一次短時強對流天氣分析

車正浩 冀昭元

摘 要：文章對2012年6月7日牡丹江市出現的一次強對流天氣過程進行診斷分析。通過分析發現，降水主要發生時段有著以下幾個顯著特點：此次短時強對流天氣的發生與低空急流迅速加強和向東北方向擴展相對應。短時強對流天氣發生前有18m·s-1的低空急流中心上傳到3km左右的低空，在超低空有著12m·s-1超低空最大風帶向東北方向延伸。低空急流到達牡丹江后，出現降水滯后1～2小時現象。短時強對流天氣發生時牡丹江地區700～850hpa上空形成了明顯的風速輻合帶，并從上層冷堆中不斷向低層輸送著冷空氣，有了很好的動力條件，并觸發了短時強對流天氣。在通過雷達回波發現，降水最強盛時，回波頂達到了10km以上形成了云幀，回波強度達到55dBZ以上，并且結構密實，邊界比較清晰等特點。

關鍵詞：強對流；急流；雷達回波；環流形勢

引言

2012年6月7日牡丹江市出現了一次強對流天氣過程，期間牡丹江單站從7日05時到17時，降水達到了34.1mm，其中主要降水時段在午后16時30分到17時，30分降水量17.7mm，最大風力達到了11mm·s-1，因此次過程中主要特點就是降水急、風力大等。造成多處市內路段嚴重積水，公交車淹沒半個車身，多輛出租車淹沒。西部海林市降水量為33.2毫米，而南部寧安市并沒有出現降水，其他市縣降水量都在5毫米以下，局地強對流天氣特征明顯，雷達回波范圍較小，但強度較大。

2012年6月7日的強對流天氣過程是典型的高空東北冷渦的切變型天氣過程。短時強對流天氣是牡丹江地區春、夏、秋3個季節最容易發生的天氣，也是牡丹江市造成天氣災害的主要天氣系統，因此分析各種牡丹江地區短時強對流天氣，對于牡丹江地區意義重大。文章利用天氣形勢、多普勒雷達資料、幾個物理量的中尺度分析來，初步探討了強對流天氣過程的發生、發展、消亡等演變過程，并得到一些有意義的結論。

1 環流背景分析

本次過程是典型的東北冷渦發展過程中，形成切變線而引發的短時強對流天氣。從6月6日20時500hpa歐亞大陸環流來看，是二槽一脊形勢，在貝加爾湖以北已經形成了冷渦中心，到了7日08時從冷渦中心分裂出冷空氣向東北地區移動，并形成了500hpa的切變線。6日20時500hpa圖上有貫穿黑龍江省的橫切變，到了08時這個切變順時針旋轉，剛好壓到了齊齊哈爾、哈爾濱、牡丹江一線。從6日20時的700hpa上看，北緯47°N一線有橫切變線，也剛好與500hpa的切變線吻合。整個黑龍江省是大的濕度區，有18m·s-1的低空急流，由山東半島向黑龍江南部深入，并形成風速的輻合區。從850hpa圖上，黑龍江也是大面積濕度區，有向東北方向延伸的12m·s-1低空急流，并和700hpa低空急流非常一致。急流的前沿剛好是700hpa和500hpa的切變交叉，形成短時強降水的就是這些區域。

2 地面天氣系統特征

2012年6月7日牡丹江市產生短時暴雨的地面天氣系統是西北來氣旋，高空相對應6月6日20時地面上貝湖附近有一弱低壓存在，從黑龍江省西北指向東南相通的低壓帶，低壓帶中兩個中心一個在內蒙以北，另一個中心在貝加爾湖以北。隨著低壓系統的加強，7日08時低壓中心南壓，向黑龍江東南部移動，閉合中心數值達到992.5百帕。受低壓和高空切變線和低空急流共同影響下出現了強降水，使得牡丹江市幾個市縣降雨量，都達到短時強對流天氣。

3 紅外衛星云圖特征分析

FY-2紅外衛星云圖也為降雨預報提供很好預報依據。在6月7日08時從貝加爾湖到我省的有一狹長的降水云系不斷的向東南發展，到7日10時云系已經向東南移至牡丹江市境內，7日12時低壓云系在我市逐漸加強，此時我市大部在強降水云系的覆蓋下，受其影響上游多個地方出現短時強對流天氣產生。15至20時FY-2紅外衛星云圖上牡丹江市大部處在強低壓云系中，而且低壓的西北部有干冷空氣補充，從云圖上看有著明顯的冷空氣移動的痕跡，并和南來急流暖濕云團強烈合并，正處在冷暖空氣的交界區域，這也是部分市縣強對流性天氣的發生的因素之一。

4 雷達回波分析

從我們觀測到的7日15時48分到16時20分的多普勒雷達數據來分析，回波在15時48分時，分成了幾塊對流單體，中心強度達到了52Dbz，通過vcs和cappi的截圖來看最大高度達到了10km以上。并且明顯的看到有著“V”型缺口。到了15時59分這幾款對流單體有明顯合并跡象邊界逐漸清晰，強度梯度較大，中心強度達到了55Dbz，此時出現了大風、強降水、雷電等天氣。到了16時20分回波中心已經移出了牡丹江站點，降水強度逐漸減弱，主要降水時段基本結束。

5 物理量分析

5.1 K指數

K指數以下式表示：K=（T850-T500）+Td850-（T-Td）在暴雨分析和預報中，K指數是一個可供參考的指數。上式的第一項代表溫度直減率，第二項表示低層的水汽條件，第三項可以反映中層的飽和程度。所以K指數是強對流天氣預報一個很好的預報指標。在7日08時到20時的K指數圖上，牡丹江處在K指數一直是30以上的大值區內，其移動趨向和強度與短時強對流天氣有很好的對應關系，短時強對流落區正好位于K指數30度以上大值區的下游區域。T639的預報圖上明顯的體現了牡丹江處于K大值區內，與局地暴雨、雷雨、大風、冰雹等強對流性天氣的發生相對應。

5.2 渦度場

從850hpa渦度場的變化情況來看，6月7日8時我市西部有一正渦度大值區，中心在40以上，到了20時，渦度大值區有向東移動的趨勢，強度變化不大，我市上空有明顯的輻合氣流。

6 風力條件分析

工作人員對齊齊哈爾、哈爾濱、牡丹江（由牡丹江相近站點）的連線進行了T-log圖的空間剖面圖分析，可以看出，500hpa以上西北氣流為主，在700-500hpa為12-22m·s-1的西南到偏西的氣流，700-1000hpa上為西南到偏南氣流為主，說明高層風向有利于冷空氣入侵，底層風有利于渤海以及日本的水汽向牡丹江地區輸送，形成有力的動力結構。

7 結束語

7.1 2012年6月7日的短時強對流天氣與渤海的西南暖濕氣流輸送和所產生的高溫高濕環流條件密切相關。

7.2 低空急流和切變線是2012年6月7日此次短時強對流天氣產生的關鍵。

7.3 物理量產品的應用為準確及時的預報出暴雨的落區及系統的發展提供了可靠的預報依據。