周曉敏 鄭永光
(國家氣象中心,北京 100081 )
龍卷是強對流天氣中最猛烈的一種,易于造成嚴重的人員傷亡和財產(chǎn)損失,同時又因尺度小、發(fā)展快速,在實際業(yè)務(wù)中預報預警難度很大,是強對流領(lǐng)域內(nèi)重要的研究對象之一。魏文秀等[1]對1981—1993年我國的龍卷統(tǒng)計分析指出,中國龍卷風的高發(fā)區(qū)有兩個,第一個就是自長江三角洲經(jīng)蘇北平原至黃淮平原,呈南北走向,最大中心在山東和江蘇交界處的平原湖泊處。范雯杰等[2]利用1961—2010年的龍卷記錄進一步指出,江蘇是我國強龍卷發(fā)生最多的省。孫繼松等[3]也指出,蘇皖平原是我國龍卷天氣發(fā)生最為頻繁的地區(qū)之一,時間分布上以6—8月出現(xiàn)最多。從氣候上來說,6—7月江淮地區(qū)正處于梅雨季節(jié),暴雨過程頻繁,對流條件好,因此常常有龍卷伴隨在梅雨期強降水過程中發(fā)生。據(jù)曾明劍等[4]的統(tǒng)計結(jié)果,這類龍卷約占江蘇龍卷的30%,在2016年,鹽城市阜寧縣更是發(fā)生了EF4級的強龍卷,造成了98人死亡,846人受傷,死亡人數(shù)居歷年之首[5-7]。
近幾年來,已經(jīng)有很多研究從個例分析或統(tǒng)計的角度對梅雨期江淮地區(qū)龍卷進行了探索,對龍卷產(chǎn)生的環(huán)境條件以及對流演變、風暴結(jié)構(gòu)等都有了一定的研究結(jié)果[8-11]。姚葉青等[12]對發(fā)生在梅雨期間的兩次強龍卷過程分析中指出,梅雨期間較好的低層暖濕氣流、中層弱冷空氣、低空急流或低層低渦為強龍卷的產(chǎn)生創(chuàng)造了良好的環(huán)境。何彩芬等[13]分析了寧波市一次臺風前部龍卷發(fā)生發(fā)展的環(huán)境特征和雷達回波特征,認為下濕中干、強的垂直風切變及地形條件等有利于局地弱龍卷的產(chǎn)生。張一平等[14]對河南兩次暴雨過程中的弱龍卷過程的天氣背景、環(huán)境特征以及雷達特征進行了分析,提出了一些與暴雨相伴的龍卷過程的預報預警思路。但是,針對梅雨期江淮地區(qū)EF2級及以下強度的龍卷過程的分析還有不足,有待更多個例的研究。
2020梅雨期間,江蘇省發(fā)生了兩次初步判斷為EF2級強度的龍卷事件,分別于6月12日發(fā)生在高郵以及7月22日發(fā)生在宿遷沭陽、連云港灌南和鹽城響水,前者位于江淮地區(qū)東部,后者位于淮北東部,均是龍卷高發(fā)地區(qū)。本文利用自動站觀測資料、多普勒雷達資料以及1°×1°的NCEP FNL分析資料對這兩次龍卷過程進行了對比分析,重點分析了其天氣學環(huán)流背景、對流環(huán)境條件以及雷達上龍卷母風暴形態(tài)特征,希望能為梅雨期江淮地區(qū)龍卷過程的預報思路提供一些參考。
2020年6月12日13:48—14:10(北京時,下同),江蘇省高郵市城南區(qū)勤王、管伙、浩芝三個村鎮(zhèn)出現(xiàn)了龍卷天氣。龍卷及地寬度80 m左右,路徑長達1 km,襲擊范圍內(nèi)造成了群眾房屋以及基礎(chǔ)設(shè)施等不同程度的損毀。根據(jù)房屋損害、樹木折損程度和目擊描述,按照龍卷EF等級標準,江蘇省氣象局確定此次龍 卷等級為EF2級。
此次龍卷事件實際發(fā)生在一次持續(xù)的強降水過程中,6月上旬剛剛?cè)朊?,受西風帶短波槽和持續(xù)的江淮氣旋影響,從6月11日夜間到17日,長江沿江一帶尤其江淮地區(qū)連續(xù)出現(xiàn)大到暴雨天氣,同時伴有雷電、短時強降 水和雷暴大風等強對流天氣。圖1是區(qū)域自動站站在龍卷發(fā)生前后時段內(nèi)的天氣實況,可以看到在13和14時兩個小時內(nèi),安徽東部到江蘇北部出現(xiàn)了20 mm以上的短時強降水,主雨帶沿西北-東南向移動加強,從安徽掃向江蘇,同時在雨帶南側(cè)多站出現(xiàn)8級以上雷暴大風天氣。值得注意的是,龍卷發(fā)生的位置在主雨帶東南側(cè),該區(qū)域內(nèi)僅一個自動站(高郵鎮(zhèn))監(jiān)測到了孤立的雷暴大風,小時極大風速17.5 m/s,在13:57測得。而該站點在14時小時降水為11.1 mm。
