重慶永川2018年5月21日強(qiáng)對(duì)流天氣過(guò)程分析

董丹丹，張建平，何青青，閆夢(mèng)玲，鄧 霞

(1.重慶市永川地區(qū)氣象局，重慶 永川 402160；2.重慶市氣象科學(xué)研究所，重慶 401147)

0 引言

重慶地區(qū)位于青藏高原與長(zhǎng)江中下游平原之間的過(guò)渡性地帶，永川地區(qū)在其西部，為丘陵地帶，是成渝經(jīng)濟(jì)區(qū)的節(jié)點(diǎn)城市、重慶城市發(fā)展新區(qū)的重要板塊。汛期熱力條件充足，不穩(wěn)定能量較強(qiáng)，永川地區(qū)易發(fā)生暴雨伴隨短時(shí)強(qiáng)降水、大風(fēng)等強(qiáng)對(duì)流天氣。強(qiáng)對(duì)流天氣的出現(xiàn)往往對(duì)城市發(fā)展及人們生產(chǎn)、生活造成嚴(yán)重影響。近年來(lái)，針對(duì)汛期的強(qiáng)對(duì)流天氣，前人的研究重點(diǎn)逐漸從天氣尺度轉(zhuǎn)向中尺度[1]，將大尺度環(huán)流特征、雷達(dá)回波演變、物理量場(chǎng)等[2-6]方面進(jìn)行結(jié)合分析，能更深刻地認(rèn)識(shí)其發(fā)生發(fā)展機(jī)制，例如中尺度輻合中心有利于颮線的生成與發(fā)展，颮線回波前沿、強(qiáng)回波質(zhì)心高度等特征能在一定程度上對(duì)預(yù)報(bào)大風(fēng)有指導(dǎo)作用[7]，大尺度環(huán)流穩(wěn)定背景下，在副熱帶高壓外圍的西南氣流里，有中小尺度對(duì)流云團(tuán)生成，往往造成個(gè)別地點(diǎn)出現(xiàn)特大暴雨[8]。針對(duì)強(qiáng)對(duì)流天氣中的短時(shí)強(qiáng)降水、大風(fēng)具有出現(xiàn)時(shí)間短、發(fā)展迅速、尺度偏小等特征[9-11]，天氣圖的尺度已不能滿足業(yè)務(wù)需求，在大尺度環(huán)流背景下，主要以衛(wèi)星云圖、多普勒天氣雷達(dá)觀測(cè)為主，分析云團(tuán)演變及雷達(dá)回波特征演變[12-14]，識(shí)別和分析中小尺度系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特征[8，15]。

為了更深入地認(rèn)識(shí)強(qiáng)對(duì)流天氣過(guò)程中大尺度系統(tǒng)與中小尺度系統(tǒng)的作用機(jī)制，提高永川地區(qū)強(qiáng)對(duì)流天氣預(yù)報(bào)能力，本文利用常規(guī)地面觀測(cè)資料、探空觀測(cè)資料、多普勒天氣雷達(dá)CINRAD/SA探測(cè)資料(重慶永川雷達(dá)站)及FY4A衛(wèi)星紅外C011資料，采用常規(guī)天氣學(xué)診斷方法，對(duì)2018年5月21日20時(shí)—22日20時(shí)永川地區(qū)出現(xiàn)的暴雨伴隨短時(shí)強(qiáng)降水、大風(fēng)天氣過(guò)程進(jìn)行綜合分析，總結(jié)預(yù)報(bào)經(jīng)驗(yàn)，為預(yù)報(bào)強(qiáng)對(duì)流天氣過(guò)程及做好氣象服務(wù)提供參考，從而達(dá)到防災(zāi)減災(zāi)的目的。

