袁慧敏

摘要 利用探空資料、天氣圖和雷達(dá)探測(cè)資料，對(duì)2017年8月11日14：00—16：00蒙古赤峰市克什克騰旗和翁牛特旗交界地區(qū)發(fā)生的龍卷天氣進(jìn)行了分析。結(jié)果表明，此次龍卷災(zāi)害發(fā)生在蒙古冷渦前部，其環(huán)境場(chǎng)具有較強(qiáng)的對(duì)流不穩(wěn)定性、較大的低層垂直風(fēng)切變和較低的對(duì)流凝結(jié)高度。從雷達(dá)產(chǎn)品分析，兩次龍卷接地是由同一個(gè)超級(jí)單體風(fēng)暴造成的，低層有明顯的鉤狀回波、弱回波區(qū)及與之對(duì)應(yīng)的前側(cè)V形缺口，識(shí)別出了3DC和中氣旋。通過對(duì)風(fēng)暴參數(shù)的分析，整個(gè)龍卷天氣過程中，超級(jí)單體風(fēng)暴的最大反射率因子都在60 dBz左右，在龍卷接地前基于單體的VIL和風(fēng)暴頂高有明顯越增，VIL增大到60 kg/m2以上，而回波頂高增加到13 km以上。龍卷接地前，對(duì)應(yīng)的中氣旋頂高不會(huì)超過6 km，中氣旋頂高和底高間的距離在2～4 km，中氣旋的切變不小于15×10-3/s。

關(guān)鍵詞 冷渦；龍卷；TVS

中圖分類號(hào)：P458.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-3305（2018）05-036-03

DOI： 10.19383/j.cnki.nyzhyj.2018.05.013

龍卷是破壞力極大的小尺度災(zāi)害性天氣，發(fā)生時(shí)常造成重大的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。龍卷是小尺度的渦旋，生命周期短，不易被常規(guī)觀測(cè)手段捕捉，更不易提前預(yù)報(bào)和預(yù)警。多年來有關(guān)龍卷的研究頗多，既有對(duì)產(chǎn)生龍卷的環(huán)境特征分析，也有對(duì)龍卷發(fā)生時(shí)的反射率因子和速度場(chǎng)的探討，但仍沒有很好的辦法對(duì)其作出精確預(yù)測(cè)和預(yù)警。筆者對(duì)2017年8月11日14：00—16：00內(nèi)蒙古赤峰市克什克騰旗和翁牛特旗交界地區(qū)發(fā)生的龍卷天氣進(jìn)行了分析，為將來能夠及時(shí)有效地預(yù)報(bào)龍卷以降低龍卷所造成的影響和損失提供支撐。

1 災(zāi)情實(shí)況

2017年8月11日14：00—16：00，內(nèi)蒙古赤峰市克什克騰旗和翁牛特旗交界地區(qū)發(fā)生龍卷天氣（圖1）。14：28赤峰市克什克騰旗前進(jìn)村遭受龍卷襲擊，持續(xù)約10 min，龍卷路徑約2 km；15：26八里莊、十里鋪村、五臺(tái)山村、山咀子村先后受龍卷襲擊，持續(xù)約15 min，龍卷路徑長(zhǎng)度約6 km。整個(gè)龍卷天氣過程的EF0+寬度最大約1 km。此次龍卷災(zāi)害造成5人死亡，58人受傷，轉(zhuǎn)移安置人口1 760人；倒塌房屋360間，損壞房屋1 004間；農(nóng)作物受災(zāi)面積21 208.08 hm2，成災(zāi)面積16 116.37 hm2，絕收面積5 849.32 hm2，直接經(jīng)濟(jì)損失10 053.29萬元。

此次強(qiáng)對(duì)流天氣過程是在蒙古冷渦影響下產(chǎn)生。內(nèi)蒙古中東部、華北等地出現(xiàn)較大范圍雷雨天氣，其中內(nèi)蒙古東南部、河北北部和西南部、北京東部、山西中東部等地局地出現(xiàn)短時(shí)強(qiáng)降水、雷暴大風(fēng)和冰雹等強(qiáng)對(duì)流天氣。

2 龍卷天氣環(huán)境背景分析

2017年8月11日，我國華北和東北大部分地區(qū)受蒙古冷渦影響。NCEP-GFS的14：00分析場(chǎng)顯示，內(nèi)蒙古東部和南部、華北地區(qū)大氣很不穩(wěn)定，其中包括內(nèi)蒙赤峰在內(nèi)的華北東北部和東北西部的BLI<-6 K，對(duì)流有效位能超過2 000 J/kg，整層可降水量在30～40 mm，對(duì)流層低層沿河北與內(nèi)蒙交界處存在弱的輻合，上述地區(qū)也是0～6 km垂直風(fēng)切大值區(qū)，風(fēng)速切變超過20 m/s，非常有利于有組織的強(qiáng)對(duì)流天氣的發(fā)生（圖2～3）。

11日08：00赤峰的探空分析也顯示，赤峰及周邊地區(qū)對(duì)流層中層干冷空氣侵入明顯，對(duì)流有效位能正值區(qū)主要位于200～500 hPa，非常有利于風(fēng)雹天氣的發(fā)生（圖4）。

