一次超級單體風暴的多普勒雷達回波特征分析

朱煒靈 葉國富 劉建明

摘 要： 本文利用建陽S波段多普勒天氣雷達資料對2007年4月1日下午發生在閩北地區的一次典型的超級單體風暴過程進行了詳細分析。此次風暴完全具有超級單體風暴的幾個典型特征，即鉤狀回波，有界弱回波區以及中氣旋結構。該超級單體風暴歷經約1個半小時，其間自西南向東北方向移動了約80km，其所經地區出現大風、冰雹和強降水天氣。

關鍵詞：多普勒雷達回波 超級單體風暴 有界弱回波區 中氣旋

中圖分類號：P412.25 文獻標識碼：A 文章編號：1003-9082（2016）06-0262-01

一、引言

超級單體風暴是局地對流風暴發展的最強烈的形式，其相應的災害性天氣有冰雹、龍卷、災害性大風（包括下擊暴流）和暴洪。超級單體風暴作為一個強烈發展的對流單體的特征除了其準穩定狀態外，一個重要的雷達回波特征是存在一個弱回波區或有界弱回波區。有界弱回波區也稱為“穹窿。”超級單體風暴的另一個雷達回波特征是低層的鉤狀回波。

2007年4月1日下午，在閩北地區出現了一次大范圍的雷雨大風、短時強降水和冰雹等強對流天氣。在出現的一系列強對流風暴中，有一個經典的超級單體風暴造成了嚴重的災害，該超級單體風暴歷經約1個半小時，其間自西南向東北方向移動了約80km，其所經地區出現大風、冰雹和強降水天氣。受災最嚴重的建甌市測站瞬間極大風速達17.8米/秒，多個鄉鎮遭受冰雹襲擊，全市受災人口1.416萬人，損壞房屋6687間，直接經濟損失2362萬元。本文利用建陽多普勒雷達產品資料對這次超級單體風暴個例進行詳細分析，以期為今后的強對流天氣特別是冰雹天氣的臨近預報提供一些參考依據。

二、天氣背景簡要分析

2007年4月1日08時，500hPa上為兩槽一脊位于中高緯度，高壓脊位于巴爾喀什湖附近。850hPa上低渦切變位于蘇州-武漢-宜昌-宜賓-昆明-思恩一線。福建省處于槽前西南氣流和切變南側西南氣流控制下。地面靜止鋒位于溫州-江山-南昌-蓮花-衡陽一線，我省處于鋒前暖區（圖略）。資料還顯示，低層有氣旋式環流與切變輻合的存在。這一切都預示著一場強對流風暴即將到來。

三、多普勒雷達回波資料分析

1.超級單體風暴回波的演變

2007年4月1日13時46分左右，在福建省三明、沙縣、尤溪等地附近開始有塊狀對單體風暴生成，此后風暴在向東北方向移動過程中不斷發展加強，到14時46分左右，該風暴系統已經發展成由多個對流單體風暴連成的一條南北走向的短帶（圖略）。之后，上述短帶北端的對流風暴在不斷東北移動過程中從該短帶中分離出來，成為一個孤立的單體風暴并且變得更加強盛。15時22分，在該單體風暴前進方向的右后側開始出現突出物，逐漸顯示出超級單體低層回波特征。15時28分，單體風暴已經呈現出典型的超級單體鉤狀回波特征，相應的基本速度圖上可觀測到明顯的中氣旋（圖略）。實際上，在15時04分的基本速度圖上已經可見明顯的中氣旋特征。所以我們判斷在15時左右，上述強對流單體風暴發展成為超級單體風暴。15時28分，沿入流方向穿過最強回波位置的反射率因子垂直剖面圖呈現出明顯的有界弱回波區的結構（圖略）。15時34分，超級單體基本反射率因子強度為65dBz以上，達到了頂峰，風暴右后側的典型鉤狀回波的反射率因子也變得更強。最大的回波強度出現在回波墻上部，達到65 dBz以上，相應的基本速度圖上可觀測到明顯的中氣旋。隨后，超級單體迅速失去其特征，至16時04分，其相應的鉤狀回波和中氣旋特征消失。在此次風暴過程中，超級單體的典型結構特征包括鉤狀回波、有界弱回波區（穹窿）和中氣旋總共持續了大約1小時。

2.超級單體風暴回波結構分析

此次超級單體風暴在4月1日下午17時34分發展到最強盛時期，以下具體分析該超級單體在此時所呈現的回波結構特征（圖略）。

1.5°仰角的基本反射率因子圖上顯示了帶有典型鉤狀回波的超級單體，最大反射率因子強度位于鉤狀回波的北部，達到65 dBz以上。其回波前端出現一個開口較大的倒“V”字形缺口，這也是超級單體風暴常見的特征之一。與鉤狀回波的缺口區相對應，1.5°仰角的基本速度圖上是一個明顯的氣旋式切變速度對，即中氣旋。

在2.4°仰角，基本反射率因子圖上仍顯現出鉤狀回波特征，其回波位置相對于1.5°

仰角的向回波移動方向擴展，最強回波也位于鉤狀回波北部，達到65dBz。相應的速度圖上，中氣旋特征仍很顯著。旋轉速度比1.5°稍強。

3.4°仰角，基本反射率因子圖上仍具有鉤狀回波特征，但不如前2個仰角明顯，相應的速度圖上中氣旋物特征依然清晰。反射率因子的輪廓進一步向回波移動方向擴展，展現出超級單體自低往高向低層入流一側傾斜的特征。與低層鉤狀回波的入流缺口相對應的閉合的有界弱回波區也是自低到高向低層入流一側傾斜的。相應的速度圖上呈現出氣旋式輻散的結構。

另外需要指出的是，此次超級單體不是孤立存在的，在其周圍還有其它對流風暴發展，共同構成一個中尺度對流系統MCS。

四、結論與討論

1.本文利用建陽S波段多普勒天氣雷達資料對2007年4月1日下午發生在閩北地區的一次典型的超級單體風暴過程進行了詳細分析。此次風暴完全具有超級單體風暴的幾個典型特征，即鉤狀回波，有界弱回波區以及中氣旋結構。

2.超級單體風暴是局地對流風暴發展的最強烈的形式，其相應的災害性天氣有冰雹、龍卷、災害性大風（包括下擊暴流）和暴洪。通過對影響閩北地區的此次超級單體風暴的具體分析，為今后在監測預警類似強對流天氣時提供一定的參考。

參考文獻

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