晉江市一次強雷暴天氣過程的綜合分析

楊舒琳 葉曉冰 葉曉春

【摘? ?要】 本文從大尺度環流形勢背景，反映水汽條件、層結不穩定和熱力、動力條件的一些物理量、探空曲線以及衛星云圖、閃電監測資料、雷達回波圖等方面，對2019年5月17日晉江地區強雷暴天氣過程進行了綜合分析，以期對今后的強對流天氣預報有所幫助。

【關鍵詞】 強雷暴;天氣背景;閃電;衛星云圖

[Abstract] From the background of large-scale circulation situation， some physical quantities， sounding curves， satellite cloud map， lightning monitoring data and radar echo map reflecting water vapor condition， instability of stratification and heat and dynamic conditions， this paper makes a comprehensive analysis of the severe thunderstorm weather process in Jinjiang area on May 17，2019， in order to help the forecast of strong convective weather in the future.

[Key words] thunderstorm; weather background; lightning; satellite cloud map; radar echo

1? 雷暴天氣實況

2019年5月17日下午至傍晚，泉州市晉江地區出現罕見強雷暴天氣，并伴有短時強降水、雷雨大風、強閃電等強對流天氣，晉江國家氣象觀測站（位于崎山山頂，海拔135米）出現8級（18.1m/s）大風，平原部分鎮街出現6級以上的大風;晉江國家氣象觀測站出現暴雨，雨量達75.8mm，統計17日15時至19時區域自動站累積降水量，共有13個區域自動站出現50mm以上降水，主要集中在中北部鎮街，以西濱鎮89.4mm為最大，其中1h最大降水量為16—17時靈源街道55.8mm。本次過程持續時間短、強度強，造成較嚴重的城市內澇。

2? 雷暴發生的天氣背景分析

2.1? 高低空天氣形勢分析

5月17日08時，200hpa高度場上，我市上空高層輻散明顯。從16日20 時高空500 hPa 環流形勢圖（圖略）可以看出亞州中高緯為兩槽一脊型， 長波槽位分別于90°E至我國新疆西北部以及蒙古上空，槽后有西北氣流，同時，在我國河套平原南部有一發展中的南支槽，槽底南伸至廣西西部，到17日08時（圖1a），這條西南槽線分裂出多個小波動不斷東移，槽前有明顯的暖平流，槽后均為冷平流，槽線附近有對流云團逐漸東移，福建處于槽前強盛的西南氣流控制下，通過分析該槽線的移動速度，可以看出，強雷暴發生時間為17日下午，此時晉江剛好位于槽前2-3個經度。17日08時850 hPa 形勢場上（圖1b），長江以北地區存在一個低渦中心，由中心延伸出一支東北西南走向的切變線，切變線從江蘇北部經安徽中部、湖北東部到湖南北部，福建省處于切變南側的低空西南急流中，急流軸位于廣西北海—廣西梧州—江西贛縣，急流中心風速為16m.s-1，晉江市處在急流軸右前方的輻合區中。高低空均為強盛的西南暖濕氣流，這帶來了豐富的水汽輸送，有利于不穩定能量的聚集，同時，高層輻散與低層輻合相配合，導致劇烈的垂直運動，激發對流云團的發展，觸發強雷暴、短時強降水、雷雨大風等強對流天氣的發生發展[1]。

2.2? 水汽通量分析

5月17 日08時 的850 hPa 水汽通量圖上（圖2a），水汽通量大值中心位于廣東省，從中心向外擴展，低層西南風將水汽源源不斷地向我省輸送，福建南部地區均處于水汽通量大值區，晉江的水汽通量值達到18 g.cm-1.hPa-1.s-1，比濕15～16g.kg-1;由圖2b可見，福建中南部沿海地區位于水汽通量散度負值大值區，晉江的水汽通量散度為-12～-15 g.cm-2.hPa-1.s-1。表明低層有充沛的水汽，上游源源不斷輸送來的水汽在福建中南部沿海輻合，提供了強對流天氣發生發展的有利水汽條件[2]。

通過對水汽圖與閃電資料的對比分析可看出，水汽輸送密集的區域和地閃密集的區域基本一致。從圖2a可見，水汽的輸送方向福建中南部地區，均是閃電的密集區。表明強水汽輸送帶北側和閃電存在一定聯系。

2.3? 穩定度分析

從17時08時K指數圖（圖3a）可以看到，福建省K指數均在36℃以上，在福建的中南部沿海是一個很強的不穩定區，其K指數在38℃～40℃之間，說明大氣層結非常不穩定;沙氏指數圖上（圖略），該區域亦是不穩定區，沙氏指數為-2℃～-3℃，通常K指數達到35 ℃，沙氏指數達-2 ℃，就表明大氣已處于不穩定狀態，因而，這時晉江地區上空的大氣非常不穩定。