7月22日22時左右的一個小時內(nèi),江蘇省宿遷、連云港、鹽城市部分地區(qū)接連遭遇龍卷風襲擊,三處龍卷影響時間都在5 min以內(nèi),寬度約為100~200 m,接地范圍長1~2 km左右,根據(jù)災情情況,經(jīng)江蘇省氣象局預報專家組與國家氣象中心初步驗證判斷也是一次EF1~EF2級龍卷。
7月22日,江蘇剛剛出梅。此次龍卷事件同樣發(fā)生在一個強降雨過程中,但與6月12日的龍卷不同的是,此次強降雨過程是一個快速而強烈的過程,從7月22日午后開始,雨帶自西向東快速掃過山東南部和蘇皖北部,造成以上地區(qū)出現(xiàn)持續(xù)的短時強降水,同時伴隨有雷電和8~10級雷暴大風,到23日凌晨已經(jīng)入海。區(qū)域自動站監(jiān)測(圖2)顯示,22日22和23時,陸地上強回波移動到山東東南部和江蘇北部,主要影響連云港南部和鹽城北部部分縣鎮(zhèn),影響區(qū)域內(nèi)小時降水量在20~50 mm,最強在灌南縣三口鎮(zhèn)站72.9 mm。該區(qū)域內(nèi)同時伴隨有8~10級雷暴大風天氣,龍卷發(fā)生時段前后共有3個自動站的瞬時極大風速超過8級,其中一個在灌南縣花園鄉(xiāng)站測得19.7 m/s,時間為22:31,該站點距第一個龍卷發(fā)生地李集鎮(zhèn)不到20 km;還有一個是在22:49于響水縣四明鎮(zhèn)測得的19.9 m/s的大風,基本位于龍卷發(fā)生位置。
經(jīng)典超級單體龍卷一般發(fā)生在鉤狀回波后側(cè)下沉氣流和上升氣流交界處[15],而伴隨暴雨的弱龍卷則可能發(fā)生在暴雨螺旋雨帶中部強回波向東凸起的強降水下沉氣流和上升氣流交界處[14]。然而,龍卷的形成主要受小尺度過程的控制,大尺度和中尺度環(huán)境條件對于龍卷的形成僅有指示作用,所以即使在環(huán)境條件類似的情況下,是否會形成龍卷仍然具有很大的隨機性[16]。我國梅雨期 龍卷的雷達探測分析發(fā)現(xiàn),梅雨期龍卷或由鑲嵌于梅雨雨帶中的對流單體發(fā)展引發(fā),或由梅雨帶南側(cè)的孤立對流單體強烈發(fā)展所致[4]。而本文中所研究的兩個個例恰好分別屬于以上兩類。
圖1 2020年6月12日12—13時(a、b)、13—14時(c、d)自動站觀測的1 h降水量(單位:mm,星標:高郵市)和瞬時極大風(單位:風級)(星標處為龍卷影響區(qū)域)Fig. 1 The 1-hour precipitation (unit: mm, star: Gaoyou city)and instantaneous extreme wind (unit: wind level) observed by automatic stations at 12-13 (a, b) and 13-14 BT (c, d) 12 June 2020 (The star indicates the area affected by the tornado)
圖2 同圖1,但為7月22日21—22時(a、b)和22—23時(c、d)(矩形框內(nèi)為龍卷影 響區(qū)域)Fig. 2 Same as Fig. 1, but at 21—22 (a, b) and 22—23 (c, d) 22 July 2020 (The area affected by the tornado is in the rectangular frame)
