浙北地區一次雷暴大風天氣過程的特征分析

摘 要：利用常規觀測資料、雙偏振雷達產品和CMA-RA逐6 h再分析資料，對2022年7月26日在浙江北部地區發生的一次雷暴大風過程的天氣形勢、熱動力因子和中尺度特征進行分析，診斷了此次雷暴大風天氣的成因。結果表明：此次雷暴大風天氣發生時，浙北地區處于副熱帶高壓邊緣，前傾槽和低層切變線是此次天氣過程的主要影響系統。高低層不同的溫度平流帶來上冷下暖的不穩定層結，增大的CAPE值為對流觸發提供了充足的不穩定能量，西南低空急流帶來適量的水汽，有利于觸發強對流天氣；高空輻散與低空輻合的動力配置、上干下濕的層結條件、較強的垂直風切變均為雷暴大風的形成與維持提供了有利條件。陣風鋒的出現與合并對強對流天氣的預報預警具有重要的指示意義。

關鍵詞：雷暴大風；物理量分析；高層干冷空氣；陣風鋒

中圖分類號：P458.1 文獻標志碼：B 文章編號：2095–3305（2024）10–0-03

雷暴大風天氣具有突發性強、發展快、持續時間短等特點，常會造成經濟損失和人員傷亡[1]。2022年7月26日中午，浙北地區自西向東出現一次強對流天氣過程。此次過程主要影響時段為12：00～15：00，該時段湖州市最高氣溫普遍在37～39 ℃，其中，湖州國家基本氣象站氣溫為37.9 ℃。此次過程湖州全市面雨量為7.1 mm，最大為32.4 mm（吳興區文苑小學站）。雖然降水量不大，但全市普遍出現了8～10級大風，其中，吳興八里店升山、長興碧巖寺、長興槐坎這3個站點最大風力達到11級，最大太湖小雷山站12級（34.2 m/s）。15：00以后風力明顯減弱，過程趨于結束。

利用常規觀測資料、雷達產品及CMA-RA逐6 h再分析資料，對此次雷雨大風過程的天氣形勢、物理影響因子等進行綜合分析，從多角度診斷了此次雷暴大風天氣成因，這對認識雷暴大風的成因、提高預報水平、減少大風災害的損失具有重要意義。

1 天氣形勢分析

利用CMA再分析資料展示了此次強對流過程的天氣環流背景（圖1）。在500 hPa上（圖1a），7月26日08：00中緯度地區呈兩高一低的“倒Ω”型天氣環流，中亞暖脊前有明顯西北風自哈薩克斯坦以北地區南下，影響我國華北平原。同時，湖北至山東一帶有一小槽，使得槽后冷空氣向南滲透。此時，浙北地區正處于槽前西南風控制，并位于副熱帶高壓588線邊緣。

由圖1b可知，浙北地區位于700 hPa槽前西南急流的前端，急流最大風速超14 m/s，并于等溫線垂直相交，證明700 hPa上存在較強的暖平流。700～500 hPa呈現明顯的“前傾槽”結構，為強對流醞釀、發生、發展提供了良好的環境基礎。在850 hPa上，長江中下游地區有一暖式切變線存在，同時，四川至浙江一帶表現為溫度大于24 ℃的暖中心，為強對流的發生發展提供了有利的下墊面條件（圖1c）。

圖1" 2022年7月26日08：00 500 hPa（a）、700 hPa（b）及850 hPa（c）的位勢高度場（等值線）、風場和溫度場（陰影）

2 物理量分析

2.1 水汽條件

對流云的形成必須有豐富的水汽輸送，由圖可知，26日08：00各層水汽通量的水平分布，水汽由西南氣流向長江中下游輸送明顯[2]。26日08：00，500 hPa上空水汽輸送的大值區主要集中在湖北及安徽西部，而浙北地區的水汽通量較小，不超過4 g·cm-1·hPa-1

·s-1（圖2a）；在925～700 hPa上，浙北地區水汽通量也相對一般，約為6～10g·cm-1·hPa-1·s-1，但槽前西南低空急流仍為強對流落區輸送了適量的水汽，有利于強對流的發生。總體來看，本次過程中，水汽條件較差，若發生強對流，大范圍強降雨可能性較小，雷暴大風的概率較大，但不能排除局地短時強降雨。

圖2" 7月26日08：00 500 hPa（a）、700 hPa（b）、850 hPa（c）及925 hPa（d） 風場、位勢高度及水汽通量

（陰影，單位：g·cm-1·hPa-1·s-1）

2.2 不穩定條件

大氣垂直穩定度是影響強對流產生和組織結構的最重要的環境因素之一[3-4]。由26日08：00上游的安慶站和臨近的杭州站的探空圖（圖3a、3b）可知，2個站的探空特征表現出相似的結果，即層結曲線與露點層結曲線之間構成向上開口的“喇叭口”分布，表明

700 hPa以上濕度較小，而700 hPa以下存在一定的濕區，高低層濕度差相對大，存在明顯的上干下濕結構。

圖3" 7月26日08：00安慶站（58424）（a）、杭州站（58457）（b）探空圖

同時，安慶站探空圖顯示，低層風向隨高度順時針旋轉，表明對流層低層有明顯暖平流，而在500～

400 hPa上，高層風向又隨高度逆轉，意味著500 hPa槽后存在干冷平流（圖3a）。這樣“上干冷、下暖濕”的高低層配置有利于熱力不穩定層結增長，上干下濕的結構也有利于雷暴大風的出現。

