2019年8月29日白沙縣一次龍卷過程分析

摘 要：龍卷是能產生極大破壞力的小尺度災害性天氣，能在短時間內造成重大財產損失和人員傷亡。與其他強對流天氣相比，龍卷在我國屬于小概率事件，短期預報較為困難，是氣象監測和預報中的難點。基于此，利用常規觀測資料和海口多普勒雷達產品，對2019年8月29日白沙縣發生的一次受臺風“楊柳”外圍環流影響而產生的非超級單體風暴龍卷進行分析，概述了此次龍卷實況，分析了此次龍卷的天氣背景特征和海口多普勒雷達產品特征，為臺風龍卷這類小概率、高影響天氣的監測預警和短臨預報提供參考。

關鍵詞：龍卷；非超級單體風暴龍卷；臺風

中圖分類號：P458.1 文獻標志碼：B 文章編號：2095–3305（2024）07–0-03

龍卷是一種強烈的小型渦旋和小型低壓，能產生極大破壞力的小尺度災害性天氣，通常表現為從對流云底向下伸展到地面的高速旋轉漏斗狀云柱，能在短時間內造成重大財產損失和人員傷亡。龍卷通常由超級單體風暴和非超級單體風暴產生[1-3]。超級單體風暴產生的龍卷與持久深厚的中氣旋緊密相關，有時還出現比中氣旋尺度小且旋轉快的渦旋，即龍卷渦旋特征（Tornado Vortex Signature，TVS）；而非超級單體風暴產生的龍卷可以在各種對流風暴環境下產生[4-8]。

龍卷屬于小概率事件，短期預報較為困難，一直是氣象監測和預報中的難點[9]。對此，以2019年8月29日海南省白沙黎族自治縣（以下簡稱白沙縣）發生的一次受臺風“楊柳”外圍環流影響而產生的非超級單體風暴龍卷為研究對象，利用常規觀測資料和海口多普勒雷達產品對此次龍卷過程的環境背景和雷達特征進行分析，旨在學習完善臺風龍卷的分析方法和預報著眼點，為臺風龍卷這類小概率、高影響天氣的監測預警和短臨預報提供參考。

1 龍卷實況

2019年8月27日20：00，第12號臺風“楊柳”在菲律賓以東洋面生成，生成后逐漸向偏西方向移動，而后進入南海并從海南島南部擦過，于30日05：00登陸越南，這一過程最大風暴等級為強熱帶風暴（10級）。

8月29日04：00，臺風“楊柳”中心位于南海中部海面（112.7°E，17.8°N），距白沙縣直線距離約380 km，其中心最大風力為9級（風速23 m/s，熱帶風暴級），中心最低氣壓為990 hPa。臺風“楊柳”具體路徑見圖1。

受其臺前颮線的強對流風暴影響，29日04：00～05：00，白沙縣出現強對流天氣，有6個區域自動站監測到短時強降水（最大小時雨強50 mm/h），有1個區域自動站監測到雷雨大風（最大風力19.6 m/s）。04：30左右，白沙縣打安鎮福妥村委會、七坊鎮長龍村委會出現龍卷天氣，致使大面積橡膠樹被折斷、倒塌，一間木材廠鐵皮全部損毀等。

2 天氣背景特征

2.1 天氣形勢

2019年8月28日20：00，500 hPa西風槽位于東北西部至長江流域中游，之后緩慢東移，副高強盛呈帶狀分布。海南地區位于副高南緣，而處于副高南側的12號臺風“楊柳”自南海中部海面穩定向西偏北方向移動，移速較快（圖2）。

與此同時，850 hPa華東南部至華南地區有弱的干冷平流擴散至海南島北部，江西、廣西至海南島北部轉為一致的東北風，海口溫度露點差達到13℃，干線位于廣東沿海至海南島北部地區；925 hPa干舌自華南西部向華東南部伸展，廣東北部至浙江西部的溫度露點差普遍達到10～13 ℃、廣西大部溫度露點差為7～9 ℃、海口溫度露點差為5 ℃（圖3）。

綜上所述，此次龍卷過程發生在臺2IeDPj56SWhuabekaUyA1Q==風“楊柳”西北象限、850 hPa干線附近、925 hPa干舌南側。

2.2 層結不穩定條件

根據8月29日20：00海口雷達探空資料（圖4），邊界層925 hPa的比濕為16.91 g/kg，500 hPa的比濕為5.01 g/kg，表明上干下濕；修正K指數為39 ℃；沙氏指數為5.5 ℃；抬升指數為-3.78 ℃；850 hPa與500 hPa的溫度差為25 ℃，對流有效位能值為1 620.8 J/kg（表1）。這表明了大氣處于不穩定狀態，存在發生強對流天氣的潛勢[10-13]。

此外，從探空圖中可知，抬升凝結高度為940.8 m，低于Thompson等統計的美國南部大平原龍卷走廊地區產生較強龍卷的平均抬升凝結高度（980 m），較低的抬升凝結高度是有利于龍卷產生的環境條件[14-17]。

3 海口多普勒雷達產品特征

圖5為雷達回波圖上龍卷風暴結構的演變過程，據海口多普勒雷達0.5°仰角反射率因子產品顯示，白沙縣龍卷發生前最強單體位于海南省儋州市，此時回波反射率因子強度最大達55 dBz。隨后，對流風暴向西南方向偏移，回波強度明顯加強。04：38左右，白沙縣龍卷發生時，母云體發展到最強盛階段，回波反射率因子強度最大達60 dBz。在此之后龍卷母體的弱回波結構逐漸減弱。

在雷達徑向速度圖上可以有效地探測中氣旋以及龍卷渦旋特征，白沙縣龍卷發生前，海口多普勒雷達自定安北部至白沙北部持續識別到多個中氣旋且向西南方向移動。

03：52～04：21，儋州市那大市區北部的強中氣旋向西南方向移動到達市區西南部，旋轉速度維持在22 m/s（+34 m/s、-10 m/s）。

04：38，該中氣旋繼續向西南移動進入白沙北部，渦旋強度增加，旋轉速度增大到24.5 m/s（+34 m/s，-15 m/s）。

04：43～04：49，該中氣旋渦旋強度降低，旋轉速度減小到22 m/s（+34 m/s、-10 m/s）。

04：55，該中氣旋繼續向西南移動，此時距離海口雷達＞140 km，中氣旋特征已不明顯。

綜上所述，根據中氣旋的演變特征確認白沙縣龍卷發生時間在04：38前后。

4 結論

（1）此次白沙縣龍卷是臺風“楊柳”臺前颮線強烈發展引發的非超級單體風暴龍卷；龍卷出現在臺風“楊柳”前進路線的右側、850 hPa干線附近、925 hPa干舌南側，低層露點鋒是主要的觸發機制。

（2）大氣中存在較大不穩定能量，處于不穩定狀態，具有發生強對流天氣的潛勢。同時，較低的抬升凝結高度也有利于龍卷天氣的產生。

（3）臺前颮線上的強對流風暴產生龍卷，強對流風暴反射率因子回波均不具有超級單體特征，龍卷發生在對流云團最強盛的區域，即反射率強度最大區。

（4）徑向速度圖能夠較好地監測到龍卷的發生，通過徑向速度圖分析，判斷白沙龍卷發生在8月29日04：38前后。

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