6月12日造成龍卷的對流單體從11:30開始從安徽省天長市境內(nèi)開始生成,此時主雨帶回波還在其西北方向上,之后主雨帶回波開始東移加強并組織化,形成了一條準現(xiàn)狀對流帶,而天長境內(nèi)的對流單體同時也快速加強東移,大約在13:30已經(jīng)完全進入江蘇高郵市界,回波中心強度超過了65 dBZ,且在13:25已經(jīng)有明顯的中氣旋速度對(圖略)。圖3是南京雷達13:48的反射率因子和徑向速度圖,可以看到,此時主雨帶呈細長的線狀對流帶,從安徽中東部伸向江蘇北部,大片40 dBZ以上的回波區(qū)。而位于該主回波帶右側(cè)高郵境內(nèi)的孤立超級單體,具有鉤狀回波特征,最強回波超過60 dBZ,中氣旋最大旋轉(zhuǎn)速度達到了26 m/s,維持了約10 min左右,龍卷即發(fā)生在此時段內(nèi)。隨后,該單體減弱東移。
7月22日從午后開始,在河南東南部、山東南部到蘇皖北部有大片回波開始發(fā)展,在東移過程中西邊界逐漸組織化形成了一條準現(xiàn)狀對流帶,其南段從17:30開始從安徽北部掃過,之后該對流帶繼續(xù)加強東移,形態(tài)逐漸變粗,北段入海,南段進入江蘇北部,到21:30左右,其南端生成超級單體,該單體完全鑲嵌在對流帶中,回波中心強度最強達到了60 dBZ,最強回波頂高超過了9 km;且已經(jīng)有明顯的中氣旋速度對,最大旋轉(zhuǎn)速度約26 m/s,此中氣旋維持,于21:48左右在宿遷市沭陽縣形成了龍卷(圖4a,宿遷雷達),接地持續(xù)了3 min左右。到此時,回波主體已經(jīng)基本不成帶狀,鑲嵌其中的超級單體繼續(xù)東移進入連云港市灌南縣,強度維持(圖4b,宿遷雷達),隨之龍卷襲擊了李集鎮(zhèn),持續(xù)了約5 min。接著,隨著這片主回波的接續(xù)東移,該單體移動到了鹽城市響水縣,反射率因子強度有所減弱,超級單體的回波特征已經(jīng)不明顯,但仍然可以識別到顯著的中氣旋(圖4c,鹽城雷達),且可以看到出現(xiàn)了速度模糊,退模糊后最大出流速度達31 m/s,最大旋轉(zhuǎn)速度約23 m/s,于22:40左右龍卷襲擊了小尖鎮(zhèn)兩個村,維持時間約2 min。隨后,龍卷母體風暴逐漸減弱,整片回波也東移入海,此次強對流過程趨于結(jié)束。
圖3 2020年6 月12日13:48南京雷達0.5°仰角反射率因子(a、b)、徑向速度(c)以及反射率因子垂直剖面(d)(紅圈表示孤立超級單體,白框表示龍卷大致影響區(qū)域,下同)Fig. 3 The reflectivity (a, b), radial velocity (c) at 0.5° elevation and the vertical cross section of reflectivity (d) from Nanjing radar at 13:48 BT 12 June 2020 (The red circle indicates the isolated supercell, and the white box indicates the area affected by the tornado, the same below)
從以上分析可以看到,這兩次龍卷過程都發(fā)生在一次梅雨期暴雨過程中,但一個是獨立于主回波帶之外的孤立單體造成,而另一個則鑲嵌于主回波帶上;前者產(chǎn)生的龍卷持續(xù)時間較長,而后者產(chǎn)生的龍卷則在移動過程中呈現(xiàn)跳躍式,在多處接地,每處持續(xù)時間都更為短暫。2016年阜寧龍卷與前者情況相近,但強度要遠遠強于此次過程,其中具體物理機制還有待更深入的研究。
6-7月,江淮地區(qū)正處于梅雨期。西太平洋副熱帶高壓西側(cè)低層西南氣流北上,向蘇皖地區(qū)持續(xù)輸送水汽和熱量;與此同時,有西風槽不斷自西向東影響;受高空槽和西南暖濕氣流共同影響,正是典型的梅雨期暴雨環(huán)流形勢,也符合西風帶龍卷發(fā)生的概念條件,如2016年阜寧EF4級強龍卷也正是發(fā)生在這一個時間段內(nèi)。以上條件是本文所研究的兩個個例環(huán)流背景的相同之處,但仍有其不同之處,具體分析如下。
