濮陽市一次雷雨大風天氣過程分析

王春玲，崔 力，杜麗婭，劉 平，劉曉燕

(濮陽市氣象局，河南濮陽 457000)

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濮陽市一次雷雨大風天氣過程分析

王春玲，崔 力，杜麗婭，劉 平，劉曉燕

(濮陽市氣象局，河南濮陽 457000)

利用常規天氣圖，河南省自動站觀測資料，濮陽新一代多普勒雷達回波資料，對2014年6月19日14—16時發生在濮陽市北部的一次雷雨大風強對流天氣過程進行了綜合分析。結果表明：(1)此次雷雨大風過程是由500 hPa河套地區低槽、700 hPa河套低渦及其攜帶的人字形切變線、850 hPa切變線、地面中尺度輻合線及華北冷空氣南擴共同影響造成的。(2)上干冷下暖濕、中低層又有干冷空氣的侵入、高空有較強偏西風氣流存在的大氣層結，為此次強對流天氣的發生提供了有利的環境條件。(3)大風發生時雷達回波最強，基本反射率因子圖上中心強度達到48 dBz，回波頂高圖上最大高度達到13 km以上，徑相速度圖上表現為γ中尺度氣旋式渦旋。

雷雨大風；低槽；人字形切變線；中尺度輻合線；氣旋式渦旋

強對流天氣是一種嚴重的災害性天氣，由于發生迅速，強度大，容易形成災害。對于雷雨大風的研究，許多氣象專家從不同的角度進行了分析，得到有意義的結論[1-3]。但由于天氣形勢及地域的差別，每次天氣過程都有不同的特點。利用常規天氣圖、河南省自動站觀測資料，濮陽新一代多普勒雷達回波資料等，對發生在濮陽市的一次雷雨大風天氣過程進行綜合分析，以期為濮陽市今后強對流天氣的預報提供一些參考，更好地為地方經濟發展提供氣象服務保障。

1 天氣概況

2014年6月19日下午到夜間，濮陽市出現了一次雷雨大風天氣過程，過程前期是暖區對流性降水，后期是穩定性降水[4]，過程降水量為14.0～66.5 mm，空間分布極不均勻。14：00—16：00，位于濮陽北部的南樂、清豐一帶出現了強對流天氣，瞬時極大風速達到22.6 m/s(14：45出現在南樂站)，1 h最大降水量為37 mm(15：00—16：00出現在清豐站)。重點分析發生在14：00—16：00的強對流天氣。

雷雨發生時，測站氣象要素發生突變，南樂站的變化尤為明顯。14: 00—15: 00，南樂站氣溫下降7.4 ℃，相對濕度增加29%，風向由東東南轉成西北逆轉了155°，平均風速增大了4.4 m/s，14:20開始出現降水，截止15:00，僅40 min降水量達到了30 mm。

2 高空環流形勢

強對流天氣主要是在中小尺度系統中產生的，但中尺度系統形成的的基本條件是由天氣尺度系統提供的[5]。19日08：00，500 hPa天氣圖(圖1a)上，蒙古國中部有一冷渦并不斷分裂冷空氣南下。河西走廊有一下滑槽，河套東部有一低槽，槽前有一支西南急流從我國西南地區向華北南部輸送暖濕氣流，河南東北部存在水汽輻合。河西走廊和河南北部分別有冷溫度槽存在，并且溫度槽落后于高度槽，高度槽后的冷平流促使低槽加深東移，于19日下午到夜間影響濮陽地區。700 hPa天氣圖(圖1b)上，河套北部(東勝)有一304 dagpm的低渦中心，低渦后部河西走廊地區有冷溫度槽存在，且與500 hPa溫度槽疊加，低渦攜帶“人”字形切變線，向南的切變線與500 hPa河套東部的低槽對應，濮陽處在“人”字形切變線東南方、308 dagpm線邊緣的西南暖濕氣流中，有利于對流天氣的產生。850 hPa天氣圖(圖略)上，山西南部—陜西南部有一切變線，切變線兩側多數站點t-td≤3 ℃，切變線周圍為大范圍顯著濕區，濮陽處于切變線東南方東南氣流中，隨著系統的東移，切變線影響了濮陽地區。

細實線為等高線，單位dagpm；虛線為等溫線，單位℃；粗實線為槽線；粗雙實線為切變線；細雙實線箭頭為西南急流軸；圓點為南樂站。圖1 2014-06-19T08:00 500(a)、700 hPa(b)環流形勢

另外，在850和925 hPa天氣圖上(圖略)，華北中南部為寬廣的溫度脊，溫度脊區上方500 hPa天氣圖上，華北南部有冷溫度槽疊加，邢臺和鄭州探空站850與500 hPa的溫度差均為26 ℃，溫度差大值區控制河南(上冷下暖)。