綜合分析K指數、沙氏指數圖與閃電資料圖可知，不穩定區對應的區域與未來閃電密集的區域相吻合。

2.4? ?探空曲線特征

選取最接近晉江的廈門探空資料進行分析，5 月17 日08時廈門 T-logP 圖（圖3b）顯示，溫度層結曲線與露點曲線除了在400—500 hPa以外兩線均基本緊靠，表明整層濕度條件很好，有利于形成強降水。17日08時假相當位溫θ_se場上（圖略），高值中心在廣西南部，高能舌從廣西、廣東伸向福建;從θ_se的垂直分布圖可見（圖略），低層θ_se大，850到500 hPa的θ_se隨高度的增加而減小，△θ_se（500-850 hPa）為-5℃，表明熱力不穩定條件較好。然而17日08時廈門地區的對流有效位能Cape 值不大，僅293.8 J.kg-1，但將氣溫升至30 ℃（17日午后廈門氣溫達31.3℃），通過訂正計算出廈門午后的對流有效位能Cape 值達2500 J.kg-1，可見中午過后該區域的對流有效位能利于強雷暴的發生發展。

綜上分析，不穩定的大氣層結與豐富的水汽條件共同配合提供了強對流天氣發生的有利條件，同時，高、低空系統之間相互作用，促進了強雷電、短時強降水的發生發展。

3? 衛星云圖及閃電資料分析

3.1? 衛星云圖分析

在5月17日13：30-14：00的衛星云圖上，福建省的西南部有對流云團生成，云頂亮溫達-80℃，尺度較小，云團的邊緣不規則;15：00該對流云團發展東移至漳州境內，尺度增大，云頂亮溫維持，云團的邊緣較光滑，呈圓形;16：00，云團向東偏北方向移動，無論在范圍上還是強度上均達到最強，范圍約為1個緯距×1個經距（約10600km2）， 云頂亮溫-85℃;17：00對流云團變成橢圓形，范圍縮小，云頂亮溫-80℃，之后，云團尺度繼續縮小，云頂亮溫逐漸降低約為-70℃，漸趨分裂、減弱，18：00云圖上，對流云團已減弱消失。

3.2? 閃電特征分析

全省逐日閃電監測資料顯示：5月17日14時，閃電主要集中分布在龍巖、漳州一帶地區，此時晉江區域上空還沒有閃電出現。圖4a為14時-15時的閃電分布情況，可見福建南部及三明西部地區是兩個主要的閃電區，其中從福建南部東移的閃電密度逐漸加大;在16：00-17：00的閃電分布圖（圖4b）上，閃電密集區繼續發展東移，閃電密度持續加大，密集區位于泉州南部，尤其是在晉江、南安地區，晉江上空此時已是狂風大作，電閃雷鳴，暴雨傾盆。由圖可知，此次雷暴過程的地閃以負（-）地閃為主，正（+）地閃相對較少。17時-18時閃電密集區已基本移出泉州南部地區，雷暴過程趨于結束。

綜上分析可知，地閃數量與閃電密集度成正比關系，地閃越多，閃電密度越大，且負地閃較之正地閃更多。因而，雷電分布情況及其強度趨勢和發展方向可以從閃電定位監測資料中地閃分布情況得出[3-4]。同時，從雷達回波圖上分析，對比閃電密度分布情況，閃電密度大值區與強回波區相吻合。

4 結論

（1）高層處于槽前強盛的西南氣流控制下，低層位于急流軸的右前方輻合區中，高低空一致的強盛西南暖濕氣流，低層輻合高層輻散觸發強烈的垂直上升運動，是此次強雷暴天氣過程發生發展的大氣環流形勢背景。（2）低層西南急流提供了高比濕值和大的水汽通量，與水汽通量的強烈輻合相配合，給強對流天氣過程帶來充沛的水汽條件;水汽輸送密集的地方，都是閃電的密集帶，也是強雷暴發生的區域。（3）熱力不穩定條件較好，氣層中的不穩定層結也為此次強雷暴天氣提供了必要的條件，不穩定區域所對應的就是閃電密集的區域。（4）在衛星云圖上，對流云團不斷發展，強度最強時，尺度較大，約為1個緯距 ×1個經距（約10600km2），云頂亮溫較低達-85℃，導致這次強雷暴天氣的發生。雷電分布情況及其強度趨勢和發展方向可以從閃電定位監測資料中地閃分布情況得出。從雷達回波圖上可見，強回波區與強閃電區一致。（5）衛星云圖、閃電監測、天氣雷達和區域自動站網的監測能夠為做好強對流天氣預報預警服務工作提供重要保障。

參考文獻：

[1] 林新彬，劉愛鳴，林 毅，等.福建省天氣預報技術手冊[M].北京：氣象出版社，2013.5：171-211.

[2] 湯巧秀. 福州市2014年3月29日強對流天氣過程分析[A]. 中國氣象學會.第31屆中國氣象學會年會S2 災害天氣監測、分析與預報[C].中國氣象學會：中國氣象學會，2014：5.

[3] 尤鳳春，景 華，李江波.“96.8”河北特大暴雨雷達回波和閃電資料特征[J].氣象，1999，（08）：47-50.

[4] 楊國鋒，湯達章，劉 曉，等.一次強風暴天氣閃電定位資料與雷達資料的綜合分析[J].氣象科技，2005，（02）：167-172.

（編輯：李曉琳）