1 天氣過(guò)程概況

永川地區(qū)有1個(gè)國(guó)家一般氣象站，54個(gè)區(qū)域氣象站，共55個(gè)氣象觀測(cè)站點(diǎn)，其中23個(gè)區(qū)域氣象站進(jìn)行風(fēng)向、風(fēng)速、溫度、降水四要素觀測(cè)，31個(gè)區(qū)域氣象站進(jìn)行溫度、降水兩要素觀測(cè)。2018年5月21日20時(shí)—22日20時(shí)，永川地區(qū)發(fā)生了一次伴隨颮線的強(qiáng)對(duì)流天氣過(guò)程，過(guò)程中出現(xiàn)短時(shí)強(qiáng)降水和大風(fēng)，造成了部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)街道出現(xiàn)內(nèi)澇、田間莊稼倒伏和電線桿倒伏等影響人們生產(chǎn)、生活的情況。整個(gè)過(guò)程吉安、南大街黃瓜山和來(lái)蘇關(guān)門(mén)山水庫(kù)等25個(gè)雨量站點(diǎn)達(dá)暴雨，最大累積雨量為75.6 mm(吉安)，城區(qū)累積雨量為51.0 mm，最大小時(shí)雨強(qiáng)為41.6 mm/h(黃沙村)，出現(xiàn)6～7級(jí)陣性大風(fēng)，最大的極大風(fēng)速為19.5 m/s(雙石中心橋)。

此次過(guò)程中，22日00時(shí)左右出現(xiàn)強(qiáng)雷電，02—04時(shí)左右颮線以東北路徑過(guò)境永川地區(qū)，該時(shí)段恰為強(qiáng)對(duì)流天氣過(guò)程發(fā)生集中時(shí)段：從02時(shí)開(kāi)始，永川偏南地區(qū)首先出現(xiàn)風(fēng)速加大，02—04時(shí)14個(gè)氣象站點(diǎn)極大風(fēng)速超過(guò)14 m/s；02—03時(shí)12個(gè)氣象站出現(xiàn)>20 mm/h的短時(shí)強(qiáng)降水，03—04時(shí)28個(gè)氣象站出現(xiàn)>20 mm/h的短時(shí)強(qiáng)降水。由于文章篇幅有限，最大小時(shí)雨強(qiáng)情況只列出了最強(qiáng)的12個(gè)站點(diǎn)，極大風(fēng)速情況只列出了最強(qiáng)的14個(gè)站點(diǎn)，具體分布情況見(jiàn)圖1、表1、表2。

2 環(huán)流形勢(shì)演變

500 hPa上，從5月21日20時(shí)—22日08時(shí)的環(huán)流形勢(shì)演變可以看到(圖2)，靠近我國(guó)東北地區(qū)的低渦較深厚，在700 hPa、850 hPa上有低壓系統(tǒng)與其配合，整個(gè)時(shí)段低渦系統(tǒng)移動(dòng)較慢，僅略有東移；副熱帶高壓北界位于靠近重慶南部的貴州—湖南一帶，整個(gè)時(shí)段略有南移；同時(shí)，從河套至四川地區(qū)有一高空槽，在東移過(guò)程中，與其后側(cè)東移的高原槽經(jīng)過(guò)分裂再合并后，東移影響重慶地區(qū)，在22日08時(shí)，合并加強(qiáng)的高空槽位于重慶西部邊緣，到22日20時(shí)完全移出重慶。

圖1 永川地區(qū)5月21日20時(shí)—22日20時(shí)累積雨量分布Fig.1 Cumulative rainfall distribution of Yongchuan area from 20∶00 BT 21 May to 20∶00 BT 22 May

表1 永川地區(qū)5月21日20時(shí)—22日20時(shí)最大小時(shí)雨強(qiáng)
Tab.1MaximumhourlyrainfallinYongchuanareafrom20∶00BT21Mayto20∶00BT22May

站名小時(shí)雨強(qiáng)(mm/h)站名小時(shí)雨強(qiáng)(mm/h)黃沙村41.6花果山32.8龍洞橋35.9二郎廟村32.8吉安35.5生基灣32.2雙竹34.5永川31.9寶峰33.4青峰30.5革命水庫(kù)33.2馮坪村30.3

表2 永川地區(qū)5月21日20時(shí)—22日20時(shí)極大風(fēng)速Tab.2 Great wind speed in Yongchuan area from 20∶00 BT 21 May to 20∶00 BT 22 May

700 hPa上，21日20時(shí)高緯度靠近我國(guó)東北地區(qū)有低渦系統(tǒng)伸出切變線，受其影響，重慶東北部有一明顯的切變線活動(dòng)；在高緯度低渦伸出的切變線東移過(guò)程中，重慶中部偏北有明顯的輻合系統(tǒng)生成，至22日08時(shí)重慶中部偏北地區(qū)可見(jiàn)明顯的低渦切變線活動(dòng)，控制大部分重慶地區(qū)，同時(shí)此低渦伸出的切變線位于西部地區(qū)；隨著高緯度切變線東移入海，其后的反氣旋環(huán)流東移，重慶地區(qū)的低渦切變線減弱消失，至22日20時(shí)沒(méi)有明顯的輻合系統(tǒng)影響重慶地區(qū)。

