2022年3月贛北一次強(qiáng)對(duì)流天氣過(guò)程分析

梅婷 儲(chǔ)笑涵 黃龍飛 張晶晶

摘要 利用常規(guī)探測(cè)資料、數(shù)值模式等多源資料對(duì)2022年3月14日景德鎮(zhèn)一次強(qiáng)對(duì)流天氣過(guò)程進(jìn)行分析。分析表明：（1）此次過(guò)程是高空偏西北氣流影響下多單體風(fēng)暴造成的強(qiáng)對(duì)流天氣過(guò)程，強(qiáng)對(duì)流災(zāi)害會(huì)有雷暴大風(fēng)、冰雹等；（2）冷鋒與水平對(duì)流卷在景德鎮(zhèn)相遇，有利于雷暴加強(qiáng)和維持，雷暴高度組織化整齊排列，強(qiáng)回波（55 dBz）在景德鎮(zhèn)穩(wěn)定少動(dòng)，回波走向與景德鎮(zhèn)垂直，故造成了短時(shí)強(qiáng)降水的發(fā)生；（3）0～6 km垂直風(fēng)切變只是一般參考值，0～8 km垂直風(fēng)切變往往會(huì)更加具有風(fēng)暴結(jié)構(gòu)的指示意義；（4）此次過(guò)程在災(zāi)害出現(xiàn)10 min前已經(jīng)出現(xiàn)了強(qiáng)對(duì)流天氣指示因子，預(yù)報(bào)員需時(shí)刻保持警惕，提前做出預(yù)警。

關(guān)鍵詞 多源資料；云圖演變；“V”字形缺口；ROSE PUP

中圖分類號(hào)：P458.1+21.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：2095–3305（2023）02–0151-03

強(qiáng)對(duì)流天氣是春季最重要的災(zāi)害性天氣，生命期短、致災(zāi)性強(qiáng)，具有明顯的突發(fā)性、局地性，預(yù)報(bào)員在預(yù)報(bào)過(guò)程中往往對(duì)強(qiáng)對(duì)流天氣的致災(zāi)種類和強(qiáng)度把握不到位，導(dǎo)致預(yù)警信號(hào)發(fā)布的提前量不夠及時(shí)，給短臨預(yù)報(bào)服務(wù)帶來(lái)了不小的困難。俞小鼎等[1]指出，45或50 dBz的回波垂直擴(kuò)展到-20 ℃等溫線對(duì)應(yīng)的高度之上，回波懸垂于有界弱回波區(qū)BWER，垂直累積液態(tài)水VIL含量，三體散射和強(qiáng)烈風(fēng)暴頂輻散是預(yù)警有強(qiáng)冰雹的重要指標(biāo)。鄭媛媛等[2]指出超級(jí)單體左前方的低層反射率因子呈現(xiàn)明顯的倒“V”字形結(jié)構(gòu)，這也是超級(jí)單體風(fēng)暴的典型特征之一。俞小鼎等[3]認(rèn)為強(qiáng)冰雹的環(huán)境要素是對(duì)流有效位能CAPE、代表對(duì)流層深層垂直風(fēng)切變的0～6 km風(fēng)矢量差以及冰雹融化層高度；任何位置出現(xiàn)65 dBz以上的強(qiáng)回波，垂直累計(jì)液態(tài)水VIL的大值區(qū)，高大的回波懸垂和弱回波區(qū)，超級(jí)單體有界弱回波區(qū)、三體散射及強(qiáng)烈風(fēng)暴頂輻散等。

針對(duì)2022年3月14日景德鎮(zhèn)市一次明顯強(qiáng)對(duì)流天氣過(guò)程進(jìn)行基于多源資料的診斷分析。

1 環(huán)流背景概述

1.1 天氣形勢(shì)

3月14日，景德鎮(zhèn)出現(xiàn)了明顯的強(qiáng)對(duì)流天氣。圖1表明昌江區(qū)16：00出現(xiàn)了25.7 m/s的極大風(fēng)（10級(jí)），為全省最大；2站次小時(shí)雨強(qiáng)超過(guò)60 mm，景德鎮(zhèn)本站在16：00～17：00 小時(shí)雨強(qiáng)達(dá)到60.6 mm；浮梁縣峙灘鄉(xiāng)在15：10出現(xiàn)了直徑2 cm的冰雹。

