2020-05-05江西颮線過程特征分析

馬尚芹，馬中元，謝 維，袁 春，李歡歡

(1.新余市氣象局，新余 338000；2.江西省氣象科學研究所，南昌 330046)

0 引言

由許多雷暴單體(其中包括若干超級單體)側向排列而形成的強對流云帶叫做“颮線”[1]。颮線出現時通常伴有強雷電、雷暴大風、冰雹、強降水等強對流天氣，對人民生命財產造成極大的損失。

國內外氣象工作者對颮線已經開展了很多研究[2-4]。漆梁波[5]等研究發現2002-08-24發生在長江三角洲的一次颮線過程產生于一個中尺度對流系統(MCS)當中，地面冷鋒副高邊緣的高能水汽輸送帶與高空小槽配合，使該MCS得以發展和加強，副高南撤和下游有利的動力和層結條件使得MCS中的雷暴群發展為颮線；而于庚康[6]、謝夢莉[7]等研究認為，地面輻合線、鋒面、低空急流及地形對颮線的觸發和維持起著重要的作用；張華龍[8]等研究發現雷暴大風與紅外云圖亮溫梯度均具有較好的空間對應關系，亮溫梯度增大先于雷暴大風增強，可作為提前預警指標。

文章對2020-05-05江西中北部颮線天氣過程的天氣背景、天氣雷達、衛星云圖、分布特征等進行分析，研究成果對強對流天氣的監測預警和預報服務具有一定的指導意義。

1 天氣實況

2020-05-05T02：00—10：00，江西中北部出現1次颮線天氣過程，隨著颮線自西向東逐漸移動，江西中北部出現較大范圍雷暴大風、短時強降水、強雷電等強對流天氣。此次颮線過程具有持續時間較長、強天氣劇烈、影響范圍較廣等特點。

02：00—10：00，江西國家站出現21站次雷暴大風，風速最大值為萍鄉市的32.3 m/s，區域站出現雷暴大風176站次，≥28.5 m/s(11級)大風有3站次。02：00—10：00，贛北和贛東北局部出現了暴雨天氣，≥30 mm/h強降水100站，≥50 mm/3 h強降水56站，≥50 mm/6 h強降水83站，1 h最大降水量出現在撫州市廣昌縣千善站，為52.1 mm。由于颮線范圍窄、移動快，所以降水維持時間短，國家站累積降水量僅贛北和贛東北5站超過50 mm。02：00—10：00，江西總雷電次數33，939次，其中正閃2830次，負閃31，109次，單次雷電強度達到-433～+646 kV。

2 天氣背景與數值預報

2.1 天氣形勢

在5月4日20：00天氣圖上(圖1)，500 hPa高空低槽位于105°E附近(圖1a)，槽前西南氣流與700 hPa急流在湘東北與贛西北交匯(圖1b)，850 hPa切變線位于湘北至贛西北，湖南東北部、江西中北部，Td 17℃的高濕區、850 hPa暖脊與500 hPa冷溫槽在贛西北疊加(圖1c)，與500 hPa干區形成上干冷下濕暖層結，地面倒槽從重慶貴州北部、湖南中北部伸向贛西北(圖1d)。

圖1 2020-05-04T20：00天氣圖

在5月5日08：00天氣圖上，200 hPa贛北、贛東北有明顯分流區，500 hPa低槽移至江西中北部，850 hPa切變線位于湘贛交界，與500 hPa低槽形成前傾結構，850 hPa江西中北部仍處于顯著濕區之中，Td達19 ℃，850 hPa與925 hPa急流在贛中南部交匯，925 hPa暖平流與500 hPa冷平流在江西中北部疊加，地面圖上贛北處于低渦氣旋控制中。

5月4日20：00至5日08：00，高空冷槽、地面倒槽和氣旋、中低層切變、低層西南急流在江西中北部交匯，受前傾槽結構和200 hPa強輻散等多個有利條件共同影響，江西中北部出現颮線系統并伴隨大范圍的強雷電、雷暴大風和短時強降水天氣。

2.2 物理量統計

從5月4日20：00至5日08：00，南昌和長沙探空觀測資料可以看出，4日20：00，KI指數達38～39 ℃，SI指數低于-3 ℃，風暴強度指數SSI超過了300，南昌站對流有效位能CAPE數值超過了2500 J/kg，長沙站接近2000 J/kg，上述數據表明大氣層結為不穩定狀態且不穩定能量較強，這些指數特征有利于產生強對流天氣，0～3 km和0～6 km的風矢量差分別大于10 m/s和20 m/s，有利于雷暴大風產生。5日08：00，隨著對流天氣的產生，能量逐漸釋放，對流參數數值有所減小。

