陳 強(qiáng)，馬中元，陳鮑發(fā)，彭維明，邱雯婷，張曉芳，曹佳琪

(1.婺源縣氣象局，婺源 333200；2.江西省氣象科學(xué)研究所，南昌 330046；3.景德鎮(zhèn)市氣象局，景德鎮(zhèn) 333000)

0 引言

江南春季，受冷空氣等天氣系統(tǒng)影響，易出現(xiàn)強(qiáng)對流天氣，特別是極端性的雷暴大風(fēng)天氣，給居民生活、戶外廣告牌、高空作業(yè)人員、臨時(shí)搭建物和水上交通等帶來嚴(yán)重威脅。例如2018-03-04，江西出現(xiàn)大范圍的10級以上雷暴大風(fēng)，導(dǎo)致樂平縣一艘擺渡船傾覆，造成3人死亡。因此對雷暴大風(fēng)的預(yù)警一直是基層氣象臺站預(yù)報(bào)工作的重中之重。

對于江西雷暴大風(fēng)等強(qiáng)對流天氣過程，許愛華[1-4]等指出，斜壓鋒生類強(qiáng)對流天氣在云圖上表現(xiàn)為斜壓擾動云系尾部強(qiáng)對流云型，是中低層冷暖空氣強(qiáng)烈交匯產(chǎn)生的深厚對流，往往表現(xiàn)為高空干冷平流和低空暖濕平流都很強(qiáng)烈。江西雷雨大風(fēng)45～55 dBZ強(qiáng)回波平均高度為12.6 km(≥-25 ℃等溫層的高度)、南昌850～500 hPa的ΔT≥27 ℃、低槽、切變并伴有江南華南暖濕急流、河套地區(qū)的冷空氣。馬中元[5-7]等研究表明冷鋒、靜止鋒、850 hPa切變線、850 hPa能量鋒、中尺度對流云團(tuán)、中尺度地形輻合線、雷暴冷堆、冷出流邊界和局地鋒區(qū)是江西對流風(fēng)暴的9種主要觸發(fā)系統(tǒng)與形成機(jī)制；3—5月是颮線高發(fā)期(占全年90%)，回波形態(tài)表現(xiàn)為颮線回波帶上超級單體、颮線回波帶上強(qiáng)單體、短帶回波和超級單體(群)4種類型，由若干個傾斜深厚對流單體所組成，具有緊密排列的結(jié)構(gòu)。當(dāng)南北走向的回波帶強(qiáng)度≥50 dBZ、回波不斷合并、水平尺度增大、具有“指狀”或“弓狀”回波結(jié)構(gòu)時(shí)，會產(chǎn)生多站雷暴大風(fēng)天氣，雷暴大風(fēng)就發(fā)生在回波短帶凸出部位前沿。大風(fēng)天氣往往與雷達(dá)≥20 m/s大速度區(qū)配合，有時(shí)發(fā)生在颮線的消散階段[8-12]。風(fēng)暴跟蹤信息STI有助于預(yù)報(bào)員識別和判斷回波系統(tǒng)的移動，組合STI產(chǎn)品彌補(bǔ)了單部雷達(dá)的不足，對于判斷未來1 h回波的移動方向、移動速度有明顯的指示意義，而密集指向區(qū)對應(yīng)于回波未來位置的確定效果更好[13-16]。上述研究均為雷暴大風(fēng)的研究提供了理論依據(jù)。

2022-04-25，江西中北部出現(xiàn)大范圍強(qiáng)對流天氣，婺源出現(xiàn)10級雷暴大風(fēng)，為了更好地開展雷暴大風(fēng)天氣的監(jiān)測預(yù)警工作，文章主要從雷達(dá)回波特征對此輪強(qiáng)對流天氣進(jìn)行總結(jié)分析。

1 資料來源

常規(guī)天氣資料來源于國家氣象中心MICAPS 4.0平臺(氣象信息處理系統(tǒng))；地面氣象要素來源于江西省國家氣象站數(shù)據(jù)；雷達(dá)拼圖、組合STI產(chǎn)品資料來源于江西內(nèi)網(wǎng)(http：//10.116.32.81，2012年開發(fā))WebGIS雷達(dá)拼圖平臺數(shù)據(jù)，該平臺集24部S波段天氣雷達(dá)回波、雷電數(shù)據(jù)、自動氣象站數(shù)據(jù)為一體，可以進(jìn)行多種組合顯示，雷達(dá)拼圖精度1 km×1 km，時(shí)間間隔10 min，具有組合反射率CR產(chǎn)品和1.5°仰角反射率因子R1.5等產(chǎn)品；雷達(dá)剖面資料來源于江西內(nèi)網(wǎng)(http：//10.116.42.9，2014年開發(fā))。文章涉及的地圖邊界均是基于國家測繪地理信息局標(biāo)準(zhǔn)地圖服務(wù)網(wǎng)站下載的審圖號為GS(2017)3320號的標(biāo)準(zhǔn)地圖制作，MICAPS地圖的審圖號：GS(2019)3082號。全文使用北京時(shí)間。