熱力穩定度參數對了解環境大氣的層結穩定度有重要意義[5]。26日08：00安慶站和杭州站的K指數都為35.2 ℃，沙氏指數（SI）和有利抬升指數（BLI）也均在0 ℃以下，安慶站08：00的沙氏指數SI和有利抬升指數BLI分別達到-2.62 ℃和-3.7 ℃，表明自08：00起浙北一帶就已經處于大氣層結不穩定狀態，發生強對流天氣的概率較大。

此外，安慶站探空資料顯示，08：00 0～6 km垂直風切變達到14.3 m/s，為強對流系統的發生發展提供了動力條件，有利于雷暴大風的產生。

對流有效位能（CAPE）是氣塊在給定環境中絕熱上升時的正浮力所產生的能量的垂直積分，是對流發生潛勢和潛在強度一個重要指標。CAPE值越大，則能量釋放后形成的上升氣流強度就越強。7月26日

08：00，浙北地區的CAPE值約為1 000～2 000 J/kg（圖略）；14：00，CAPE值則躍增至3 000 J/kg以上。湖州全市氣溫普遍升至37～39 ，為強對流的發生提供了充足的不穩定能量和高熱下墊面。

2.3 動力條件

為進一步分析產生雷暴大風天氣的動力條件，展示了沿31°N的散度緯向剖面圖（圖4）。26日08：00，118～122°E的垂直運動基本以弱上升氣流為主，500 hPa

以上為輻散區，500～700 hPa表現為一輻合中心（圖4a）。

26日14：00，120°E以西在400～500 hPa表現為一強輻散中心，為強對流的產生起到了抽吸作用；500～

700 hPa高度上的輻合中心明顯增強，上升氣流大幅增強，高度也有所升高（圖4b）。這種高層輻散、中低層輻合的有效配置使氣團在前期不穩定能量積聚和水汽充沛的條件下，有利于能量的垂直輸送和對流不穩定性增強，為強對流天氣的發生發展創造了有利條件[6]。

120°E以東，08：00及14：00在700 hPa附近均表現為一輻散中心，但08：00下沉運動只出現在700 hPa以下，而到14：00強對流開始后，120°E以東整層均表現為下沉運動，說明高空有干冷空氣入侵，不穩定層結進一步加強，強對流的組織化也逐漸增強，從而更有利于產生下擊暴流和大風天氣。

3 雷達回波分析

2022年7月26日，湖州站的0.5°仰角的基本反射率顯示，26日中午起有長回波帶自西向東移動。12：30起安吉有熱對流產生，造成安吉西南山區及城區多站出現20 m/s以上的短時大風。13：37，在對流云團陸續發展成熟的階段，前后存在2個明顯的弓形回波，最大雷達回波反射率強度達到63.5 dBz，此時可以觀測到強回波中心的前沿有多條較弱的陣風鋒存在（圖5a），并逐漸向東移動。

0.5°仰角的雷達徑向速度產品顯示，2個弓形回波均伴有明顯的后側入流急流，從后部指向弓形回波突出的前部（圖5c）。2個弓形回波均在前部出現了地面大風，低層風速普遍較大，長興、安吉兩縣存在大片區域徑向速度達27 m/s，與地面觀測大風落區相一致，后側入流急流的動量下傳可能是此次地面大風的主要

成因[7-11]。

14：00前后，兩條陣風鋒在湖州市中心城區匯合，

強迫近地層暖濕空氣抬升，對流顯著增強（圖5b），導致湖州中心城區多站點出現8級陣風和短時強降水，吳興區文苑小學站、十二中站以及志和中學站都出現32.4 mm/h的短時暴雨。可見陣風鋒的出現與合并導致強烈對流，是湖州中心城區雷暴大風及短時強降水的誘發原因。

a.13：37基本反射率；b.14：07基本反射率；c.13：37雷達徑向速度；d.14：07雷達徑向速度

圖5" 2022年7月26日0.5°仰角的湖州新一代天氣雷達產品圖

4 結束語

此次過程發生在中高緯地區呈兩高一低的“倒Ω”型天氣環流形勢的大背景下，高空槽后有冷空氣向南滲透，浙北地區處于副高邊緣，低層西南暖濕氣流較強，冷暖空氣交匯觸發了一次雷雨大風天氣過程。通過詳細分析，得出以下結論：

（1）前傾槽和低層切變線是主要影響系統。高空槽后部有干冷空氣入侵，低層西南氣流增溫增濕，共同構成了上冷下暖的不穩定層結，為雷暴大風天氣的發生提供了有利的環境條件。

（2）全市范圍內日最高氣溫普遍在37～39 ℃，午后增大的CAPE值為強對流觸發提供了充足的不穩定能量。

（3）大氣處于高空輻散、低空輻合的風場配置結構，上干下濕的“喇叭口”層結和較強的垂直風切變為雷暴大風的形成與維持提供了條件。

（4）在雷達徑向速度圖上，大值區與地面大風發生區域相對應；陣風鋒的出現與合并是湖州中心城區大風和短時強降水天氣的觸發條件，對強對流天氣的預報預警具有重要的指示性意義。

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收稿日期：2024-07-05

基金項目：2023年度浙江省氣象科技計劃項目（2023YB19）。

作者簡介：沈易安（1996—），女，浙江湖州人，助理工程師，研究方向為短期預報。