2014年寧波機場一次強雷暴天氣過程診斷分析

曹文

摘 要：用常規觀測資料，多普勒雷達資料和NCEP/FNL再分析資料對2014年7月16日發生在寧波機場的一次強雷暴天氣過程進行了診斷分析，得出：影響此次強雷雨過程的主要天氣系統為中低層低渦切變。高、低空急流配置，形成低空輻合，高空輻散，有利增強大氣不穩定層結，較好的垂直速度、散度、CAPE值等，為此次強雷暴發生發展提供了動力和熱力條件。

關鍵詞：雷暴 再分析資料 高低空急流

1引言

雷暴是伴有雷擊和閃電的對流天氣現象，一般伴有陣雨，有時還會出現局部的大風、冰雹等強對流天氣。寧波市屬亞熱帶地區，天氣復雜多變，雷暴等氣象災害頻發，給經濟發展、交通運輸安全和人們的身體健康造成嚴重威脅。近年來，隨著城市建設發展，雷暴的氣候變化規律越來越受到大的關注，加強對雷暴發生規律以及影響雷暴天氣形勢的研究，對防雷減災、雷電預警預報以及航空飛行安全等都具有重要意義。

吳福浪等[1]對2013年7月29日發生在寧波市地區的一個局地強雷暴天氣過程進行了診斷分析和數值模擬后得出，強雷暴過程主要影響系統是中尺度輻合線海風鋒。劉建勇等[2]對臺風菲特暴雨診斷分析后發現，東南氣流的維持是臺風倒槽、雷暴能夠維持的決定性條件。胡曉等[3]基于雷暴觀測資料和閃電定位儀的監測資料分析了鎮海地區雷暴天氣的時空分布特征，針對鎮海地區出現雷雨大風、冰雹、短時暴雨等強對流天氣的強雷暴天氣形勢特征進行著重分析研究，歸納出有利于鎮海強對流天氣出現的天氣形勢，總結出了不同強對流天氣類型的環流特征和預報指標。吳福浪等[4]通過中尺度WRF模式輸出資料對2014夏季發生在寧波市的強雷暴天氣過程進行了分析總結，結果表明：強對流發生在局地層結不穩定和較好的水汽條件下；海風鋒輻合抬升區的加強為雷暴的發生提供了有利的動力條件，從而觸發了該地區不穩定能量的強烈釋放，促使了雷暴的新生發展。張雅斌等[5]利用NCEP、地閃、云圖和WRF模式等資料，分析總結關中近10年地閃次數最多的兩次濕雷暴天氣特征，結果表明：歐亞中高緯為兩槽一脊環流形勢，西太平洋副熱帶高壓穩定少動控制陜西，關中低層受切變線直接影響，有利于盛夏強濕雷暴發生。

本文通過常規觀測資料，多普勒雷達資料以及 NCEP/FNL 1°×1°再分析資料對2014年7月16日影響寧波機場的一次強雷暴天氣過程進行診斷分析，以此加深對此類引起此類強對流天氣的天氣系統熱力動力結構的認識。

2資料及方法

常規氣象資料包括地面、高空等站點資料，其中地面圖為3 h一次資料，高空圖為12 h一次資料；雷達資料為寧波多普勒雷達S波段雷達基數據，6 min掃描一次。再分析資料為NCEP/FNL 1°×1°逐6 h資料。

3天氣過程分析

西南低渦全年都有生成，以4-5月份最多，8月份最少。西南低渦生成有三個原因：低層西南氣流經過橫斷山脈-云貴高原的擾流作用以及下游低層西南氣流急流左側的氣旋性切變；中層強西風經青藏高原東坡的越坡作用；以及中層氣旋性曲率和切變造成的強正渦度作用。當副高北抬，南海熱帶輻合帶（ITCZ）北跳至18-20 °N左右，并與印度季風槽相連接時，我國西南地區受偏東氣流控制，繞流和越坡作用消失，很少有西南低渦生成。但是在2014年7月寧波地區，由于前期梅雨靜止鋒的東移南壓，使得副高以及南海熱帶輻合帶不斷南壓，導致梅雨期結束之后（7月上旬出梅），副高和南海熱帶輻合帶一直?？吭诒容^偏南位置。西南地區受西南暖濕氣流控制，在繞流和越坡作用，誘生西南低渦。低層低渦由西南向東北發展移動至華東地區過程中，在高溫度以及充沛水汽等條件下誘發7月中下旬華東地區多日雷暴等強對流天氣。

強對流開始發展的06時（世界時，下同），500 hPa副高位于30 °N以南地區呈東北-西南帶狀，脊線位于25 °N以南地區，其北側附近向高空伸展到200 hPa（圖略）為深厚高空急流區，有很強高空輻散作用；在中高緯地區的長波脊位于新疆及以北地區，其東部在貝加爾湖到我國東北地區為寬廣的長波槽區，華東中北部地區處于長波槽底的西風帶中，此時寧波處于槽前的西南急流入口區中（圖1a黑色虛線）。850 hPa上西南低渦切變線一直延伸到江淮地區（圖1b黑色虛線），東北冷渦切變線則向蒙古地區延伸，此時華東地區處在切變線南側寬廣的低空西南急流輸送區中。西南急流最大達16 m·s-1。