2 天氣實(shí)況與天氣背景

2.1 天氣實(shí)況

從2022-04-25 T 08：00—2022-04-26 T08：00江西極大風(fēng)速和雨量分布可知，江西東部、中北部出現(xiàn)了大范圍的暴雨與雷暴大風(fēng)天氣。從國家站監(jiān)測看到，雷暴大風(fēng)為西南大風(fēng)或西北大風(fēng)，主要出現(xiàn)在贛東北與贛中東部，其中撫州市、婺源縣、德興、樂平、貴溪等地風(fēng)力達(dá)20 m/s以上，以撫州市西南大風(fēng)(28.6 m/s)為最大，婺源西南大風(fēng)(27.8 m/s)次之。贛東北、贛中北部還出現(xiàn)較大范圍暴雨，大暴雨主要出現(xiàn)在萍鄉(xiāng)、宜春、新干、樟樹等中部一線，以樟樹(147.0 mm)為最大。

由此可見，這是發(fā)生在春季的1次較為極端的強(qiáng)對流天氣過程，強(qiáng)降水、強(qiáng)雷電、雷暴大風(fēng)、小冰雹均有出現(xiàn)，特別是婺源縣、撫州市的雷暴大風(fēng)，有明顯致災(zāi)性。

2.2 天氣背景

圖1為2022-04-25T08：00不同層次的MICAPS天氣圖，200 hPa湖南中部、江西中北部處分流區(qū)中，特別是贛東北處西南偏西風(fēng)與西北風(fēng)構(gòu)成的分流區(qū)中，風(fēng)向交叉角度大，輻散明顯(圖1a)。500 hPa槽線位于河套東部經(jīng)湖北東部至湖南東部，江西中北部處低槽前部的西南氣流中，低層有低渦、氣旋活動(圖1b)。850 hPa湖北東部有1個低渦，沿低渦向西南、東北伸出切變線，與高空低槽的位置大致重疊，低渦的東南方向，江南東部為大范圍的西南急流區(qū)(圖1c)。925 hPa低渦位置與850 hPa基本一致，低渦的東南方向，贛州、南昌、安慶一線為明顯的超低空西南急流(圖1d)。

圖1 2022-04-25T08：00 MICAPS天氣圖(a)200 hPa；(b)500hPa；(c)850 hPa；(d)925 hPa

由此可見，低槽移近、高層輻散、低層低渦與氣旋前部為強(qiáng)對流天氣發(fā)生、發(fā)展提供了明顯的動力抬升條件，而低空急流、超低空急流在輸送水汽的同時(shí)，又提供了強(qiáng)大的不穩(wěn)定能量。婺源地處贛東北，高空位于西南氣流與西北氣流構(gòu)成的“剪刀”形態(tài)明顯輻散分流區(qū)中，低層處于低空急流與超低空急流中，加上前期明顯增溫，為雷暴大風(fēng)等強(qiáng)對流天氣的發(fā)生、發(fā)展提供了有利環(huán)境條件。

3 雷達(dá)回波系統(tǒng)演變與特征

3.1 回波系統(tǒng)演變

2022-04-25T08：00(圖2a)，低槽前部的對流回波影響江西省西北部，以東北—西南向?qū)α骰夭◣橹?，伴隨著回波帶有對流回波單體、對流回波短帶，回波強(qiáng)度以35 dBZ以上為主，中心強(qiáng)度達(dá)45～55 dBZ；11：00(圖2b)回波移至九江東部；14：00(圖2c)回波移入贛東北，回波整體仍呈東北—西南向，為多個帶狀回波與回波短帶構(gòu)成，強(qiáng)度達(dá)50～55 dBZ，婺源等地處于強(qiáng)回波帶前部，開始出現(xiàn)雷暴大風(fēng)等強(qiáng)對流天氣，此時(shí)，江西西北部又有大量強(qiáng)回波單體發(fā)展；17：00(圖2d)回波東移，進(jìn)入江西西部的對流回波帶有所南壓，并開始呈東西向分布；20：00(圖2e)多個回波帶、回波短帶合并，形成東西向的回波帶，長度較長，橫跨江西省及湖南東部；23：00(圖2f)回波帶緩慢東移、南壓，中心強(qiáng)度達(dá)50～55 dBZ，強(qiáng)回波后部伴有較大范圍的35 dBZ以上降水回波，正是該回波帶東移南壓過程之中，由于回波強(qiáng)度強(qiáng)并伴有“列車”效應(yīng)，導(dǎo)致贛中北部出現(xiàn)暴雨、大暴雨天氣。26日02：00(圖2g)、05：00(圖2h)回波帶繼續(xù)南壓，回波強(qiáng)度有所減弱；至08：00回波帶已南壓至贛南北部的遂川、興國一線。