3 地面形勢

19日08：00地面天氣圖上(圖2a)，貝加爾湖附近的冷高壓中心分別向東南方向和偏南方向伸出兩個冷高脊,一個高脊是從蒙古國東部伸向華北北部，于19日下午向南伸展并擴散冷空氣南下影響華北地區；另一高脊從蒙古國西部伸向河西走廊，其前沿冷鋒位于河套東部(110°E附近)，于19日傍晚到夜間影響華北地區。

08：00 地面天氣圖上還顯示，從我國西南地區伸向華北有一東北—西南向的暖倒槽，其北端伸到了華北中北部。受此暖倒槽控制，19日白天濮陽14：00氣溫高達29 ℃左右，為午后產生強對流天氣提供了熱力條件[1]。另外，河北中南部—河南西部有一條北東北—南西南向的地面輻合線，濮陽處于輻合線東側的東東南氣流中。14：00(圖2b)，華北北部擴散冷空氣南下，倒槽東移發展，氣旋渦度增大，輻合上升運動增強，輻合線東移至濮陽市西側，濮陽西北部的南樂站風向開始由東東南風轉成了北風，輻合線兩側的氣溫差達7 ℃左右，t-td≤3 ℃，并伴有雨區，為雷雨大風的產生提供了動力條件和濕度條件。

a.08：00；b.14：00；細實線為等壓線，單位為hPa；帶鋸齒粗實線為冷鋒；雙實線為輻合線；圓點為南樂站點。圖2 2014-06-19地面形勢圖

河南省自動站觀測資料(圖略)顯示，19日13:30，南樂中部形成一條東北—西南向的中尺度輻合線，其左側為2 m/s的東北風，右側為2 m/s的東南風。14:20輻合線左側的風向由東北向轉為西北向。14：40左側西北風風速明顯增大，輻合線有所東南壓，14：45—14：55，輻合線左側的西北風風速達到12～14 m/s，輻合線右側仍為2 m/s的偏東南風，風速輻合增強；南樂測站14：43—14：46出現了17 m/s以上的西北大風，14：45極大風速達22.6 m/s。14:55之后，隨著中尺度輻合線的東移南壓，南樂大風逐漸減弱。

4 大氣層結分析

雷暴產生的充分必要條件是：大氣層結不穩定、水汽、抬升觸發機制[1]。T-lnp圖是分析大氣層結穩定度，預報強對流天氣的重要工具。利用雷雨大風發生前近1 h南樂站14: 00的氣溫和露點溫度，使用上海訂正探空軟件，對19日08:00鄭州站的T-lnp圖進行訂正，得到南樂站14:00探空資料(圖3)。從圖3可以看出，14：00南樂站的對流有效位能CAPE值為1 409 J/kg，說明濕對流不穩定能量較大；θse(500-850)為-19.45 ℃，表明大氣為對流性不穩定層結；K指數為33 ℃，沙氏指數為-1.8 ℃，此時大氣層結具備熱力不穩定條件。700～625 hPa的t-td≤3 ℃，625～400 hPa的t-td為11～25 ℃，存在上干下濕的不穩定層結；1 000～850 hPa的t-td≤3 ℃，850～700 hPa，t-td≥12 ℃，在兩個濕層之間夾了一個干層，說明中低層有明顯的干冷空氣侵入，這種大氣層結有利于對流天氣發生。從圖3還可以看出，1 000 hPa上存在2 m/s的東東南風(風向120°),925 hPa上為6 m/s的南西南風(風向195°),風向隨高度順轉75°，風速增大4 m/s，低層存在明顯的暖平流；925～850 hPa,風向隨高度逆轉了25°，中低層存在弱的冷平流；850～400 hPa風向隨高度由南東南轉為西南，順轉了70°，暖平流不明顯，又因為該層溫度露點差值較大、溫度又低，說明中層具有干冷的特性；300 hPa及以上為大于20 m/s的西西北高空強風速帶，有利于低層輻合上升。可以看出上干冷下暖濕、中低層存在干冷空氣侵入、高空有較強偏西風氣流存在的大氣層結，為此次強對流天氣的發生提供了有利的環境條件[2]。

