2023年7月6日黑龍江五常龍卷天氣分析和預(yù)報服務(wù)思考

摘 要：分析了2023年7月6日黑龍江五常弱龍卷風的天氣形勢、環(huán)境條件、對流的發(fā)生發(fā)展。龍卷風出現(xiàn)在東北冷渦東部，中層切變線附近，在長春附近到哈爾濱南部有著較強的動力觸發(fā)條件，中等到強的垂直風切變，中等水汽含量，中等熱力不穩(wěn)定條件，易于出現(xiàn)有組織性的對流天氣，但此次龍卷天氣并未出現(xiàn)在綜合條件最有利的區(qū)域。此次龍卷發(fā)生位置處于雷達探測邊緣位置，很難探測到龍卷風暴的特征。對于龍卷天氣發(fā)生的機理，對于復(fù)雜地形與特殊下墊面下對流的發(fā)生發(fā)展認識不足、經(jīng)驗不足，需要強化預(yù)報預(yù)警能力。

關(guān)鍵詞：弱龍卷；東北冷渦；預(yù)報預(yù)警

中圖分類號：P458.1 文獻標志碼：B 文章編號：2095–3305（2024）02–0-03

近年來，東北平原龍卷風頻發(fā)，2005—2022年，黑龍江省發(fā)生的龍卷風天氣主要分布在松嫩平原和三江平原，包括黑河南部、齊齊哈爾、綏化、哈爾濱西部，雞西，其中最強為EF3級（2021年6月1日尚志市的龍卷風）。哈爾濱位于東北平原東北部，從地形分布來看有利于龍卷風的產(chǎn)生，但由于緯度較高，大氣中的水汽含量相比于美國大平原地區(qū)和我國南方地區(qū)顯著偏低，不利于龍卷風的產(chǎn)生[1]。根據(jù)2004—2013年統(tǒng)計發(fā)生“強”級及以上龍卷風數(shù)量的空間分布特征，黑龍江省屬于強龍卷風多發(fā)的省份之一[2]。但當前關(guān)于龍卷風的研究多集中于臺風龍卷、梅雨期龍卷風以及強中氣旋龍卷風，或者可能是龍卷的大風天氣，東北冷渦誘發(fā)的強天氣，多集中于雷暴大風和降水的討論[3-7]。

很少關(guān)注東北冷渦背景下“強”級以下的龍卷風。此次五常龍卷風正是發(fā)生在東北冷渦背景下的“弱”龍卷風。雖然較弱但作為對流風暴產(chǎn)生的最猛烈的天氣現(xiàn)象仍可能造成重大的人員傷亡和財產(chǎn)損失，在預(yù)報預(yù)警工作中需要引起高度重視。

1 資料與方法

分析本次龍卷所采用的數(shù)據(jù)資料包括地面高空觀測資料、自動氣象站加密觀測資料、風云4A衛(wèi)星資料以及多普勒雷達資料。雷達回波特征分析采用哈爾濱站CA型天氣雷達產(chǎn)品。

2 天氣實況

長山鄉(xiāng)人民政府報告（初報）7月6日16：05，長山鄉(xiāng)雙壽村遭受暴雨龍卷風災(zāi)害侵害。平均風力8級，最大風力10級，大風持續(xù)30 min。造成部分農(nóng)作物農(nóng)田受災(zāi)，部分農(nóng)房不同程度受到損害。據(jù)統(tǒng)計，受災(zāi)人口120人，嚴重損壞房屋1戶2間，一般損壞房屋60戶120間；直接經(jīng)濟損失60萬元左右（房屋及居民家庭財產(chǎn)損失60萬元左右）。

距離龍卷風發(fā)生地最近（約10 km）的氣象觀測站長山站監(jiān)測到15：00～17：00，極大風速18.6 m/s（8級）；距離龍卷風發(fā)生地最近的國家氣象站五常站9.8 m/s（5級）。

3 天氣背景分析

3.1 環(huán)流背景

本次過程出現(xiàn)在東北冷渦的背景下（圖1）。6日08：00 500 hPa黑龍江西南部到吉林中部為冷空氣控制，850 hPa低渦中心位于東三省西部，黑龍江南部到吉林北部存在切變線，哈爾濱T850-500為29 ℃，長春T850-500為34 ℃，對流層中低層有暖脊從吉林中部伸向黑龍江西南部，850 hPa濕區(qū)位于黑龍江中南部，500 hPa則為干區(qū)，地面上哈爾濱處于冷鋒前暖鋒后，中低空不斷有冷空氣滑入，哈爾濱站探空條件相對一般，而哈爾濱上游長春站08：00探空圖可見CAPE值

