2017年撫州市一次颮線天氣診斷分析

郭 建 華

(江西省撫州市氣象局，344000，江西，撫州)

0 引言

江西颮線是一種帶(線)狀的的雷暴群所構成的中小尺度的帶狀系統，颮線回波帶上風向、風速突變，通常具有典型的“弓狀”回波特征，沿著颮線可以出現雷暴、暴雨、冰雹、龍卷等強對流天氣。

近幾十年來，國內外氣象學者對颮線進行大量的研究。田薈君[1]等人對2014年5月31日華東地區一次暖區颮線過程的多普勒天氣雷達進行詳細分析；陳鋒[2]等人基于雷達資料同化對一次浙江初春罕見颮線過程數值模擬的影響分析；楊吉[3]等分析總結了東北冷渦影響下江淮地區一次颮線過程的成因；官曉軍[4]等對福建省一次強颮線過程的強度和移動特征進行詳細總結，較多研究成果為颮線天氣的研究提供了經驗和依據[5-7]。

本文基于常規天氣圖、地面自動站和多普勒雷達等資料，對2017年6月5日撫州市一次短時雷暴大風過程的地面氣象要素、環流形勢以及天氣尺度、不穩定能量、價交換雷達回波演變特征等進行分析，歸納總結撫州颮線、雷暴大風預報指標，為今后預報撫州颮線、雷暴大風天氣提供預報參考依據。

1 颮線過程概況

2017年6月5日18:25開始到20:06，由一條強颮線(弓形回波)自西向東橫掃撫州市北部，共出現7站次的八級以上大風天氣(圖1)，瞬時極大風速以金溪左坊縣21 m/s為最大，同時伴有強雷電和局地短時強降水。此次風災具有突發性強、來勢迅猛、破壞力強等特點。

圖1 2017年6月5日18:25—20:06大風實況分布圖

2 地面氣象要素變化特征

颮線過境時，常常引起風向突變，風速劇增、氣壓涌升、溫度驟降，伴隨的天氣有雷電、大風、冰雹、龍卷風等災害性天氣。2017年6月5日18:25—20:06，颮線橫掃撫州市北部，據自動站數據資料顯示，颮線過境前后，地面氣象要素有以下變化特征。

2.1 氣壓的變化特征

據自動站氣壓變化曲線圖分析(圖2(a))，5日14:00—17:00，臨川、崇仁、金溪、宜黃四站氣壓變化不大，17:00—18:00，氣壓比前3 h略有上升，18:00—20:00，氣壓上升速率明顯加大，2 h內上升將近 3.2～3.7 hPa。從這氣壓變化趨勢可以判斷颮線在此時過境。

2.2 溫度、濕度、風的變化特征

據自動站溫、濕、風變化曲線圖分析(圖2(b)～(d))，颮線入境前，臨川、崇仁、金溪、宜黃4站溫度、濕度14:00—18:00，變化微小，18:00—20:00，颮線過境時臨川、崇仁、宜黃溫度迅速下降，幅度大約在7.1～8.0 ℃，而金溪從19:00—20:00，降溫幅度為5.7 ℃，颮線過境后溫度變化趨于平穩；18:00—20:00，臨川、崇仁、宜黃、金溪濕度大幅度躍升，2 h內4站躍升值分別為30%、23%、35%、27%，20:00將接近飽和；4站颮線過境時，風速變化曲線比入境前波動大，大約在3.3～6.4 m/s，風向從南風或西南風轉為偏西風或西北風。從上述分析可看出，氣象要素發生變化時，伴隨大風、強雷暴等劇烈天氣現象出現，氣壓跳躍，颮線過境后，溫度、濕度基本趨于平穩，風停雷止，颮線過程對撫州市影響結束。

圖2 2017年6月5日14:00—22:00 4站每小時氣壓(a)、氣溫(b)、濕度(c)、風速(d)曲線分布圖

3 環流形勢及影響天氣尺度分析

根據高空環流形勢場顯示(圖3)，6月5日08:00，對流層高層(500 hPa)中高緯地區為兩槽一脊形勢，貝加爾湖和烏拉爾山以東為低槽，新西伯利亞以北為暖高壓脊控制，西太平洋副熱帶高壓 588 dagpm 特征線位于華南沿海一帶，其西北側強盛的西南暖濕氣流將水汽源源不斷地輸送到江南上空，四川以東存在一支活躍的南支槽，且溫度槽落后于高空槽，預示該槽未來加深東移，將攜帶槽后的冷空氣與江南上空的暖濕氣流相匯合，有利于強對流天氣發生。

