綏化市“6.08”對流風(fēng)暴回波天氣過程分析

班秋艷，李 瑩，高賽男，劉立巖，樊慶星，賈 楊（綏化市氣象局，黑龍江 綏化152000）

1 引言

1.1 研究概況及意義

國內(nèi)外相關(guān)研究表明：所謂災(zāi)害性雷雨大風(fēng)，指的是對流風(fēng)暴產(chǎn)生的龍卷以外的地面直線型風(fēng)害。雷暴大風(fēng)的產(chǎn)生主要有三種方式：1.對流風(fēng)暴中的下沉氣流達(dá)到地面時(shí)產(chǎn)生輻散，直接造成地面大風(fēng)；2.對流風(fēng)暴下沉氣流由于降水蒸發(fā)冷卻在到達(dá)地面時(shí)形成一個冷空氣堆向四面擴(kuò)散，冷空氣堆與周圍暖濕氣流的界面稱為陣鋒風(fēng)，陣鋒風(fēng)的推進(jìn)和過境導(dǎo)致大風(fēng)；3.低空暖濕氣流在快要進(jìn)入上升氣流區(qū)時(shí)受到上升氣流的抽吸作用而加速，導(dǎo)致地面大風(fēng)。

綏化市位于黑龍江省中南部，小興安嶺余脈與松嫩平原銜接地帶，南部平原，北部多山區(qū)，夏季極易發(fā)生強(qiáng)對流性天氣，對人民生活和生產(chǎn)產(chǎn)生較大的危害，總結(jié)預(yù)報(bào)經(jīng)驗(yàn)對于夏季的強(qiáng)對流天氣的防災(zāi)減災(zāi)起到重要作用，本文對綏化市2020年6月8日雷雨大風(fēng)天氣過程的分析，結(jié)果表明，雷暴大風(fēng)產(chǎn)生的三種方式在此次過程都得以體現(xiàn)，所以這次過程影響范圍廣、災(zāi)情比較嚴(yán)重。

1.2 過程概況

2020年6月8日14-22時(shí)綏化市自西向東出現(xiàn)雷雨大風(fēng)天氣，全市大部分縣（市）最大風(fēng)速達(dá)到6級，極大風(fēng)速7個縣（市）達(dá)到8級以上，其中安達(dá)最為嚴(yán)重，風(fēng)力達(dá)到12級,這次雷雨大風(fēng)天氣，降水分布不均，大部分在5mm左右，最大降水量20.7mm，出現(xiàn)在安達(dá)。此次過程造成安達(dá)、青岡等地出現(xiàn)較大風(fēng)災(zāi)。

2 地面形勢分析

圖1 2020年6月8日（a）17時(shí)；(b)20時(shí)地面天氣圖

此次過程前期，綏化市受暖脊控制，冷空氣在貝湖以東蒙古處堆積，7日綏化市晴間多云，偏南風(fēng)2-3級，最高溫度29-31℃，氣溫較高，相對濕度在70%左右。8日白天最高溫度29-33℃，溫度較高，6月8日17時(shí)地面天氣圖可以看到綏化市位于低壓槽前，在齊齊哈爾南部處有明顯的風(fēng)速輻合和風(fēng)切變，20時(shí)低壓加強(qiáng)，安達(dá)處存在一條明顯輻合線，風(fēng)向從南風(fēng)變?yōu)闁|南風(fēng)，冷鋒過境造成綏化市從8日白天開始風(fēng)力逐漸加大，至冷鋒過境后，風(fēng)力逐漸減弱，同時(shí)較大的偏南風(fēng)帶來充足的水汽（圖1）。

圖2 2020年6月8日20時(shí)(a)500 hPa;(b)700 hPa;(c)850 hPa;(d)925 hPa天氣圖

3 高空形勢分析

6月8日20 時(shí)500 hPa天氣圖可以看到，高空形勢是兩槽一脊，暖脊的維持，有利于貝湖的冷空氣堆積。從850 hPa到500 hPa，綏化市上空為西南風(fēng)，700 hPa槽線的位置比500 hPa槽線位置偏西，形成前傾槽的結(jié)構(gòu)，500 hPa槽后相對干的空氣位于700 hPa槽前相對濕的空氣之上，這種上干下濕的結(jié)構(gòu)使得對流不穩(wěn)定加劇。700 hPa綏化市明顯看到有風(fēng)速的輻合，850 hPa和925 hPa上可以看到有明顯的切變，冷暖交匯處有利于對流的發(fā)展（圖2）。

4 環(huán)境背景分析

從哈爾濱6月8日08時(shí)的溫度對數(shù)壓力圖上看到整層較濕，風(fēng)從偏南風(fēng)順轉(zhuǎn)為西南風(fēng)，暖濕空氣由上升氣流從大氣低層向上輸送，K指數(shù)為30.3，說明層結(jié)不穩(wěn)定，20時(shí)500 hPa附近風(fēng)速為22 m/s，從近地面到500 hPa有較大的風(fēng)速切變，風(fēng)速差為20 m/s，說明有較強(qiáng)的垂直風(fēng)切變，使得上升氣流傾斜，暖濕空氣向上輸送，同時(shí)可以增強(qiáng)中層干冷空氣的吸入，加強(qiáng)風(fēng)暴中下沉氣流和低層冷空氣外流。風(fēng)向從近地面的東南風(fēng)迅速順時(shí)針方向轉(zhuǎn)為西南風(fēng)，風(fēng)隨高度順轉(zhuǎn)，上冷下暖形成熱力不穩(wěn)定條件。在地面風(fēng)場上在綏化中部出現(xiàn)明顯的輻合，大氣的輻合抬升易觸發(fā)雷暴的生成，K指數(shù)為34，說明層結(jié)不穩(wěn)定，SI指數(shù)為-3.66，可能有強(qiáng)雷暴發(fā)生（圖3）。