5 雷達資料分析

5.1 基本反射率因子

1.5°仰角基本反射率因子圖(圖4)上，19日14：01，在河北中南部至河南北部有一條南北向混合云回波帶，中心強度為48 dBz，位于河北省魏縣中部，此時南樂境內無回波；14：37強回波中心東移到大名縣中東部，中心強度仍維持48 dBz，回波帶尾部開始影響南樂西部，此時南樂境內的回波最大強度為43 dBz；14: 43回波帶強中心位置、強度無明顯變化，南樂境內的回波移動到了南樂中部，中心強度維持在43 dBz；14:49南樂的回波中心強度減弱為38 dBz。大風出現前南樂境內的回波較強且穩定維持了大約兩個體掃，14:46大風發生后，回波強度減弱，高度降低，范圍縮小，對南樂的影響趨于結束。

圖3 2014-06-19利用14:00南樂站地面資料訂正后的鄭州08:00探空圖

5.2 徑向速度

2.4°仰角的徑向速度圖(圖5)上，14：25河北省南部魏縣至河南省北部南樂縣的西部有入流區存在，南樂西部的最大入流風速為-12 m/s，出流風速為7 m/s，有輻合區出現；14：31南樂縣境內的最大入流風速增大到了-17 m/s；隨著輻合區的移動，14：37在南樂西北部，入流中心風速維持為-17 m/s，最大出流速度增大為12 m/s，正、負速度中心相距不足5 km，形成了γ中尺度氣旋式渦旋[3]，與此同時，1.5°和3.4°仰角的徑向速度圖上(圖略)也存在γ中尺度氣旋式渦旋，說明此渦旋伸展到一定高度；14：43中尺度氣旋式渦旋東移南壓，開始影響南樂測站，受此渦旋的影響，南樂站于14:46出現了瞬時風速為22.6 m/s的大風天氣。此次雷雨大風天氣是由中尺度氣旋式渦旋造成的，在速度圖上一旦發現中層有輻合區出現，應警惕中尺度氣旋式渦旋甚至中氣旋生成及其所帶來的強對流天氣。

圖4 2014-06-19濮陽多普勒雷達1.5°仰角基本反射率因子圖(a.14:37；b.14:43)

圖5 2014-06-19濮陽多普勒雷達2.4°仰角徑向速度圖(a.14:37；b.14:43；□內為渦旋區)

5.3 回波頂高度

從回波頂高度演變圖(圖6)可以看出，14：19在河北省大名縣西部有一塊回波頂高度為13 km的回波；14：25回波頂高大值中心南壓到大名西南部，并增大到16 km；14：31回波頂高降低到13 km，其前沿(頂高10 km)已經進入南樂西北部；14：37回波東南移動到南樂中北部，回波頂高度達到13.1 km；14：43回波頂高大值中心移至南樂北部，最大回波頂高度達到13.4 km，說明此回波對流發展比較旺盛，受其影響，南樂14:46出現大風天氣；14：49回波頂高大值中心東移，南樂大風減弱。強天氣發生前，河南南樂北部—河北大名南部維持一回波頂高度超過13 km的對流性回波，且該區域回波頂高度高于周圍回波頂高度，說明南樂境內的對流較強，易出現強對流天氣。

圖6 2014-06-19濮陽多普勒雷達2.4°仰角回波頂高度(a.14:37；b.14:43)

6 結論

(1)此次雷雨大風過程是由500 hPa河套地區低槽、700 hPa低渦及“人”字形切變線、850hPa切變線、地面中尺度輻合線及華北冷空氣共同影響造成的。

(2)上干冷下暖濕、中低層干冷空氣的侵入、高空較強偏西風氣流存在的大氣層結，為此次強對流天氣的發生提供了有利的環境條件。

(3)大風發生時，雷達回波最強，基本反射率因子圖上中心強度達到48 dBz，回波頂高圖上最大高度達到13 km以上，徑相速度圖上表現為γ中尺度氣旋式渦旋。

[1] 牛淑貞，張宇星，呂林宜.一次冷渦橫槽型強對流天氣過程分析[J].氣象與環境科學,2013,36(2)：1-8.

[2] 趙玲，李樹嶺，魏光輝，等.一次颮線風暴的環境條件和雷達回波特征分析[J].氣象與環境科學,2013,36(4)：29-35.

[3] 李改琴,許慶娥,吳麗敏,等.一次龍卷風天氣的特征分析[J].氣象,2014,40(5):628-636.

[4] 關月，何立富.2014年6月大氣環流和天氣分析[J]. 氣象,2011,40(9):1159-1164.

[5] 朱乾根,林錦瑞,壽紹文，等.天氣學原理和方法[M].3版.北京：氣象出版社,2000：380.

王春玲，崔力，杜麗婭，等.濮陽市一次雷雨大風天氣過程分析[J].陜西氣象，2016(6)：22-26.

1006-4354(2016)06-0022-05

2016-04-01

王春玲(1963—)，女，河南封丘人，高工，從事天氣、氣候預報預測工作及研究。

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