1.2 環(huán)流背景

圖1反映出此次冷空氣南下形勢(shì)。200 hPa長(zhǎng)江中下游處于明顯分流區(qū)，此處不再贅述。500 hPa長(zhǎng)江中下游受西南氣流影響，處于槽前正渦度平流，動(dòng)力抬升條件好，有利于上升氣流的加強(qiáng)。700和850 hPa上切變線位置幾乎重合，景德鎮(zhèn)在西南急流出口區(qū)。925 hPa可以看出其切變線位置與700、850 hPa的位置非常吻合，且整個(gè)贛北處在強(qiáng)大的暖中心中，溫度達(dá)到20 ℃并維持。圖1上冷鋒已經(jīng)南壓至淮河一線，直逼贛北，景德鎮(zhèn)已處于冷空氣前沿，冷暖交匯，有利于出現(xiàn)劇烈對(duì)流天氣。從天氣系統(tǒng)配置來(lái)看，滿足降水的動(dòng)力配置。

2 基于多源探測(cè)資料的特征分析

2.1 SWAP云圖演變

一般來(lái)說(shuō)，高層水汽云圖（通道2）的暗區(qū)可以反映出干冷空氣的位置和演變情況。從12：00高層水汽云圖上可以看出，東北冷渦對(duì)應(yīng)的逗點(diǎn)云系已經(jīng)形成，冷鋒云系已經(jīng)開(kāi)始向南移動(dòng)，在中高緯暗區(qū)顯示有明顯的干冷空氣侵入。圖3可以看出湖南、江西、福建大部分地區(qū)處在南方暖云（可見(jiàn)清晰的水平對(duì)流卷），南風(fēng)氣流非常強(qiáng)盛。從可見(jiàn)光云圖上反映出來(lái)，隨著時(shí)間推移，積云在地面輻合線處發(fā)展旺盛，有很明顯的卷云砧，16：00景德鎮(zhèn)本站處有比較清晰的成熟的雷暴云團(tuán)。

2.2 風(fēng)暴結(jié)構(gòu)的探空分析

表1反映了南昌站和衢州站的各項(xiàng)物理量要素特征值，可以看出上游站點(diǎn)（南昌站）和下游（衢州站）能量條件都非常好，暖層厚度適宜。0～6 km垂直風(fēng)切變作為強(qiáng)對(duì)流天氣的重要參考較為普遍，但并不是唯一的標(biāo)準(zhǔn)參考量。僅從表1中0～6 km垂直風(fēng)切變來(lái)看，兩站的垂直風(fēng)切變非常弱，并沒(méi)有達(dá)到強(qiáng)對(duì)流天氣的參考標(biāo)準(zhǔn)值。但0～8 km垂直風(fēng)切變出現(xiàn)了明顯的大值，南昌站此時(shí)已經(jīng)達(dá)到30.2 m/s，強(qiáng)度非常強(qiáng)，說(shuō)明強(qiáng)對(duì)流天氣非常劇烈，對(duì)強(qiáng)對(duì)流的強(qiáng)度把握需要及時(shí)做出調(diào)整。

2.3 常規(guī)資料的中尺度分析

2.3.1 地面露點(diǎn)分析和中尺度分析 整個(gè)江西水汽非常充沛，并且高濕環(huán)境持續(xù)3 h，持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)。從地面輻合線和暖脊位置可知，景德鎮(zhèn)正處于地面輻合線和暖脊線上，高溫高濕環(huán)境條件非常好，有利于對(duì)流系統(tǒng)的發(fā)展與維持。

2.3.2 加密觀測(cè)下中尺度輻合線變化 雷暴的加強(qiáng)有可能是雷暴與輻合線相遇，或者雷暴的出流邊界與另一條輻合線相遇[3]。景德鎮(zhèn)位于南北兩條地面輻合線之間（在九江的南邊還有一條地面輻合線緩慢向北移動(dòng)）。位于景德鎮(zhèn)北面的輻合線維持少動(dòng)，而九江南邊的輻合線往北推逐漸與北面輻合線合并，16：00在景德鎮(zhèn)處匯合，雷暴云團(tuán)發(fā)展并加強(qiáng)。云帶合并后繼續(xù)影響景德鎮(zhèn)數(shù)小時(shí)，此時(shí)云團(tuán)發(fā)展成熟。

2.4 基于ROSE PUP和GR2雷達(dá)產(chǎn)品分析

此次過(guò)程分為3個(gè)階段：冰雹云時(shí)段、雷暴大風(fēng)最強(qiáng)時(shí)段、短時(shí)強(qiáng)降水時(shí)段。下面分別對(duì)這3個(gè)時(shí)段的雷達(dá)回波產(chǎn)品特征進(jìn)行分析。