6月12日的龍卷發(fā)生在6月11—17日江淮地區(qū)持續(xù)強降水的一次高峰之中,而7月22日的龍卷則發(fā)生在一次比較快速的強對流及暴雨天氣過程中。在高空200 hPa上,兩次過程中蘇皖地區(qū)中北部都處于急流右側(cè)的顯著分流區(qū)(圖5),所以高空輻散作用顯著,有利于對流的深厚發(fā)展。
從500 hPa位勢高度圖(圖6a)可以看出,中緯度地區(qū)有西風槽東移,6月12日08時副高脊線位于24°N附近,充足的暖濕氣流向江南地區(qū)輸送,槽后冷空氣與副高西側(cè)的暖濕氣流交匯于江淮地區(qū);700 hPa上有弱切變位于山東南部到河南中部一帶,之后逐漸轉(zhuǎn)向,而且西南急流明顯,08時最大風速約12 m/s,蘇皖地區(qū)中部正位于急流出口區(qū);地面上沿江地區(qū)被寬廣的鋒區(qū)控制,地面鋒沿長江向東北方向延伸至安徽東北部,江蘇中部處于暖鋒南側(cè)(圖7a),產(chǎn)生龍卷的中尺度對流系統(tǒng)往往容易在此區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生[5-7]。從環(huán)流背景來看,此形勢與2016年阜寧龍卷形勢相似,但阜寧龍卷有東北冷渦后部的強盛冷空氣南下影響[5],所以使得鋒面附近的對流發(fā)展的更為強盛。
圖4 2020年7月22日0.5°仰角反射率因子(a、d、g)、徑向速度(b、e、h)和反射率因子垂直剖面(c、f)(a、b、c)21:45,宿遷雷達;(d、e、f)22:07,宿遷雷達;(g、h),22:44,鹽城雷達Fig. 4 The reflectivity (a, d, g), radial velocity (b, e, h) at 0.5° elevation and the vertical cross section of reflectivity (c, f) on 22 July 2020(a, b, c) 21:45 (Suqian radar); (d, e, f) 22:07(Suqian radar); (g, h) 22:44 (Yancheng radar)
圖5 200 hPa風場和散度場(星標處和矩形框內(nèi)為龍卷影響區(qū)域,下同)(a)2020年6月12日08時, (b)2020年7月22日14時Fig. 5 200 hPa wind field and divergence field at (a) 08:00 on 12 June, (b) 14:00 on 22 July 2020 (the area affected by the tornado is at the star and in the rectangular frame separately, the same blow)
圖6 500 hPa位勢高度(等值線,單位:gpm)、700 hPa風場(單位:m/s)和海平面氣壓場(填色,單位:hPa)(a)2020年6月12日08時,(b)2020年7月22日14時,(c)2020年7月22日20時Fig. 6 500 hPa geopotential height (contour, unit: gpm),700 hPa wind field (unit: m/s) and sea level pressure field(shade, unit: hPa) at 08:00 (a) on 12 June, 14:00 (b) and 20:00 (c) on 22 July 2020