850 hPa上，21日20時(shí)—22日08時(shí)，重慶地區(qū)位于兩個(gè)高壓對(duì)峙的中間區(qū)域，有利于形成低渦切變線。由于其對(duì)峙作用，位于重慶西部地區(qū)的低渦切變線穩(wěn)定維持，期間略有東移，至22日08時(shí)其中心位于重慶中部地區(qū)，后減弱消失，至22日20時(shí)重慶地區(qū)已受高壓系統(tǒng)控制。

綜上，21日20時(shí)—22日08時(shí)，各層系統(tǒng)配合較好，500 hPa上的中高緯度低槽東移影響重慶地區(qū)，副熱帶高壓北界位于靠近重慶南部的貴州—湖南一帶，700 hPa、850 hPa上形成低渦切變線且穩(wěn)定少動(dòng)。穩(wěn)定的大尺度環(huán)流形勢(shì)為強(qiáng)對(duì)流天氣提供了良好的背景條件，500 hPa上的低槽和中低層的低渦切變線是造成此次強(qiáng)對(duì)流天氣的主要影響系統(tǒng)，在有利的環(huán)流背景和天氣系統(tǒng)下不斷激發(fā)中小尺度擾動(dòng)，使對(duì)流云團(tuán)和颮線系統(tǒng)發(fā)生、發(fā)展，以致出現(xiàn)暴雨伴隨短時(shí)強(qiáng)降水、大風(fēng)的強(qiáng)對(duì)流天氣過(guò)程。

3 中小尺度系統(tǒng)特征

3.1 紅外云圖分析

從FY4A衛(wèi)星紅外C011云圖上可以清晰地看到(圖3)，在21日20時(shí)，重慶西南部邊緣有一個(gè)發(fā)展的對(duì)流云團(tuán)，顏色比較白亮，呈圓形，此時(shí)該對(duì)流云團(tuán)已經(jīng)發(fā)展得較為強(qiáng)盛，而四川西北部的云團(tuán)正在東移發(fā)展(圖3a)。在兩個(gè)云團(tuán)東移發(fā)展過(guò)程中，逐漸在重慶西部合并、停滯發(fā)展，到21日23時(shí)和22日01時(shí)，可以清楚的看到此前停滯重慶西南部邊緣的對(duì)流云團(tuán)已經(jīng)合并發(fā)展成為一個(gè)比較強(qiáng)大對(duì)流云團(tuán)(圖3b、3c)，此后在重慶西部停滯至22日05時(shí)，之后逐漸東移減弱，影響重慶其他地區(qū)(圖3d、3e、3f)。22日14時(shí)，除東南部受此云團(tuán)的尾部影響外，重慶其他地區(qū)已不受影響(圖3g)。22日20時(shí)，已完全移出重慶(圖3h)。

圖2 500 hPa(a、b)、700 hPa(c、d)、850 hPa(e、f)21日20時(shí)、22日08時(shí)環(huán)流形勢(shì)Fig.2 Circulation patterns of 500 hPa (a),700 hPa (c),850 hPa (e) at 20∶00 BT 21 May and 500 hPa (b),700 hPa (d),850 hPa (f) at 08∶00 BT 22 May

從5月21日20時(shí)—22日08時(shí)，副熱帶高壓北界位于靠近重慶南部的貴州—湖南一帶，對(duì)前期對(duì)流云團(tuán)的移動(dòng)有阻擋作用，使其停滯在四川與重慶西部交界處發(fā)展；850 hPa低渦停滯重慶西部，南、北風(fēng)在此處交匯，是西南風(fēng)的風(fēng)速大值區(qū)(850 hPa)，西南風(fēng)帶來(lái)的西南暖濕氣流十分充足，對(duì)流云團(tuán)在低渦的輻合動(dòng)力作用和暖濕條件下發(fā)展。同時(shí)21日白天，四川盆地至重慶西部天氣晴好，大部地區(qū)氣溫上升到33～37 ℃，地面熱力抬升，氣流交換較強(qiáng)，有利于層結(jié)不穩(wěn)定，大氣具備強(qiáng)的不穩(wěn)定條件。21日夜間，隨著對(duì)流云團(tuán)從四川東移，當(dāng)對(duì)流云團(tuán)的冷云核心區(qū)到達(dá)重慶西部時(shí)，在有利的動(dòng)力條件、暖濕條件及強(qiáng)不穩(wěn)定條件下停滯、發(fā)展為中尺度對(duì)流復(fù)合體(MCC)；從23—01時(shí)，冷云核心區(qū)面積逐漸變大且越來(lái)越白亮，對(duì)流云團(tuán)發(fā)展旺盛，02—03時(shí)能量開(kāi)始釋放，過(guò)程中永川地區(qū)出現(xiàn)了風(fēng)速加大、雷暴等強(qiáng)對(duì)流天氣，到03時(shí)冷云核心區(qū)面積明顯變小，05時(shí)已經(jīng)減弱東移。可以看出，冷云核心區(qū)對(duì)降水中心有一定指示性，冷云核心區(qū)面積越大，對(duì)流系統(tǒng)面積越大，冷云核心區(qū)越白亮，其云團(tuán)云頂越高，對(duì)流系統(tǒng)越深厚。