2.4.1 冰雹時(shí)段（14：55～15：10） 強(qiáng)冰雹的雷達(dá)回波特征包括很多，如三體散射、高懸的強(qiáng)回波、弱回波區(qū)和有界弱回波區(qū)、異常大的VIL值等，也有一些其他的雷達(dá)特征如強(qiáng)風(fēng)暴頂輻散等。

（1）14：59雷達(dá)產(chǎn)品分析。研究表明，在高懸強(qiáng)回波的雹暴基本特征滿足的前提下，中氣旋或者弱渦旋都表明有更高的大冰雹概率。冰雹云階段，14：59顯示高層反射率因子強(qiáng)度已經(jīng)達(dá)到55～60 dBz，強(qiáng)反射率因子高度較高（仰角9.8°），中層徑向速度圖上（仰角4.2°）有弱的中氣旋，速度為±5 m/s（不明顯），但仍然有較高的大冰雹概率。回波頂高達(dá)到9.5 km，此時(shí)的垂直液態(tài)水含量VIL為44.2 kg/m2，含量開(kāi)始迅速增加。從回波空間結(jié)構(gòu)來(lái)看，有明顯的高懸垂回波（8 km），低層存在有界弱回波區(qū)，此時(shí)的條件滿足冰雹的特征。

（2）15：06雷達(dá)產(chǎn)品分析。圖3顯示回波強(qiáng)度（仰角6.0°）達(dá)到60～65 dBz，強(qiáng)反射率因子較上一體掃有所下降。從徑向速度圖上看，有強(qiáng)烈的風(fēng)暴頂輻散（入流速度-18 m/s，出流速度17 m/s），

回波頂高為10 km，垂直液態(tài)水含量VIL為67.2 kg/m2，回波頂高增加，VIL值突增。研究表明，強(qiáng)降雹單體最大VIL平均值分別為57.5 kg/m2，此VIL值已經(jīng)超過(guò)了強(qiáng)降雹的最大平均值[4]。從回波空間結(jié)構(gòu)來(lái)看，高懸垂回波高度在下降（6 km），低層仍存在清晰的有界弱回波區(qū)，并且維持了2個(gè)體掃，此時(shí)應(yīng)有冰雹出現(xiàn)。

雖然強(qiáng)冰雹的雷達(dá)回波特征也有強(qiáng)風(fēng)暴頂輻散，但并不建議尋找強(qiáng)風(fēng)暴頂輻散這個(gè)特征作為必要條件進(jìn)行分析。因?yàn)閂CP21體掃模式只有9個(gè)仰角，并不是每次都能找到強(qiáng)風(fēng)暴頂輻散的最佳角度作為有力的理論依據(jù)支撐。

2.4.2 雷暴大風(fēng)時(shí)段（16：00～16：40） 雷暴大風(fēng)常見(jiàn)有4種形式，但往往以下沉氣流到達(dá)地面形成冷池，冷暖交匯出現(xiàn)陣風(fēng)鋒這種情況較為常見(jiàn)。國(guó)內(nèi)有很多專家研究表明，風(fēng)場(chǎng)隨高度的垂直分布和變化與天氣系統(tǒng)的發(fā)生發(fā)展有著密切的聯(lián)系[5-6]。下?lián)舯┝魇侵冈诘孛娓浇a(chǎn)生8級(jí)或以上陣風(fēng)的雷暴內(nèi)強(qiáng)下沉氣流的底部及其導(dǎo)致的強(qiáng)輻散水平氣流。

（1）16：00雷達(dá)產(chǎn)品分析。從16：00反射率因子圖來(lái)看，多單體風(fēng)暴已經(jīng)開(kāi)始出現(xiàn)組織化，強(qiáng)反射率因子達(dá)55.5 dBz，

雷暴南部出現(xiàn)了明顯的陣風(fēng)鋒。回波質(zhì)心極低，距離雷達(dá)極近，高層動(dòng)量下傳明顯，此時(shí)冷鋒開(kāi)始入境。風(fēng)暴回波出現(xiàn)“V”形缺口，剖面上可看出距離雷達(dá)近的回波質(zhì)心已經(jīng)接地。中層速度圖上可以看出有不對(duì)稱速度對(duì)（入流：-17 m/s，出流：12 m/s），后側(cè)入流速度開(kāi)始有增加的跡象。

（2）16：36雷達(dá)產(chǎn)品分析。俞小鼎等認(rèn)為，如果存在反射率因子核連續(xù)下降，且云底附近有不斷增強(qiáng)的徑向輻合，當(dāng)出現(xiàn)了后側(cè)入流的“V”形缺口或者出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)，這些因子通常會(huì)在下?lián)舯┝饔|地前2～6 min出現(xiàn)，預(yù)警的把握就會(huì)更大。圖4顯示多單體雷暴已高度組織化，且排列整齊（有颮線跡象）。后側(cè)入流“V”形缺口非常明顯，強(qiáng)反射率因子達(dá)到62.5 dBz，前沿反射率因子梯度已達(dá)到最大化。中層徑向速度存在輻合，后側(cè)入流速度達(dá)到-12.5 m/s，此時(shí)雷暴大風(fēng)即將在幾分鐘之內(nèi)影響。