圖7 FY-4可見光云圖和地面自動氣象站觀測溫度(紅色數(shù)字)、露點(綠色數(shù)字)和風場(a)2020年6月12日08時;(b)2020年7月22日08時Fig. 7 FY-4 visible images and automatic weather station observed temperature (red digits), dewpoint (green digits) and winds at 08:00 on 12 June 2020 (a) and 22 July 2020 (b)
而7月22日時,江蘇已經(jīng)開始出梅,副高進一步西伸北抬,588線已經(jīng)壓至蘇皖地區(qū),584和588線之間的區(qū)域變窄,高空槽明顯更深。700 hPa急流明顯強于6月12日的過程,急流大值中心正好位于584和588線之間,中心最大值達24 m/s,而且急流北側(cè)08時已經(jīng)形成低渦中心,位于河南中部,暖切伸至山東南部。對應在地面上,氣旋鋒面生成,暖鋒影響到安徽地區(qū)(圖7b)。從高低空整體配置來看,此次過程比6月12日要強,是典型的梅雨期江淮氣旋系統(tǒng)影響,而且系統(tǒng)發(fā)展迅 速。14時(圖6b),高空槽進一步東移加深,槽底已達河南、山東北部,700 hPa 低渦中心也更加顯著,隨著槽前氣流向東北方向移動已經(jīng)到達河南東北部,就位于500 hPa槽底位置,急流也進一步加強北頂,江蘇北部急流風速超過了26 m/s,地面對應的氣旋中心也移動到了河南、山東與蘇皖交界處,江蘇處于暖鋒右側(cè)。而20時(圖6c),500 hPa上580線已經(jīng)出現(xiàn)閉合中心,且與700 hPa上低渦中心及地面低壓中心位置接近重合,輻合上升氣流加強,對流活動加劇,有利于龍卷母體風暴的生成。
圖8 850hP a風場(單位:m/s)和比濕(填色,單位:g/kg)(a)2020年6月12日08時,(b)2020年7月22日20時Fig. 8 850hPa wind field (unit: m/s) and specific humidity (shade, unit: g/kg) at (a) 08:00 on 12 June, (b) 20:00 on 22 July 2020
圖9 對流有效位能(等值線,單位: J/kg)和850~500 hPa溫差(填色,單位:℃)以及0~1 km風切變(單位:m/s)(a)2020年6月12日08時,(b)2020年7月22日14時Fig. 9 Convective effective potential energy (contour, unit: J/kg) and temperature difference between 8 50—500 hPa(shade, unit: ℃) and 0—1 km wind shear (unit: m/s) at 08:00 (a) on 12 June , 14:00 (b) on 22 July 2020
從低層850 hPa風場可以看到6月12日08時在這一層上有低渦中心生成(圖8a),位于河南東北部與山東交界處,低渦的暖切伸至江蘇北部;在925 hPa上低渦中心與暖切位置更加偏南,暖切位于安徽北部到江蘇中部一帶(圖9a),兩層切變配合作用,提供了好的動力抬升條件。另外,整個江南到江淮地區(qū)在850 hPa上被西南急流控制,急流前部從安徽北部伸向了江蘇北部,低層急流不僅提供了較好的低層垂直風切變及其北側(cè)的氣旋性切變條件,同時輸送了充沛的水汽,在江蘇中南部地區(qū)850 hPa上比濕超過14 g/kg,整層可降水量高達65 mm以上。08時之后,該低渦切變系統(tǒng)基本維持在該位置沒有移動,水汽條件更加轉(zhuǎn)好,有較明顯的增濕(圖略)??偟膩碚f,低層暖濕氣流與高空槽攜帶的冷空氣垂直疊置在江淮上空,促進了這一地區(qū)對流不穩(wěn)定層結(jié)的發(fā)展,配合好的低層水汽條件以及較大的濕層厚度[17],十分有利于龍卷的發(fā)生,最終龍卷基本就發(fā)生在925切變線與水汽大值中心重合區(qū)域上。