圖3 FY4A衛(wèi)星紅外C011云圖21日20時(shí)(a)、21日23時(shí)(b)、22日01時(shí)(c)、22日03時(shí)(d)、22日05時(shí)(e)、22日08時(shí)(f)、22日14時(shí)(g)、22日20時(shí)(h)演變情況Fig.3 The evolution of FY4A satellite infrared C011 cloud pictures of 20∶00 (a), 23∶00 (b) BT 21 May, 01∶00 (c), 03∶00 (d), 05∶00 (e), 08∶00 (f), 14∶00 (g), 20∶00 (h) BT 22 May

3.2 雷達(dá)回波分析

利用永川站的CINRAD/SA雷達(dá)產(chǎn)品資料分析此次過(guò)程中颮線回波強(qiáng)度的演變特征。5月21日18時(shí)左右(圖略)，在四川宜賓—自貢等地有許多孤立的對(duì)流單體，20時(shí)左右發(fā)展成雷暴單體，強(qiáng)回波中心最大反射率因子達(dá)到60 dBz以上，回波頂高在18 km左右。雷暴單體在宜賓—自貢一帶引起雷暴大風(fēng)等強(qiáng)對(duì)流天氣，能量有所釋放，強(qiáng)度減弱，但在不斷東移過(guò)程中，又不斷發(fā)展起來(lái)。到22日02時(shí)左右，回波到達(dá)西部偏南地區(qū)，22日02時(shí)41分左右(圖4a)，強(qiáng)回波到達(dá)永川境內(nèi)，至03時(shí)28分左右開(kāi)始離開(kāi)永川(圖4c)。整個(gè)過(guò)程颮線的移動(dòng)路徑為東北方向，影響時(shí)間為47 min左右，從颮線靠近永川境內(nèi)開(kāi)始，偏南地區(qū)的風(fēng)速開(kāi)始加大，影響過(guò)程中境內(nèi)出現(xiàn)了6～7級(jí)陣性大風(fēng)和短時(shí)強(qiáng)降水，其中02—03時(shí)5個(gè)氣象站點(diǎn)極大風(fēng)速超過(guò)14 m/s，最大的極大風(fēng)速為18.1 m/s；03—04時(shí)11個(gè)氣象站極大風(fēng)速超過(guò)14 m/s，最大的極大風(fēng)速為19.5 m/s。

在颮線形成初期(圖略)，22日02時(shí)20分左右，最強(qiáng)回波在45 dBz左右，長(zhǎng)寬比超過(guò)了5∶1，不斷東移發(fā)展，對(duì)流強(qiáng)度較強(qiáng)，云頂高度最高已發(fā)展到18 km以上，各個(gè)對(duì)流單體趨向于線狀排列，在強(qiáng)回波前進(jìn)方向右前方前側(cè)的V型槽口為上升氣流的位置，低層入流從前方進(jìn)入上升氣流中，新單體沿著回波的前沿上升，低層的暖濕氣流為新單體的發(fā)展提供了條件。