1 048.7 J/kg，CIN值218.9 J/kg，且-20～0 ℃層CAPE值較大，探空曲線上下開口，上干下濕上冷下暖，大風、冰雹、龍卷指數(shù)上均存在一定指征，因此長春附近到哈爾濱南部大氣層結(jié)不穩(wěn)定，有利于對流發(fā)展。

3.2 雷達觀測特征

13：00左右，對流單體在榆樹西部生成，向東偏北緩慢移動，移動速度較慢，初始階段回波強度較弱，強中心在40 dBz。13：57回波強度顯著加強并發(fā)展，回波強度達到55 dBz以上，14：35強回波面積增大（圖2），0.5°仰角可見速度低，并存在氣旋式輻合。14：57可見強中心懸垂（圖3），回波頂高達到12 km，對流呈現(xiàn)傾斜結(jié)構(gòu)，速度對識別困難，但可見南北向逆風區(qū)，可以判斷此時中層純輻合，氣旋性減弱，逆風區(qū)中部中層輻合并將氣流向南推至中高層，對流風暴將維持。15：14回波強度加強至達到60 dBz以上，對流結(jié)構(gòu)傾斜性略有減弱，仍有強中心懸垂，逆風區(qū)維持但風速減小，可見中層輻合減弱，對流風暴即將減弱。15：20對流后向觸發(fā)，回波強度主體略有減弱，后部回波加強。15：25強回波面積變小，風暴進入減弱階段。

4 氣象服務(wù)和受災(zāi)情況

哈爾濱市氣象臺7月4日《重大氣象專報》指出此次降雨過程局地性較強，降雨同時伴隨短時強降水、雷雨大風、冰雹等強對流天氣。15：50發(fā)布雷雨大風橙色預(yù)警信號，并同時指導(dǎo)五常市氣象臺發(fā)布雷雨大風橙色預(yù)警信號，預(yù)警指出五常將有雷雨大風天氣，陣風風力可達8～10級，伴有冰雹、短時強降水，其中五常（長山、山河、民意、龍鳳山一帶）局地伴隨弱龍卷風，陣風風力可達10級以上。在此次龍卷風災(zāi)情發(fā)生以后，哈爾濱市氣象臺立刻組織人員于18：00左右趕到現(xiàn)場開展災(zāi)害調(diào)查工作，搜集第一手現(xiàn)場數(shù)據(jù)，證實有龍卷發(fā)生，并初步判定，龍卷強度等級為氣象行業(yè)標準一級（弱龍卷風，相當于美國的EF0級）。

5 結(jié)論

（1）2023年7月6日五常龍卷屬于弱等強度的龍卷風，龍卷風出現(xiàn)在東北冷渦東部，中層切變線附近，哈爾濱T850-500為29 ℃，長春T850-500為34 ℃，對流層中低層有暖脊從吉林中部伸向黑龍江西南部，850 hPa

濕區(qū)位于黑龍江中南部，500 hPa則為干區(qū)，地面上哈爾濱處于冷鋒前暖鋒后，中低空不斷有冷空氣滑入，長春站08：00探空圖可見CAPE值1 048.7 J/kg，CIN值218.9 J/kg。總的來說，在長春附近到哈爾濱南部有著較強的動力觸發(fā)條件，中等到強的垂直風切變，中等水汽含量，中等熱力不穩(wěn)定條件，易于出現(xiàn)有組織性的對流天氣。

（2）本次龍卷風所處的大氣環(huán)流背景雖然有利于強對流天氣的產(chǎn)生，但仍存在不足，例如CAPE的大值中心位于吉林到遼寧，哈爾濱南部CAPE值為400～600 J/kg，

0～6 km和0～1 km哈爾濱南部存在6～10 m/s的垂直風切變，但16 m/s及以上的風切主要集中于吉林境內(nèi)。值得注意的是，15：00左右，結(jié)合雷達回波位置可以確定此時對流云團位于玉皇廟水庫附近，15：14回波強度加強至超過60 dBz，特殊下墊面也提供了部分水汽，這都在一定程度上改善了低層溫度濕度條件。

（3）龍卷風災(zāi)害多發(fā)，龍卷風觀測能力不足的問題逐步凸顯。黑龍江省大多數(shù)雷達站之間距離均超過有效觀測范圍，龍卷有效監(jiān)測能力不足。本次龍卷風的發(fā)生位置為雷達探測邊緣，隨著雷達波束的抬高，很難探測到龍卷風暴的特征，根據(jù)雷達回波特征很難作出龍卷預(yù)警。

（4）在龍卷風預(yù)報方面，由于資料、設(shè)備等方面的限制，個例獲取較困難，因此對發(fā)生機理認識不足，對于復(fù)雜地形下，對流的發(fā)生、發(fā)展認識不足、經(jīng)驗不足，需要增強預(yù)報預(yù)警能力。

參考文獻

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