相比6月12日而言,7月22日低渦系統(tǒng)更強且移動快速(圖8b),850 hPa和925 hPa上低渦中心從08時的湖北北部向東北方向快速移動,經(jīng)過河南到20時已經(jīng)到達山東南部,兩層暖切疊加作用在江蘇東北部地區(qū)(圖9b)。85 0 hPa急流偏南分量更大,且風速也更大,20時江蘇北部超過了20 m/s,925 hPa上也達16 m/s。同時,水汽大值中心也頂至了蘇皖北部,850 hPa比濕超過14 g/kg,整層可降水量達到65 mm。與6月12日過程相同,此次過程中龍卷也基本發(fā)生在低層切變線與大值中心重合區(qū)域內(nèi)。
梅雨鋒伴隨的龍卷是在低層有明顯的風切變的有利形勢下產(chǎn)生的,環(huán)境場具有較強的對流不穩(wěn)定性、大的低層垂直風切變和較低的對流凝結(jié)高度[10,18]。俞小鼎等[18-19]認為大的低層垂直風切變、低的抬升凝結(jié)高度和地面陣風鋒的存在有利于F2級以上強龍卷產(chǎn)生。美國F2級以上的強龍卷的動力條件為0~1 km風切變15 m/s,0~6km為25 m/s;抬升凝結(jié)高度750~1000 m[20]。張一平等[14]通過分析兩次暴雨過程中的弱龍卷過程,給出了F2級龍卷環(huán)境場的具體物理量條件:對流有效位能大于1000 J/kg,K指數(shù)大于36 ℃,0~1.5 km垂直風矢量切變達15 m/s,而抬升凝結(jié)高度很低,在0~300 m。從這些研究來看,對于F2級以上的強龍卷和以下的弱龍卷來說,環(huán)境條件在定量上沒有明確的差別。我們也進一步分析了這兩次龍卷過程的環(huán)境條件。從圖9可以看到,6月12日08時(圖9a),整個淮河以南地區(qū)大氣都處于較強的不穩(wěn)定狀態(tài),最有利抬升指數(shù)(BLI)值小于-2 ℃。該區(qū)域內(nèi)對流有效位能(CAPE)在500~600 J/kg,屬于中等強度。同時,0~1 km風切變十分顯著,在江蘇中南部達10 m/s。7月22日的過程整體條件要更強,尤其從14時開始(圖9b),安徽到江蘇中南部地區(qū)850和500 hPa之間的溫差超過了22 ℃,說明不穩(wěn)定性明顯加強。江淮地區(qū)CAPE已經(jīng)大范圍超過了1000 J/kg。同時,此次過程中的風切變也要更強,14時在江蘇中北部0~1 km風切變最大達到了22 m/s,為龍卷的發(fā)生提供了有很有利的動力條件。另外,不論是從850和500 hPa之間溫差上還是CAPE大值區(qū)上都可以看到,兩次過程最強的不穩(wěn)定區(qū)域在偏南地區(qū),而龍卷都發(fā)生在北側(cè)的梯度大值區(qū),即暖濕舌附近。
圖10 龍卷附近位置T-logP圖及探空物理量(a)2020年6月12日08時(33 °N, 119°E),(b)2020年7月22日14時(34°N,119°E)Fig. 10 T-logP and sounding physical parameters near the tornado at 08:00 (a) on 12 June (33°N,119°E), 14:00 (b) on 22 July 2020 (34°N,119°E)
