楊思祥 陳龔梅

摘要：利用MICAPS、雷達(dá)回波、歐洲中心（EC）數(shù)值模式預(yù)報(bào)、T639等常規(guī)氣象資料，分析2018年6月13日濟(jì)南機(jī)場強(qiáng)對流天氣的成因。發(fā)現(xiàn)主要是受高空槽與中低層低渦相配合，引導(dǎo)北方中高層干冷空氣南下與南方淺層暖濕空氣在山東地區(qū)匯合，同時(shí)高空槽有明顯的前傾結(jié)構(gòu)，由此共同造成此次強(qiáng)對流天氣，并且伴隨冰雹、短時(shí)強(qiáng)降水、大風(fēng)等極端天氣。此次強(qiáng)對流天氣強(qiáng)度大、范圍廣、持續(xù)時(shí)間長，給濟(jì)南機(jī)場的航班正常運(yùn)行帶來了極大的影響。

關(guān)鍵詞：強(qiáng)對流；高空槽；低渦

1 天氣實(shí)況介紹

2018年6月13日，濟(jì)南機(jī)場經(jīng)歷了一次強(qiáng)對流天氣過程，該強(qiáng)對流天氣過程從中午的12：50開始，一直持續(xù)至下午17：00前后結(jié)束，歷時(shí)4個(gè)多小時(shí)，期間機(jī)場或機(jī)場周邊出現(xiàn)了短時(shí)強(qiáng)降水、大風(fēng)、冰雹和風(fēng)切變等天氣。天氣過程期間，民航山東空管分局氣象臺預(yù)報(bào)室共發(fā)布機(jī)場警報(bào)4份，重要天氣預(yù)警2份，災(zāi)害性天氣預(yù)警1份，終端區(qū)天氣預(yù)警2份，組織天氣會(huì)商5次。

2 天氣形勢分析

從2018年6月13日08時(shí)500hPa高度場與850風(fēng)場綜合圖（圖1）可以看出，此次天氣過程，其主要影響系統(tǒng)為500hPa華北高空槽和中低層的低渦氣旋系統(tǒng)，低空氣旋前部的前傾槽結(jié)構(gòu)所具有的強(qiáng)烈對流不穩(wěn)定以及對應(yīng)的低空急流水汽輸送為此次強(qiáng)對流天氣的發(fā)生、發(fā)展和維持提供了充沛的能量和水汽條件。同時(shí)中高層干冷空氣的入侵，淺層還是維持暖濕的狀態(tài)，濟(jì)南地區(qū)形成“上干冷、下暖濕”的層結(jié)結(jié)構(gòu)，這種不穩(wěn)定的層結(jié)狀態(tài)堆積了極高的不穩(wěn)定能量，非常容易爆發(fā)強(qiáng)對流天氣，而且干冷空氣的持續(xù)入侵有利于維持強(qiáng)對流天氣。

在T-logP圖上（圖2），正不穩(wěn)定能量面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于負(fù)不穩(wěn)定能量面積，而且0℃層高度在600hPa（4公里）上下，有利于降雹，-20℃層高度在400hPa附近或以下，有利于降雹[1]。一般情況下20℃層與0℃層之間的厚度較?。ㄐ∮?60hPa）也有利于降雹。12km以下，由低層到高層風(fēng)向一直按順時(shí)針方向變化，10km以下溫度直減率為-6℃/100m～1℃/100m有利于降雹。由此可見，此次濟(jì)南機(jī)場的天氣形勢不僅容易爆發(fā)強(qiáng)對流天氣，而且有利于降雹。

總體來看，此次天氣過程可分為3個(gè)階段。

（1）系統(tǒng)主體位于華北，緩慢南壓

13日早晨高空槽和低渦主體位于華北，其外圍云系及對流開始影響魯西北的北部地區(qū)。之后隨著系統(tǒng)的緩慢南壓，其外圍云系及對流逐漸逼近濟(jì)南終端區(qū)，上午11時(shí)之后，對流云團(tuán)開始進(jìn)入濟(jì)南機(jī)場終端區(qū)。

（2）覆蓋機(jī)場階段

13日13時(shí)隨著系統(tǒng)的進(jìn)一步南壓，其外圍的對流云團(tuán)開始影響濟(jì)南機(jī)場，此時(shí)濟(jì)南機(jī)場聞雷，但對流降水的強(qiáng)度并不大，對流回波的主體仍位于機(jī)場北側(cè)。15時(shí)之后，系統(tǒng)加速南壓，機(jī)場的對流降水強(qiáng)度迅速增大，閃電頻繁。16時(shí)對流回波繼續(xù)增強(qiáng)，本場短時(shí)出現(xiàn)大陣雨和冰雹天氣。

（3）減弱東移階段

13日16：30高空槽和低渦進(jìn)一步的東移南壓，濟(jì)南逐漸轉(zhuǎn)為槽后和渦后的偏北氣流，對流降水回波隨之快速東移南壓，機(jī)場及終端區(qū)轉(zhuǎn)為多云天氣，此次雷雨天氣過程結(jié)束。

強(qiáng)對流天氣中，雷暴對飛行的影響固然很大，但冰雹更具威脅。目前國內(nèi)外多參量雷達(dá)（偏振、多普勒）陸續(xù)用于對冰雹云的探測，使雷達(dá)對冰雹云的工作進(jìn)入了一個(gè)新的階段[2-4]。濟(jì)南機(jī)場利用濟(jì)南市氣象局位于齊河的多普勒天氣雷達(dá)探測強(qiáng)對流天氣的實(shí)時(shí)變化。