4物理量診斷

1998年后，氣象學者們加強了對長江中游地區低渦的研究（以前在這方面的研究相對較少）。程麟生等[6]對1998年7月長江中游突發性特大暴雨的分析表明：特大暴雨與中尺度低渦的生成和強烈發展直接相關，該低渦具有明顯的動力熱力結構特征：特強上升運動與飽和氣柱相互耦合，超強散度柱和強渦柱耦合發展，濕靜力不穩定與濕對稱不穩定共存。下面從物理量診斷分析入手，分析影響此次過程切變線系統動力熱力結構特征。

圖2給出了沿121.5 °E穿過中尺度低渦切變的垂直剖面圖，體現出了中尺度低渦切變線的熱力學和動力學結構特征。圖2a為 垂直剖面圖，低渦切變所在的32 °N南部附近，低空熱力對比很小，是一個高 舌區，表明低空 平流強，熱力引起的強迫抬升運動強。在32～34 °N低層有一個鋒區，正好對應低層的低渦切變位置。不管是在低渦切變南面或者北面，從低層到500 hPa高度 隨高度減小，高低空有明顯熱力對比，高空 平流減小，氣層穩定度降低，產生的熱力強迫作用有利于暴雨的垂直運動，這與鐘佳李等[7]分析海南省一次東風波引起的特大暴雨成因得出的結論相似。圖2b水汽通量散度圖上，32～34°N低渦切變線附近上空水汽輻合伸展到500 hPa，這跟低空急流給系統輸送充沛水汽密切相關。圖2c垂直速度剖面圖上，低渦切變附近上空都是強上升氣流區，這是低空急流和高空急流共同作用的結果；同時可以看到以28 °N為界，低渦切變在南北強迫形成兩個方向相反的環流圈，導致垂直上升運動進一步加強。在低渦切變附近近地層開始到200 hPa有一條深厚氣旋性渦度帶，并隨高度向北傾斜（圖2d）。散度場分布圖上低渦切變附近上空也是強輻合中心（圖2e）。CAPE值分布圖上，強對流發生前浙江省是一個大的CAPE高值區，最大中心達2000 J·kg-1 （圖2f）。

5小結

利用常規觀測資料，多普勒雷達資料和NCEP/FNL再分析資料對2014年7月16日發生在寧波機場的一次強雷暴天氣過程進行了診斷分析，主要結論如下：

（1）影響此次強雷暴的主要天氣系統為低渦切變，高空槽的東移及干冷空氣入侵，增強了大氣層結的不穩定，為強雷雨的發生的儲存了不穩定能量。

（2）低渦切變低空熱力對比很小，是一個是一個高 舌區。切變南部 隨高度減小表明氣團性質不穩定，在有利條件觸發下給南部浙江省帶來強對流天氣過程。高、低空急流配置，形成低空輻合，高空輻散，有利增強大氣不穩定層結，在有利天氣背景下易引發強對流發展。

（3）通過分析可知，各個物理量的變化對強雷雨出現有一定指示意義。水汽通量散度圖上，32～34°N低渦切變線附近上空水汽輻合伸展到500 hPa，這跟低空急流給系統輸送充沛水汽密切相關。垂直速度剖面圖上，低渦切變附近上空都是強上升氣流區，這是低空急流和高空急流共同作用的結果。低渦切變附近上空是強輻合中心和強CAPE值大值區。

參考文獻：

[1] 吳福浪，湯劍平，劉建勇.2013年寧波地區一次海風鋒對雷暴過程影響分析及數值模擬[J].氣象科學，2018，38（04）：442-452.

[2] 劉建勇，周冠博，顧思南，等.臺風菲特暴雨診斷分析[J].氣象科技，2014，42（06）：1047-1056.

[3] 胡曉，孫甦勝，蔣飛燕，等.基于天氣分型的鎮海地區雷暴特征及預報研究[J].現代農業科技，2016（16）：195-197+199.

[4] 吳福浪，陶俞鋒，周琳.2014年寧波一次典型海陸風雷暴過程探析[J].浙江氣象，2016，37（03）：43-49.

[5] 張雅斌，黃蕾，毛冬艷，等.關中盛夏強濕雷暴環境條件與云微物理特征[J].高原氣象，2018，37（01）：167-184.

[6] 程麟生，馮伍虎.“987”突發大暴雨及中尺度低渦結構的分析和數值模擬[J].大氣科學，2001（04）：465-478.

[7] 鐘佳李，王炳赟.東風波引起的特大暴雨成因分析[J].氣象水文海洋儀器，2012，29（04）：25-28+32.