長到-23.2m/s，且范圍擴大，持續(xù)到16時15分減弱至-14.62m/s，在此次短時強對流過程中，SWIFT平臺對于跟蹤捕捉強對流云團的移動和發(fā)展，起到了一定的指示意義，為今后類似強對流天氣過程預報提供一些預報依據(jù)。

圖1 3月23日15時54分雷達疊加地面要素場

2 環(huán)流形勢和環(huán)流條件

2.1 環(huán)流形勢分析

2.1.1 500形勢分析。從500HPA環(huán)流形式看，2018年3月22日20時(圖略)，整個環(huán)流呈兩槽一脊型。林芝市處在弱的槽前脊后的位置，西南風轉西風，23日08時（圖2）轉為西北風，林芝市中西部位于槽后，受西北氣流控制，青藏高原南部為西風控制，且風速較大，水汽來源被切斷。強不穩(wěn)定層結構建為西北氣流型1[1]，對流層中高層有強降溫（圖2），低層有弱增溫（圖略）。

圖2 3月23日08時500hPa形勢場、變溫場

2.1.2 中分析。從中分析（圖3）上看，200hPa急流位于林芝市上空，速度達到40m/s以上，500hPa槽后西北氣流明顯，南部中空急流阻斷水汽向北輸送，700hPa南部的西南低空急流位于高空急流右側，地面上輻合線的后側有明顯的干侵入線，且降壓非常明顯，從地面到高空，整體形勢非常有利于強對流天氣的觸發(fā)，而邊界層輻合線和干線是觸發(fā)系統(tǒng)。

圖3 2018年3月23日08時中分析

2.1.3 地面分析。從地面三線圖(圖4)來看，23日14時溫度較前一日有所上升，隨后開始下降，露點溫度從22日開始呈上升趨勢，23日14時之后一路攀升，溫度露點差減小，低層有增濕效應明顯。從地面要素剖面圖看，14時之后，地面出現(xiàn)熱低壓，熱低壓發(fā)展使得氣壓梯度力增大，進而引起地面風速加大，造成地面大風。

圖4 3月21日至24日地面三線圖及地面要素剖面圖

2.2 環(huán)境條件

大風產生的原因與強降水不同，因此分析物理量的著眼點主要放在層結不穩(wěn)定的產生[2]上。

圖5 探空曲線訂正及數(shù)據(jù)對比圖

表1 探空數(shù)據(jù)對比表

2.2.1 不穩(wěn)定條件。從探空曲線圖（圖5）上看，22日08時高空中層較濕，到23日08時，高空中層明顯變干，中下層較濕，符合底層濕潤，中層干冷的配置（即“上干下濕溫度層結”[2]），濕度層結也是環(huán)境熱力的重要表征之一[2]，更有利于不穩(wěn)定能量的結構觸發(fā)，從訂正后的探空曲線圖上可以看到，高空有明顯的“喇叭口”形狀，對流層中下層環(huán)境溫度遞減率較大，近地層變干，說明中空的干冷空氣逐漸向地面侵入[3]。

3 雷達回波演變特征分析

3.1 強度、速度場分析

2018年3月23日15時25分，在林芝市巴宜區(qū)的西北方向有云團發(fā)展，15時30分迅速加強成一對流單體，中心強度達40dBz，速度場上以負速度為主，36分范圍進一步擴大并向東南方向移動，中心強度仍維持40dBz，反射率梯度較大，從其速度場上看，負速度進一步加強，開始出現(xiàn)-18.57m/s的大風速區(qū)。15時42分對流回波的中心強度開始減弱至31.5 dBz，而速度場上強負速度區(qū)域進一步擴大，最大風速達-21.06m/s，隨后強度中心逐漸減弱，風速強中心不斷加大并向東南方向移動，53分風速達到-23.4m/s，且墻中心不斷向巴宜區(qū)靠近，58分-23.4m/s的強中心正好位于巴宜區(qū)上空，與實況非常吻合。大風速區(qū)維持到16∶10分開始減弱，15分減弱至14.62m/s，大風天氣結束。

圖6 2018年3月23日15時30分、36分強度場及15時42分、53分、58分、16時15分（1.5°仰角）速度場演變特征

3.2 回波垂直結構

從2018年3月23日15時30分的反射率因子剖面圖看，回波呈鉤狀，有入流缺口[4]，回波高度在7公里左右，35dBz強回波伸展至4公里高度，強回波中心為40dBz，到36分強反射率因子核心迅速下降至1公里左右；從15時36分的徑向速度剖面圖上可以看到明顯的中層徑向輻合[5]。

圖7 2018年3月23日15時30分、36分反射率因子、徑向速度剖面圖

3.3 風廓線分析

從風廓線圖像可以看出，低層風速較大，中間風場較亂，大風開始前2.4公里以下均為北風控制，15時53分開始在2.1-2.4公里高度上出現(xiàn)風切變，15時58分出現(xiàn)大風，低層0.6-1.5公里風速達22m/s左右，與實況吻合。

此次大風天氣，速度場上一直以向著雷達方向前進的負速度為主力，且層次較低，前進速度也很快，負速度區(qū)的風速大小、范圍及前進方向都與地面實況有很好的對應關系[6]；從其反射率因子、徑向速度剖面圖上有明顯的入流缺口，高反射率因子核心不斷下降，中層徑向輻合等大風發(fā)生前的先兆特征[7]，而大風開始前在風廓線上也有明顯的特征，這些對以后預報這類短時強對流天氣有很好的指示意義。

4 結論

本文綜合使用林芝短臨預報平臺“SWIFT”多種觀測資料對2018年3月23日巴宜大風天氣的實況特征、環(huán)流背景及對流的觸發(fā)機制進行分析，得到如下

圖8 2018年3月23日15時30分—16時26分林芝雷達站風廓線圖

此次大風天氣過程，主要是受槽后西北氣流控制，水汽來源被切斷，對流層中層有強降溫，低層有弱的增溫，這就構成了強的不穩(wěn)定層結，同時高低空急流位置配合好，地面降壓升溫的形勢下，有輻合線和干線觸發(fā)了強對流天氣；加之地面要素場剖面圖有明顯的熱低壓發(fā)展。

從訂正后的探空曲線圖上可以看到指示大風現(xiàn)象的“喇叭口”形狀，并且濕度層結呈現(xiàn)為“上干下濕”的環(huán)境不穩(wěn)定的熱力結構，中層的干冷空氣明顯的向地面侵入。

此次大風天氣，速度場上一直以向著雷達方向前進的負速度為主力，且層次較低，前進速度也很快，負速度區(qū)的風速大小、范圍及前進方向都與地面實況有很好的對應關系；從其反射率因子、徑向速度剖面圖上有明顯的入流缺口，高反射率因子核心不斷下降，中層徑向輻合等大風發(fā)生前的先兆特征，而大風開始前在風廓線上也有明顯的特征，這些對以后預報這類短時強對流天氣有很好的指示意義。

此次過程由于預報員在預報天氣過程中著重著眼于降水的預報，對大風天氣預報要領不熟悉，導致忽略了大風出現(xiàn)的可能性，通過林芝短臨預報平臺“SWIFT”對此次過程中地面要素場、高空以及雷達產品的剖析，有利于此類較少出現(xiàn)的強對流天氣積累經驗，希望在將來的預報中，能夠吸取教訓，總結經驗，從而能夠更好地提前預報預警此類強對流天氣，以減少人民財產、公共財產的損失。