從13日15時(shí)的雷達(dá)回波圖（圖3）可以看出，強(qiáng)的雷達(dá)回波中心在濟(jì)南市東北方向遙墻機(jī)場附近，強(qiáng)度達(dá)到66dbz，回波頂高度達(dá)到14km左右，整體回波向東南偏東方向移動(dòng)，移速約35km/h。此時(shí)濟(jì)南機(jī)場相繼出現(xiàn)了冰雹大風(fēng)，之后回波有所減弱。

在這次的雷達(dá)跟蹤探測過程中，不論是從平面（PPI），還是高度（RHI），或體掃（VOL）的顯示都可十分明顯的反映冰雹云的形態(tài)特征，即回波前部結(jié)構(gòu)緊密、邊緣整齊、強(qiáng)度梯度大，中心強(qiáng)度達(dá)60dbz以上，最強(qiáng)時(shí)達(dá)到66dbz，回波高度>10km，最高達(dá)14km左右。

3 數(shù)值模式檢驗(yàn)

對于此次強(qiáng)對流天氣過程，EC和T639數(shù)值模式都做出了提前預(yù)報(bào)，但在降水的開始時(shí)間、降水強(qiáng)度和結(jié)束時(shí)間上存在較大的差異。EC數(shù)值模式預(yù)報(bào)的降水開始時(shí)間在08時(shí)至11時(shí)，較實(shí)況明顯偏早，但其預(yù)報(bào)的降水強(qiáng)度與實(shí)況較為接近，特別是強(qiáng)對流集中出現(xiàn)的時(shí)段EC預(yù)報(bào)都較好的將其體現(xiàn)出來。T639模式預(yù)報(bào)的降水開始時(shí)間在14時(shí)附近，較實(shí)況要偏晚一些，其預(yù)報(bào)的降水強(qiáng)度比實(shí)況要明顯偏小，在整個(gè)降水的強(qiáng)度預(yù)報(bào)上T639的表現(xiàn)明顯要差于EC模式。

4 結(jié)論

此次強(qiáng)對流天氣過程共持續(xù)4個(gè)小時(shí)，伴有大風(fēng)、冰雹、強(qiáng)降水和風(fēng)切變等復(fù)雜天氣，對濟(jì)南機(jī)場的運(yùn)行造成較大的影響?，F(xiàn)小結(jié)如下：

（1）造成此次強(qiáng)對流的主要系統(tǒng)是高空槽和低渦，在不同高度層上，系統(tǒng)為明顯的前傾結(jié)構(gòu)，機(jī)場處于明顯的層結(jié)不穩(wěn)定區(qū)域，K指數(shù)在35以上。強(qiáng)降水主要發(fā)生在低渦的暖區(qū)一側(cè)。

（2）當(dāng)雷達(dá)組合反射率因子強(qiáng)度達(dá)到60dbz以上，雷達(dá)回波頂高度達(dá)到11km以上，垂直積分含水達(dá)到35kg/m2，時(shí)，極有出現(xiàn)冰雹大風(fēng)可能.

（3）EC模式和T639模式對此次過程的預(yù)報(bào)表現(xiàn)差異較大，EC模式較好地把握住了降水的強(qiáng)度變化以及主要強(qiáng)降水出現(xiàn)的時(shí)段，不足之處是對降水的開始和結(jié)束時(shí)間偏差較大，T639模式對降水起止時(shí)間和降水強(qiáng)度預(yù)報(bào)都不太理想，總體預(yù)報(bào)效果不如EC模式。

5 經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

當(dāng)前，強(qiáng)對流天氣的準(zhǔn)確預(yù)報(bào)難度很大，特別是航空氣象的定點(diǎn)定時(shí)預(yù)報(bào)。當(dāng)前航空氣象保障一般是提前一天就對流天氣的出現(xiàn)概率做出預(yù)報(bào)，當(dāng)日利用云圖、雷達(dá)等探測資料進(jìn)行短時(shí)臨近預(yù)報(bào)，并對原預(yù)報(bào)結(jié)論進(jìn)行不斷修訂。總的來看，13日天氣警報(bào)基本把握住了危險(xiǎn)天氣發(fā)生的主要時(shí)段，對雷雨的起止時(shí)間的預(yù)報(bào)誤差控制在2小時(shí)之內(nèi)。

此次強(qiáng)對流天氣預(yù)報(bào)和服務(wù)總體較為成功。成功的經(jīng)驗(yàn)主要為：

（1）對復(fù)雜氣象資料的準(zhǔn)確分析和預(yù)判；積極與民航華東地區(qū)氣象中心及省、市地方氣象部門、軍方氣象通力協(xié)作。

（2）預(yù)警信息發(fā)布和通報(bào)及時(shí)，強(qiáng)化了氣象與管制、機(jī)場和航空公司等用戶的密切協(xié)同。

（3）對天氣掌握較好的情況下，要盡快發(fā)布預(yù)警信息，盡早通報(bào)相關(guān)單位就會(huì)將損失降得越低。對外服務(wù)要大膽準(zhǔn)確，反對盲目自信。天氣形勢變化快導(dǎo)致預(yù)報(bào)有偏差的時(shí)候，要及時(shí)更正，根據(jù)天氣變化不斷修正預(yù)報(bào)結(jié)果。

參考文獻(xiàn)

[1]朱乾根，林錦瑞，壽紹文，等. 天氣學(xué)原理和方法[M]. 北京：氣象出版社，1992

[2]張鴻發(fā)，鄭秀書，王致君等.偏振雷達(dá)觀測強(qiáng)對流雹暴云[J].大氣科學(xué)，2001，24（1）：38-48

作者簡介：楊思祥（1987-）男，漢族，江蘇省連云港人，本科學(xué)歷，工程師，從事民航氣象工作。

（1中國民用航空華東地區(qū)空中交通管理局山東分局

2 中國民用航空溫州空中交通管理站）