2.4.3 短時(shí)強(qiáng)降水時(shí)段（16：00～17：00） 造成短時(shí)強(qiáng)降水的中尺度對(duì)流系統(tǒng)并不一定是強(qiáng)回波，也可以是一般的單體。不斷有新生的雷暴與輻合線、陣風(fēng)鋒等的相遇也會(huì)觸發(fā)短時(shí)強(qiáng)降水的持續(xù)。隨著時(shí)間推移，回波質(zhì)心穩(wěn)定少動(dòng)，回波強(qiáng)度幾乎沒(méi)有變化（57.5 dBz）。由于回波向南移動(dòng)的速度比較慢，且17：00地面露點(diǎn)還是比較高的，故此小時(shí)降水較強(qiáng)。由于線性排列，所謂的“列車叫應(yīng)”，實(shí)際上就是回波不斷生成、發(fā)展的。回波南壓后，雨強(qiáng)就會(huì)減弱。冷暖交匯時(shí)，產(chǎn)生了較強(qiáng)降水。此次過(guò)程在主體雨帶南壓后，鋒后系統(tǒng)仍然造成了20～30 mm的降水。

3 結(jié)論與討論

（1）此次過(guò)程是高空偏西北氣流影響下多單體風(fēng)暴造成的強(qiáng)對(duì)流天氣過(guò)程。從探空資料、雷達(dá)與衛(wèi)星云圖資料分析可得強(qiáng)對(duì)流災(zāi)害會(huì)有雷暴大風(fēng)、冰雹等。

（2）從14：00～17：00地面輻合線在景德鎮(zhèn)維持了數(shù)小時(shí)，冷鋒與水平對(duì)流卷在景德鎮(zhèn)相遇，有利于雷暴加強(qiáng)和維持，雷暴高度組織化整齊排列，強(qiáng)回波（55 dBz）在景德鎮(zhèn)穩(wěn)定少動(dòng)，回波走向與景德鎮(zhèn)垂直，故造成了短時(shí)強(qiáng)降水的發(fā)生。

（3）0～6 km垂直風(fēng)切變只是一般參考值，0～8 km垂直風(fēng)切變往往會(huì)更加具有風(fēng)暴結(jié)構(gòu)的指示意義。

（4）盡量提高預(yù)警發(fā)布提前量。此次過(guò)程在災(zāi)害出現(xiàn)的10 min前已出現(xiàn)了冰雹、雷暴大風(fēng)的指示因子，預(yù)報(bào)員需時(shí)刻保持警惕，提前做出預(yù)警。

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責(zé)任編輯：黃艷飛

Analysis of A Severe Convective Weather Process in North Jiangxi in March 2022

—Taking Jingdezhen as An Example

Mei Ting et al（Jiujiang Meteorological Station， Jiujiang， Jiangxi 332000）

Abstract A severe convective weather process in Jingdezhen on March 14， 2022 is analyzed by using conventional sounding data， numerical model and other multi-source data. The analysis showed that： （1） This process was a severe convective weather process caused by multi cell storms under the influence of the upper northwest air current.It was analyzed that severe convective disasters may include thunderstorm， gale， hail， etc. （2）The cold front met the horizontal convection roll in Jingdezhen， which was conducive to the strengthening and maintenance of thunderstorms. The thunderstorms were highly organized and orderly arranged. The strong echo （55 dBz） was stable and less moving in Jingdezhen， and the echo trend was vertical to Jingdezhen， which caused short-term heavy precipitation. （3） The 0～6 km vertical wind shear is only a general reference value， but the 0～8km vertical wind shear is often more indicative of the storm structure. （4） The indicated factors of severe convective weather process appeared 10 minutes before the disaster， forecasters need to always be vigilant， and make an early warning in advance.

Key words Multi-source data; Cloud evolution; V-shaped gap; ROSE PUP

作者簡(jiǎn)介 梅婷（1988—），女，江蘇南京人，副高級(jí)工程師，主要從事短期天氣預(yù)報(bào)工作。*通信作者：張晶晶（1986—），女，副高級(jí)工程師，主要從事短期天氣預(yù)報(bào)工作，E-mail：zhangjingjing217@163.com。

收稿日期 2022-12-28