颮線強(qiáng)盛階段，在移動(dòng)過(guò)程中逐漸演變成弓形，根據(jù)02時(shí)41分組合反射率產(chǎn)品來(lái)看(圖4a)，最強(qiáng)回波超過(guò)55 dBz，回波頂高超過(guò)18 km，長(zhǎng)度達(dá)到110 km左右。選擇回波最強(qiáng)的地方做垂直剖面(圖4d)，可以明顯看到對(duì)流云團(tuán)發(fā)展旺盛，到達(dá)對(duì)流層頂，同時(shí)強(qiáng)回波中心有及地，上升氣流先以很陡的角度上升，然后其中一部分向后斜升，一部分直升云頂，最后都在云頂輻散。下沉氣流形成于上升氣流后部的降水回波中，下沉氣流在地面附近輻散，形成颮線低層前沿的陣風(fēng)鋒，造成地面大風(fēng)，而低層暖濕入流經(jīng)過(guò)陣風(fēng)鋒之上進(jìn)入颮線前沿對(duì)流成為上升氣流。隨著颮線東移，永川地區(qū)出現(xiàn)短時(shí)強(qiáng)降水與大風(fēng)天氣。從颮線到達(dá)永川境內(nèi)至離開(kāi)，時(shí)間較短，大風(fēng)、短時(shí)強(qiáng)降水持續(xù)時(shí)間亦較短，說(shuō)明弓形回波具有移動(dòng)快的特點(diǎn)。

颮線過(guò)境永川地區(qū)的時(shí)段，也是MCC在永川地區(qū)停滯的時(shí)段，但MCC停滯永川地區(qū)的時(shí)段長(zhǎng)于颮線過(guò)境時(shí)段，為颮線的發(fā)展提供了有利的背景條件。MCC的對(duì)流云團(tuán)發(fā)展旺盛，冷云核心區(qū)的對(duì)流云系發(fā)展最為強(qiáng)盛，可以看到03時(shí)MCC的冷云核心區(qū)位置對(duì)應(yīng)了颮線的位置，冷云核心區(qū)的對(duì)流發(fā)展為颮線系統(tǒng)的對(duì)流發(fā)展提供有利的動(dòng)力抬升條件，使颮線系統(tǒng)的對(duì)流云頂高度最高發(fā)展到了18 km以上。同時(shí)，隨著颮線移動(dòng)，大風(fēng)、短時(shí)強(qiáng)降水過(guò)程開(kāi)始，能量釋放，颮線移出永川境內(nèi)，MCC的冷云核心區(qū)面積也減小了，到05時(shí)，MCC東移，大風(fēng)、短時(shí)強(qiáng)降水過(guò)程結(jié)束。根據(jù)前文分析，此次過(guò)程大尺度環(huán)流形勢(shì)較為穩(wěn)定，動(dòng)力輻合抬升條件較好，激發(fā)了MCC的發(fā)展、停滯，MCC中的對(duì)流云團(tuán)對(duì)流旺盛，各尺度系統(tǒng)相互配合，為颮線系統(tǒng)發(fā)生、發(fā)展提供了有利的條件。

圖4 重慶永川雷達(dá)站22日02時(shí)41分(a)、22日03時(shí)05分(b)及22日03時(shí)28分(c)組合反射率，22日03時(shí)06分反射率垂直剖面圖(d)Fig.4 Composite reflectivity for Chongqing Yongchuan Radar Station at 02∶41 (a), 03∶05 (b) and 03∶28 (c) BT 22 May, and vertical profile of reflectivity at 03∶06 BT 22 May(d)

永川站逐小時(shí)資料顯示(圖5)，受強(qiáng)烈發(fā)展的弓狀回波東移影響，出現(xiàn)氣壓涌升、氣溫降低、相對(duì)濕度增大和風(fēng)速明顯增大等特征。對(duì)比分析颮線移動(dòng)位置與大風(fēng)出現(xiàn)時(shí)間，可以看出颮線大風(fēng)幾乎出現(xiàn)在颮線強(qiáng)回波帶、回波前沿。從地面風(fēng)向分析，測(cè)站均為西北大風(fēng)，颮線自西南向東北移動(dòng)，說(shuō)明風(fēng)向是垂直于移動(dòng)方向。分析強(qiáng)降水出現(xiàn)的時(shí)間及位置，主要發(fā)生在強(qiáng)回波區(qū)及回波后側(cè)。