圖3 2017年6月5日08:00時500 hPa實況圖

5日08:00(圖4(a)、(b))，中低層 700 hPa和850 hPa在25°N～34°N之間有切變活動，切變以南為一致西南氣流控制，從廣西北部、湖南南部、江西中部有一支風速達14～20 m/s的西南低空急流，從850 hPa圖中顯示濕度大值區位于長江以南，濕度大，比濕達16～20 g/kg，對應700 hPa、500 hPa比濕分別為10～11 g/kg、3～4 g/kg，大氣呈“上干下濕”特征；另外，長江以南溫度在16 ℃以上，高溫中心達到25 ℃，溫度脊經廣西向西北方向伸展到吉安、九江一帶，這種前期的增溫增濕為強對流天氣發生累積的不穩定能量起到促進的作用。

圖4 2017年6月5日08:00時700 hPa(a)、 850 hPa(b)實況圖

5日08:00—20:00時地面圖上(圖5(a)、(b))，長江中下游地區為西南暖槽控制，08:00湖南中部地區有一條弱的輻合線生成，隨后這條輻合線逐漸東移南壓加強，17:00撫州、吉安位于輻合線東南側，吹4 m/s偏南風。天氣晴熱，當日最高氣溫除東鄉、資溪外，其余站均超過33 ℃，近地面層溫度升高，加劇了氣層的不穩定度。強對流風暴就是在輻合線(即吉安西北部)附近觸發生成并沿地面輻合線東移發展造成撫州市北部特大風災。20:00以后輻合線南移減弱，撫州上空已轉偏北風，過程基本結束。

圖5 2017年6月5日08:00地面實況圖(a)、08:00—17:00地面輻合線疊加圖(b)

4 不穩定能量分析

分析強對流颮線天氣發生發展的不穩定能量變化，發現颮線的形成需要大量不穩定能量積聚。強對流發生之前(圖6(a))，5日08:00，氣團不穩定能量K指數在江南上空均大于36 ℃，贛中一帶K指數大于40 ℃，表明贛中上空積累了較高的潛能，為此次強對流天氣提供了有利的不穩定條件。分析5日08:00時，850 hPa θse場(圖6(b))廣西為一高能中心，沿湖南南部至贛南贛中方向有高能舌深入，其高能范圍內有利于能量的爆發釋放。從假相當位溫θse垂直分布圖可以看出(圖略)，θse隨著高度降低，在吉安贛州一帶均處于θse500～θse850小于13 ℃負值區內，而撫州上空小于8 ℃負值區內，贛中贛南這一帶處于極不穩定狀態。分析08:00沙氏指數 SI分布場(圖略)，可以看出在湖南南部、贛中贛南等地有東西向帶狀狹長的不穩定區域，撫州上空沙氏指數SI為-3 ℃。

圖6 2017年6月5日08:00時K指數(a)和850 hPa θse(b)分布圖

5 雷達回波特征分析

從雷達回波演變(圖7)可知，在颮線形成和移入撫州境內前，對流性天氣已十分明顯。14:30左右，多個對流單體在宜春地區開始形成，隨后在有利強對流發展的環境條件下，對流回波迅速加強并向東北方向移動，其移動方向后方不斷有新的回波單體生成并加強，隨著時間的推移，回波移動過程中分為南北兩部分，北段繼續向東北方向移動、南段轉為偏東方向移動，17:30左右南段回波在樟樹、新干、峽江、吉安市西部逐漸組成一條東北—西南向、水平尺度大約26 km 的颮線回波帶，平均強度在49 dbz，最強58 dbz，18:13颮線回波移近撫州上空時，強度再度加強，面積擴大，強回波形成典型弓形回波，移速加快，颮線過境時，所經之處有強雷暴和部分地方強風發生。

圖7 2017年6月5日18:15雷達組合反射率產品(a)和徑向速度圖(b)

對應的0.50仰角徑向速度圖顯示：18:13在弓形回波后部強入流區有一大片負速度區域，即一較大范圍的西風或西南風，在距離雷達100 km以西，探測高度在2.0 km以上，該區域的最大負速度達24 m/s，負的速度區前沿出現速度模糊(即撫州西北部)，出現這種特征意味著地面雷暴大風即將出現，它能提前10—15 min被探測到，這種特征對預警雷暴大風有指示作用。

6 結論

1)此次過程發生在中高緯度兩槽一脊的環流形勢下，中低層西南急流的形成促成了大氣對流不穩定，而地面輻合線是強對流天氣發生的觸發機制。

2)颮線過境時溫壓濕等氣象要素發生了劇烈變化。

3)颮線形成之前，需要大量不穩定能量積聚，而低層增溫、增濕為強對流天氣發生累積的不穩定能量起到促進的作用。

4)快速東移的弓形回波、強帶狀回波路徑之處易出現大風，徑向速度圖上大片負的速度區前沿出現速度模糊,表明地面雷暴大風即將出現，這種特征對預警雷暴大風有指示作用。