利用距兩次龍卷發(fā)生地點最近的格點探空物理量可以更加直觀定量地得到其環(huán)境條件。圖10a是6月1 2日08時高郵市附近(33°N,119°E)探空,可以看到CAPE值為333 J/kg,F(xiàn)CST CAPE達1578 J/kg;0~1 km風切變7 m/s,0~6 km則有20 m/s;抬升凝結(jié)高度(LCL)為386 m。與Craven等[21]所指出的有利于龍卷發(fā)生的1200 m以下低的LCL和1 0 m/s以上的0~1 km 風切變相比較,其低層的垂直風切變條件相對較弱。而在7月22日14時沭陽和灌南縣附近(34°N,119°E)(圖10b),CAPE和FCST CAPE分別為189和1247 J/kg,0~1和0~6 km風切變分別為11和26 m/s,LCL為 105m;與6月12日相比較,能量條件更弱,而不穩(wěn)定和動力條件則要更加有利一些,這在綜合指數(shù)SWEAT(強天氣威脅指數(shù))上也有明確指示(分別為263和325)。與2016年阜寧龍卷相比,垂直風切變和抬升凝結(jié)高度相當[5],但對流有效位能明顯較低。總的來說,兩次過程中不穩(wěn)定條件、能量條件以及風切變條件等都十分有利于龍卷的生成,尤其7月22日要更加優(yōu)于6月12日,可以說與2016年阜寧龍卷過程相當,但最終產(chǎn)生的龍卷強度顯然遠未達到阜寧龍卷的強度,由此也說明從短期預報角度來說,梅雨期間江淮地區(qū)龍卷走廊上的龍卷是有一定的 短期可預報性的,但真正要定位產(chǎn)生龍卷的中尺度對流系統(tǒng)的發(fā)生時間、位置以及強度,在短期預報時效內(nèi)具有極大的難度,還需要更深入的研究。
本文對2020年6月12日和7月22日江蘇省兩次龍卷過程發(fā)生的天氣背景和對流環(huán)境特征進行了初步分析,所得結(jié)論如下:
1) 通過對雷達回波特征的簡單分析發(fā)現(xiàn),6月12日龍卷與2016年阜寧龍卷類似,是獨立于主雨帶回波外的離散單體,雷達回波圖像和速度圖像上表現(xiàn)出超級單體龍卷結(jié)構(gòu)特征,該單體在高郵產(chǎn)生了一個龍卷,持續(xù)時間較長;而7月22日產(chǎn)生龍卷的單體鑲嵌于主雨帶回波南端,并且于生命史內(nèi)跳躍式移動,影響了鄰近多地,每處持續(xù)時間都較為短暫。
2)兩次龍卷均發(fā)生在梅雨期有利于暴雨發(fā)生的天氣背景下,高低空急流耦合、地面暖鋒南側(cè)高濕高能的不穩(wěn)定氣層是兩次龍卷發(fā)生的共同有利環(huán)境條件,但不同的是,6月12日龍卷發(fā)生在一個持續(xù)的過程中,影響系統(tǒng)停滯在江淮地區(qū),穩(wěn)定少動;而7月22日則是一次強烈而快速的江淮氣旋影響過程,龍卷發(fā)生在氣旋錮囚階段。
3)這兩次龍卷發(fā)生的環(huán)境條件 為中等偏強的熱力條件以及強的低層垂直風切變條件和低的抬升凝結(jié)高度,定量上對流有效位能在500 J/kg以下,0~1 km垂直風切變在10 m/s左右,0~6 km風切變超過了20 m/s,抬升凝結(jié)高度在0~300 m,SWEAT指數(shù)達300左右。尤其7月22日的條件要更加有利,0~1 km垂直風切變達11 m/s,抬升凝結(jié)高度僅105 m。
江蘇是我國強龍卷發(fā)生最多的省,尤其在近幾年來還發(fā)生了如阜寧龍卷的EF4級強龍卷,對人民生命財產(chǎn)安全造成了重大損害,因此針對該地區(qū)龍卷的研究十分必要。本文主要針對2020年截至目前發(fā)生的龍卷進行了天氣學和雷達特征上的一些分析,并與阜寧龍卷進行了一些簡單對比,發(fā)現(xiàn)與強龍卷個例的環(huán)境條件相比,今年兩次龍卷的能量條件較差,低層垂直風切變也處于中等程度。而今年兩次過程的整體條件比較接近,后一次過程的環(huán)境條件相對更有利一些,最終產(chǎn)生的龍卷強度相當,但風暴形態(tài)及移動特征等還是有顯著區(qū)別。本文希望能通過這兩次個例的分析為把握梅雨期江淮地區(qū)暴雨形勢下的龍卷過程的潛勢條件以及母風暴形態(tài)特征提供一定的幫助,在實際業(yè)務(wù)中想要更精確的預報預警龍卷還需要更多精細的研究;且針對中尺度對流特征的分析也有待進一步深入。