4 垂直結(jié)構(gòu)及水汽條件分析

4.1 不穩(wěn)定條件分析

2018年5月21日20時(shí)，四川南部的宜賓站與重慶沙坪壩站的探空資料顯示(表3、表4)，兩站探空?qǐng)D呈喇叭口形狀，顯示大氣處于上干下濕的不穩(wěn)定狀態(tài)，CAPE值達(dá)到了2 300 J/kg以上，SI指數(shù)都為負(fù)值，K值在40 ℃以上，抬升指數(shù)和最大上升速度值都偏大，顯示四川東部至重慶西部的大氣垂直結(jié)構(gòu)處于較強(qiáng)的不穩(wěn)定狀態(tài)，熱力抬升條件較好，上升氣流較強(qiáng)，易于觸發(fā)強(qiáng)對(duì)流天氣，發(fā)生雷暴大風(fēng)、短時(shí)強(qiáng)降水等。

圖5 永川自動(dòng)站溫度、濕度、氣壓的逐小時(shí)演變情況Fig.5 The hourly evolution of temperature, humidity and pressure in Yongchuan automatic station

21日夜間至22日早上，隨著雷暴大風(fēng)、強(qiáng)降水的發(fā)生，不穩(wěn)定能量得到釋放，22日08時(shí)兩站探空?qǐng)D(表3、表4)顯示層結(jié)趨于穩(wěn)定，CAPE值逐漸減小(沙坪壩站減小為0)，SI指數(shù)、抬升指數(shù)轉(zhuǎn)為正值，最大上升速度變?yōu)?，不利于大氣產(chǎn)生熱力不穩(wěn)定形成強(qiáng)對(duì)流天氣，但兩站濕層維持深厚，由對(duì)流性降水轉(zhuǎn)為穩(wěn)定性降水，尤其是沙坪壩站的K指數(shù)較大，有利于降水的持續(xù)。22日20時(shí)，宜賓站各項(xiàng)動(dòng)力指數(shù)、熱力指數(shù)及濕層厚度顯示不利于降水的發(fā)生，沙坪壩站只有K值、濕層厚度顯示還會(huì)有發(fā)生分散降水的可能，但主要的降水時(shí)段結(jié)束。

風(fēng)垂直切變?cè)趯?duì)流風(fēng)暴的組織和發(fā)展中起重要作用。21日20時(shí)(圖6a、6c)，宜賓站風(fēng)向從低層6 m/s東北風(fēng)向10 m/s西南風(fēng)轉(zhuǎn)變，沙坪壩站從6 m/s東北風(fēng)向14 m/s西南風(fēng)轉(zhuǎn)變；22日08時(shí)(圖6b、6d)，宜賓站風(fēng)向從低層16 m/s西北風(fēng)向14 m/s西南風(fēng)轉(zhuǎn)變，沙坪壩站從8 m/s西北風(fēng)向16 m/s西南風(fēng)轉(zhuǎn)變。可以看到，整個(gè)天氣系統(tǒng)影響的地區(qū)存在0～6 km的較強(qiáng)垂直風(fēng)切變，有利于颮線中的上升、下沉氣流共存，上升氣流和環(huán)境風(fēng)切變相互作用的動(dòng)力過(guò)程中影響風(fēng)暴結(jié)構(gòu)和發(fā)展，產(chǎn)生雷暴大風(fēng)；較強(qiáng)垂直風(fēng)切變有利于產(chǎn)生強(qiáng)的風(fēng)暴相對(duì)氣流，使得暖濕氣流源源不斷地輸送到發(fā)展中的上升氣流中，以致強(qiáng)降水得以維持。在中尺度系統(tǒng)作用下，配合強(qiáng)的熱力作用，降水持續(xù)，出現(xiàn)暴雨。

表3 宜賓站(56492)探空數(shù)據(jù)Tab.3 The sounding dates for Yibing station(56492)

表4 重慶站(57516)探空數(shù)據(jù)Tab.4 The sounding dates for Chongqing station(57516)

4.2 濕度場(chǎng)分析

700 hPa與850 hPa的兩個(gè)高壓系統(tǒng)對(duì)峙(圖2c、2d、2e、2f)，重慶位于兩者之間地帶，南側(cè)的高壓環(huán)流不斷從南海輸送暖濕氣流到達(dá)重慶地區(qū)，且有偏南的風(fēng)速大值區(qū)影響重慶，西南暖濕氣流向重慶地區(qū)輻合，在低渦中心形成水汽輻合中心。從探空?qǐng)D可以看到(圖6)，在21日20時(shí)，宜賓站和沙坪壩站的濕度層都較厚，宜賓站更達(dá)到了600 hPa，大范圍深厚的高濕區(qū)為強(qiáng)對(duì)流天氣提供了充足的水汽。從相對(duì)濕度和比濕條件可以看到(圖7)，21日20時(shí)，重慶西部相對(duì)濕度在80%～90%之間，比濕在16 g/kg以上；22日08時(shí)，重慶西部相對(duì)濕度在90%以上，比濕在10 g/kg以上。綜上，從21日夜間到22日早上，重慶西部地區(qū)的濕層較厚，濕度條件較好，有利于降水的發(fā)生和持續(xù)。