從5月4日20：00的高空露點溫度Td以及比濕Q垂直分布來看，850 hPa江西、湖南境內Td、Q在17 ℃和14 g/kg以上，而700 hPa的Td和Q分別只有5～6 ℃和 8 g/kg，表明江西、湖南境內濕層不深厚，具有明顯的上干下濕結構，不利于產生大范圍暴雨天氣，而有利于產生大風等強對流天氣。

2.3 數值預報產品分析

從歐洲細網格5月4日08：00至5日05：00—08：00數值預報來看，贛北到贛東北700 hPa以下有負的散度中心，200 hPa為正的散度中心，垂直速度上升中心在贛北和贛東北比較明顯，一直持續到200 hPa，在風場上，200 hPa贛東北有明顯的分流區，700 hPa、850 hPa的大風速在贛東北輻合明顯且范圍寬廣，贛東北熱量水汽條件比贛中及贛北南部更有利于產生暴雨天氣。

從歐洲細網格、日本和GRAPES_GFS模式4日08：00起報，4日23：00至5日11：00的12 h雨量預報來看，歐洲細網格模式(圖2a)、日本中尺度模式(圖2b)，對此次過程降水中心位置落區預報比較準確，而GRAPES_GFS模式(圖2c)降水中心位置落區偏南，歐洲細網格模式降雨量級預報更接近實況，日本中尺度模式和GRAPES_GFS模式降雨量級預報明顯偏小，都沒有預報暴雨。

圖2 歐洲細網格(a)、日本中尺度(b)、GRAPES_GFS(c)5月4日23：00至5日11：00雨量預報

3 雷達回波與衛星云圖演變

3.1 雷達回波演變

5月5日02：00，颮線雷達回波主體移入江西，強度最大達65～70 dBz，回波頂高在16 km以上；06：00，在湖南中部有另外一個對流系統從萍鄉到吉安西部移入江西，雷達回波強度為55～60 dBz，回波頂高14～16 km。北部的颮線系統在08：00從贛東北到撫州移出江西，南部的回波系統10：00從吉安移出江西。颮線雷達回波的位置、移動以及強度與雷暴大風的分布吻合較好，颮線雷達回波主體的北段回波范圍較大，回波強度比南段稍弱，比較有利于產生較長時間的降水，從而累積雨量比南段大。

3.2 衛星云圖演變

通過分析FY2G紅外云圖可知，對流系統整體移動方向為自西向東，云圖中有大片白亮色，表明回波頂較高，云頂溫度低，02：00最白亮云系進入江西西部時，云頂亮溫最低達到195 K，對應對流最強烈的區域，萍鄉出現了全省此次過程的最大風速32.3 m/s。此次影響江西的云系主要有南北兩個云團，北部云團最強部分02：00左右進入江西，造成北部出現大范圍雷電、大風以及贛北和贛東北的暴雨天氣，南部云團06：00左右自萍鄉和吉安西部進入江西，主要在吉安到撫州南部一帶造成強對流天氣。08：00和10：00左右，南北兩個云團分別移出江西，江西的颮線強對流天氣過程結束。

4 地形對雷達回波的影響

贛西地區從萍鄉經宜春袁州區到新余市，位于袁河流域，平均海拔高度在200 m以下，袁河流域以北為九嶺山脈，以南為羅霄山余脈武功山脈，平均海拔高度在1000 m以上，在贛西地區袁河流域形成了一個南北高中間低的東西走向的狹窄通道，稱為西部走廊地形[9]。

當此次回波位于湖南中部時，呈現南北向的帶狀結構，隨著回波移到萍鄉西部，結構仍是較明顯的南北帶狀結構，強度加強，而當回波進入贛西地區的狹窄通道后，由于南北山脈的阻擋作用，以及中間狹長通道的狹管效應，導致原來南北向的回波帶南北移速減慢，中間移速加快，回波帶變成了弓狀結構。這種弓狀回波帶在其他颮線個例中也經常出現。

5 結束語

文章經過以上分析得到以下結果：

1)此次颮線天氣過程具有持續時間長、強天氣劇烈、范圍廣的特點，5日凌晨到上午先后有兩個對流系統自西向東影響江西省中北部。

2)高空冷槽、地面氣旋中心、中低層切變、低層西南急流在江西中北部交匯，形成上干冷下濕暖的結構，濕層不夠深厚，導致江西中北部颮線系統并伴隨大范圍的強雷電、大風、短時強降水天氣，暴雨站數較少。

3)多普勒雷達和FY衛星云圖資料移動路徑、范圍與強度，與江西省雷暴大風對應非常吻合。歐洲細網格預報贛北和贛東北風速輻合、垂直運動、低層輻合高層輻散范圍更加寬廣，因而降水累積量更大。

4)贛西地區南北高中間低的特殊地形作用，使得湖南東移來的雷達回波由南北向演變成弓形結構。