在此有利的大尺度環(huán)境條件下，11日午后赤峰地區(qū)正好位于地面能量鋒區(qū)（地面θse梯度大值區(qū)，圖略）。12：00，在赤峰西北面中尺度對(duì)流系統(tǒng)初生并快速發(fā)展東移，14：00開始影響赤峰的西北部地區(qū)，并在隨后的幾個(gè)小時(shí)強(qiáng)烈發(fā)展為颮線系統(tǒng)，橫掃赤峰及其東面的內(nèi)蒙古東部地區(qū)，其中15：00—18：00主要影響赤峰地區(qū)。

3 龍卷天氣云圖與雷達(dá)分析

2017年8月11日16： 20高分辨率可見光云圖可見翁牛特旗和克什克騰旗附近有2個(gè)明顯的對(duì)流云團(tuán)先后發(fā)展向東偏北方向移動(dòng)，上沖云頂、暗影特征顯著，表明對(duì)流活動(dòng)強(qiáng)烈（圖5）。

16：10赤峰雷達(dá)0.5°仰角雷達(dá)顯示，有較強(qiáng)中尺度對(duì)流系統(tǒng)活動(dòng)，最強(qiáng)回波60 dBz，三維剖面上具有回波懸垂結(jié)構(gòu)（圖6）。受災(zāi)區(qū)距離赤峰雷達(dá)站約150 km，所能探測(cè)最低高度約2 km，對(duì)于龍卷的監(jiān)測(cè)有很大的局限性，目前雷達(dá)資料上沒有發(fā)現(xiàn)龍卷特征，不能判定事發(fā)地是否有龍卷天氣。

16：35回波向東偏南方向發(fā)展移動(dòng)，17：56小颮線特征明顯，移動(dòng)迅速，陣風(fēng)鋒開始遠(yuǎn)離回波主體，趨于減弱（圖6）。

2017年8月11日14：00—19：00赤峰強(qiáng)對(duì)流天氣過程中，15：07—15：41和17：37—17：47時(shí)間段雷達(dá)監(jiān)測(cè)到大于60 dBz的強(qiáng)回波（圖7）：在組合反射率產(chǎn)品中15：36強(qiáng)回波呈三角形狀，有類似超級(jí)單體的特征，監(jiān)測(cè)到大于60 dBz的強(qiáng)回波。

從速度產(chǎn)品圖中可見，災(zāi)區(qū)有氣旋性速度對(duì)生成，其中負(fù)速度為12 m/s，正速度為17 m/s。為進(jìn)一步分析速度對(duì)，選用風(fēng)暴相對(duì)速度產(chǎn)品進(jìn)行描述。15：41靠近雷達(dá)（負(fù)速度區(qū)域）測(cè)值為7 m/s，遠(yuǎn)離雷達(dá)（正速度區(qū)域）測(cè)值為24 m/s；對(duì)應(yīng)區(qū)域相對(duì)速度達(dá)到31 m/s；其中負(fù)速度區(qū)域位于遠(yuǎn)離雷達(dá)一側(cè)，正速度區(qū)域位于靠近雷達(dá)一側(cè)，有明顯輻合氣旋生成（圖8）。

根據(jù)風(fēng)暴信息追蹤產(chǎn)品顯示，在15：41有風(fēng)暴被識(shí)別標(biāo)注，并向東南方向移動(dòng)，這與實(shí)況相符（圖略）。15：31中氣旋產(chǎn)品顯示，有中氣旋生成（圖9）。

在15：46，回波頂高產(chǎn)品顯示，強(qiáng)對(duì)流頂高達(dá)到14 km（圖略），對(duì)赤峰北部而言，這種回波頂高的高度屬于較強(qiáng)。

4 小結(jié)

（1）此次龍卷災(zāi)害發(fā)生在蒙古冷渦前部，500 hPa溫度槽疊加在850 hPa溫度脊之上以及低層的逆溫層都有利于對(duì)流天氣的發(fā)生發(fā)展，其環(huán)境場(chǎng)具有較強(qiáng)的對(duì)流不穩(wěn)定性、較大的低層垂直風(fēng)切變和較低的對(duì)流凝結(jié)高度。

（2）從雷達(dá)產(chǎn)品分析，2次龍卷接地是由同一個(gè)超級(jí)單體風(fēng)暴造成的，低層有明顯的鉤狀回波、弱回波區(qū)及與之對(duì)應(yīng)的前側(cè)V形缺口，由于距離超100 km雷達(dá)未識(shí)別出TVS，但識(shí)別出了3DC和中氣旋，尤其是發(fā)展到低層的中等強(qiáng)度的中氣旋。但龍卷發(fā)生時(shí)中氣旋的位置不同，第1次位于低層鉤狀回波的頂點(diǎn)，第2次位于強(qiáng)回波的后側(cè)。

（3）通過對(duì)風(fēng)暴參數(shù)的分析，整個(gè)龍卷天氣過程中，超級(jí)單體風(fēng)暴的最大反射率因子都在60 dBz左右，在龍卷接地前基于單體的VIL和風(fēng)暴頂高有明顯越增，VIL增大到60 kg/m2以上，而回波頂高增加到13 km以上。

（4）龍卷接地前，對(duì)應(yīng)的中氣旋頂高不會(huì)超過6 km，中氣旋頂高和底高間的距離在2～4 km，中氣旋的切變不小于15×10-3/s。

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責(zé)任編輯：鄭丹丹