圖6 四川宜賓站21日20時(shí)(a)、22日08時(shí)(b)探空?qǐng)D及沙坪壩21日20時(shí)(c)、22日08時(shí)(d)探空?qǐng)DFig.6 Composite sounding for the Yibing area at 20∶00 BT 21 May(a) and 08∶00 BT 22 May(b) andthe sounding for the Shapingba area at 20∶00 BT 21 May(c) and 08∶00 BT 22 May(d)

圖7 21日20時(shí)、22日08時(shí)相對(duì)濕度(a、c)與比濕(b、d)圖Fig.7 Relative humidity at 20∶00 BT 21 May(a) and 08∶00 BT 22 May(b) and specific humidityat 20∶00 BT 21 May(c) and 08∶00 BT 22 May(d)

5 結(jié)論

通過(guò)以上分析，得出如下主要結(jié)論：

①2018年5月21日20時(shí)—22日20時(shí)，永川地區(qū)發(fā)生了一次伴隨颮線的強(qiáng)對(duì)流天氣過(guò)程，颮線過(guò)程中出現(xiàn)短時(shí)強(qiáng)降水和大風(fēng)。500 hPa中高緯度低槽與副熱帶高壓、700 hPa、850 hPa穩(wěn)定的低渦切變線、中尺度對(duì)流復(fù)合體(MCC)和颮線系統(tǒng)，是此次強(qiáng)對(duì)流天氣的主要影響系統(tǒng)。

②此次過(guò)程副熱帶高壓北界位于靠近重慶南部的貴州—湖南一帶，700 hPa、850 hPa低渦切變線穩(wěn)定在重慶西部，850 hPa西南風(fēng)帶來(lái)充足的西南暖濕氣流，不穩(wěn)定的對(duì)流云團(tuán)在重慶西部停滯、發(fā)展為MCC。從23—01時(shí)，MCC冷云核心區(qū)面積逐漸變大且越來(lái)越白亮，對(duì)流云團(tuán)發(fā)展旺盛，02—03時(shí)能量開(kāi)始釋放，到03時(shí)冷云核心區(qū)面積明顯變小，05時(shí)已經(jīng)減弱東移，過(guò)程中永川地區(qū)出現(xiàn)了風(fēng)速加大、雷暴等強(qiáng)對(duì)流天氣。

③此次過(guò)程由孤立的對(duì)流單體發(fā)展成為颮線，長(zhǎng)寬比超過(guò)5∶1，回波強(qiáng)度較強(qiáng)，各個(gè)對(duì)流單體趨向于線狀排列，東移過(guò)程中演變?yōu)楣巍?duì)流云團(tuán)發(fā)展旺盛，到達(dá)對(duì)流層頂，強(qiáng)回波中心有及地，颮線帶來(lái)的地面大風(fēng)垂直于移動(dòng)方向，出現(xiàn)在颮線強(qiáng)回波帶、回波前沿，強(qiáng)降水主要發(fā)生在強(qiáng)回波區(qū)及回波后側(cè)，短時(shí)強(qiáng)降水、大風(fēng)持續(xù)時(shí)間較短，說(shuō)明弓形回波具有移動(dòng)快的特點(diǎn)。

④大氣處于上干下濕的不穩(wěn)定狀態(tài)，強(qiáng)的CAPE指數(shù)、SI指數(shù)、K指數(shù)、LI指數(shù)顯示熱力、動(dòng)力條件較好，同時(shí)0～6 km垂直風(fēng)切變較強(qiáng)，有利于颮線中的上升、下沉氣流共存與產(chǎn)生強(qiáng)的風(fēng)暴相對(duì)氣流，使得暖濕氣流源源不斷地輸送到發(fā)展中的上升氣流中，在副熱帶高壓、低渦等天氣系統(tǒng)和MCC、颮線等中小尺度系統(tǒng)共同作用下，出現(xiàn)此次強(qiáng)對(duì)流天氣過(guò)程。