圖3 哈爾濱2020年6月8日(a)08時(shí)；(b)20時(shí)探空

5 紅外云圖

紅外衛(wèi)星云圖看到在冷鋒前部綏化西南部有明顯的對流單體生成，對流單體的形狀是近似圓形，邊界清晰，云頂溫度較低，強(qiáng)度梯度較大，云頂色調(diào)變?yōu)闇\白，至20時(shí)，對流云團(tuán)發(fā)展，亮溫梯度加大，靠近安達(dá)處云頂色調(diào)變?yōu)榱涟祝祈敯l(fā)展較高，云團(tuán)發(fā)展達(dá)到旺盛階段，21時(shí)開始，云頂溫度變?yōu)榧t色，但是后界少動，強(qiáng)度梯度仍然很強(qiáng)。從云圖上可以清楚的看到強(qiáng)天氣影響的范圍，也是短時(shí)臨近預(yù)報(bào)的重要依據(jù)。

6 雷達(dá)回波特征

6.1 反射率因子和徑向速度特征分析

6月8日19 時(shí)35分0.5°仰角反射率因子圖可以看到，綏化西南部有一中心強(qiáng)度為63 dBZ的回波，在回波的后部逐漸形成層狀云降水區(qū)，回波后部出現(xiàn)明顯的“V”型缺口，在弓形回波前沿存在高的反射率因子梯度區(qū)，弧的中部向前突出，安達(dá)西部反射率因子最強(qiáng)，弓形回波后側(cè)存在弱回波區(qū)，強(qiáng)烈的后側(cè)入流急流，它向下沉氣流提供干燥和高動量的空氣，增加地面附近出流的強(qiáng)度，此時(shí)安達(dá)已出現(xiàn)雷雨大風(fēng)天氣，回波自西向東方向移動，至19時(shí)58分0.5°仰角可以看到弓形回波繼續(xù)東移發(fā)展，反射率因子加強(qiáng)，在弓形回波的頂點(diǎn)處安達(dá)東部可以看到有陣鋒風(fēng)的出現(xiàn)，綏化市自西向東都受到陣鋒風(fēng)的影響。回波在20時(shí)14分發(fā)展最為旺盛，反射率因子最強(qiáng)達(dá)到65.5 dBZ，弓形回波逐漸衰減為逗點(diǎn)狀回波，回波整體于21時(shí)50分減弱東移，大風(fēng)過程持續(xù)影響我市近兩小時(shí)。

19時(shí)46分0.5°仰角徑向速度，可以看到安達(dá)西部的明顯輻散區(qū)，在3.3°仰角可以看到中層的徑向輻合，預(yù)示著可能會有下?lián)舯┝鞯某霈F(xiàn)。

6.2 VIL值的演變和發(fā)展情況

VIL值的演變和發(fā)展情況，19時(shí)35分安達(dá)VIL值是5 kg/m2，雷達(dá)經(jīng)過一個體掃，19時(shí)41分時(shí)，安達(dá)的VIL值是迅速增大為40-45 kg/m2，VIL值突然躍增則是地面災(zāi)害性大風(fēng)的開始的標(biāo)志，此時(shí)也正是安達(dá)出現(xiàn)災(zāi)害性大風(fēng)的時(shí)間，19時(shí)46分，安達(dá)的VIL值迅速下降到30-35 kg/m2，19時(shí)52分VIL值迅速下降到5 kg/m2以下，而19時(shí)58分，也是陣風(fēng)鋒被看見的時(shí)間，VIL值的演變和發(fā)展情況，確定了對流風(fēng)暴所發(fā)生的的位置，快速降低的VIL值可能意味著破壞性大風(fēng)的開始。

7 小結(jié)

（1）對流云團(tuán)東移發(fā)展過程中由于地面風(fēng)場輻合線的抬升作用，使風(fēng)暴加強(qiáng)；

（2）這次對流風(fēng)暴天氣過程有較強(qiáng)的垂直風(fēng)切變，風(fēng)從偏南風(fēng)順轉(zhuǎn)為西南風(fēng)，上冷下暖形成熱力不穩(wěn)定條件，使對流天氣發(fā)展并維持時(shí)間較長；

（3）從紅外云圖上可以清楚的看到強(qiáng)天氣影響的范圍，以及強(qiáng)度和云頂高度，衛(wèi)星云圖也是短時(shí)臨近預(yù)報(bào)的重要依據(jù)；

（4）這次天氣過程在雷達(dá)圖上有明顯的弓形回波，在弓形回波前沿存在高的反射率因子梯度區(qū)，弓形回波后側(cè)存在弱回波區(qū)，強(qiáng)烈的后側(cè)入流急流，它向下沉氣流提供干燥和高動量的空氣，增加地面附近出流的強(qiáng)度，中層的徑向輻合，也預(yù)示著可能會有下?lián)舯┝鞯某霈F(xiàn)，陣風(fēng)鋒的移動和發(fā)展，使得綏化市安達(dá)、青岡等地出現(xiàn)大風(fēng)、短時(shí)強(qiáng)降水、雷電等強(qiáng)對流天氣，此次過程強(qiáng)對流天氣影響范圍廣、災(zāi)情嚴(yán)重。

（5）VIL值的演變和發(fā)展情況，確定了對流風(fēng)暴所發(fā)生的的位置，快速降低的VIL值可能意味著破壞性大風(fēng)的開始。