圖2 2022-04-25T08：00—2022-04-26T08：00江西雷達(dá)拼圖組合反射率回波演變(a)25日08：00；(b)11：00；(c)14：00；(d)17：00；(e)20：00；(f)23：00；(g)26日02：00；(h)05：00

從此次過程的回波帶演變情況看，回波開始呈東北—西南走向，隨著低槽東移、南壓，低渦后部冷空氣下沉，回波帶轉(zhuǎn)為東西走向。雷暴大風(fēng)多出現(xiàn)在東北—西南向帶狀回波與強(qiáng)回波短帶影響期間，而大暴雨多出現(xiàn)在東西走向的強(qiáng)回波帶上。

3.2 婺源雷暴大風(fēng)回波特征

圖3為2022-04-25 T 14：00—2022-04-25 T 14：30，江西雷達(dá)拼圖組合反射率和極大風(fēng)速疊加圖。14：00(圖3a)贛東北有2條強(qiáng)回波短帶，一條位于景德鎮(zhèn)市區(qū)附近，強(qiáng)度偏弱；另一條位于余干、萬年、樂平南部至婺源西南部，強(qiáng)度偏強(qiáng)。婺源縣城位于該回波短帶前方，回波短帶呈東北—西南走向分布，中心強(qiáng)度達(dá)55 dBZ，并在東北部略呈“弓”狀。14：10(圖3b)回波短帶東移，短帶東北部“弓”形趨于完整，形成較為完整的弧形分布；婺源縣城正位于“弓”形頭部附近。14：15，婺源縣城出現(xiàn)雷暴大風(fēng)，風(fēng)速達(dá)27.8 m/s。14：20(圖3c)，14：30(圖3d)短帶回波繼續(xù)東移，轉(zhuǎn)為南北向，短帶東部“弓”形特征明顯。14：29，在“弓”形短帶中的婺源鐘呂水庫出現(xiàn)23.8 m/s雷暴大風(fēng)。

由此可見，回波短帶由東北—西南走向轉(zhuǎn)為南北走向，演變?yōu)椤肮毙位夭ǘ處В弧肮毙位夭ǘ處钱a(chǎn)生極端雷暴大風(fēng)的主要回波帶。

3.3 回波短帶風(fēng)暴跟蹤信息(STI)指向

風(fēng)暴跟蹤信息STI產(chǎn)品是建立在SCIT風(fēng)暴識別算法上的，一旦識別出風(fēng)暴單體，即給出該單體在0 min，15 min，30 min，45 min和60 min的預(yù)報(bào)位置。

圖4為2022-04-25T13：40—2022-04-25T14：10，江西雷達(dá)拼圖組合反射率和風(fēng)暴跟蹤信息疊加圖。13：40(圖4a)，婺源位于強(qiáng)回波短帶以東，有3條路徑指向婺源，顯示短帶回波在30～45 min影響婺源縣城；13：50(圖4b)，短帶回波東移，STI移動路徑顯示30 min之內(nèi)強(qiáng)回波短帶影響婺源；14：00(圖4c)，路徑顯示15 min左右，“弓”形短帶回波影響婺源，14：15婺源縣城出現(xiàn)27.8 m/s雷暴大風(fēng)；14：10(圖4d)，短帶回波影響婺源。

由此可見，風(fēng)暴跟蹤信息的指向與回波移動基本吻合，根據(jù)組合STI產(chǎn)品與強(qiáng)回波的疊加顯示，可以較為精準(zhǔn)地提前45 min左右預(yù)測強(qiáng)回波短帶對某地的影響時(shí)間。

圖3 2022-04-25T14：00—2022-04-25T14：30江西雷達(dá)拼圖組合反射率和極大風(fēng)速疊加(a)14：00；(b)14：10；(c)14：20；(d)14：30

圖4 2022-04-25T13：40—2022-04-25T14：10江西雷達(dá)拼圖組合反射率和風(fēng)暴跟蹤信息疊加(a)13：40；(b)13：50；(c)14：00；(d)14：10

4 結(jié)束語

春季，江西的主要?dú)庀鬄?zāi)害是強(qiáng)雷電、雷暴大風(fēng)等強(qiáng)對流天氣，且發(fā)生頻率高，致災(zāi)性強(qiáng)。通過數(shù)值預(yù)報(bào)與高空實(shí)況監(jiān)測形勢圖的中尺度分析預(yù)判強(qiáng)天氣潛勢，應(yīng)用雷達(dá)拼圖、雷達(dá)剖面、STI信息等各種雷達(dá)產(chǎn)品判斷強(qiáng)天氣的具體影響時(shí)間與劇烈程度，發(fā)布對應(yīng)的預(yù)警信號，精準(zhǔn)應(yīng)對，可以最大限度地降低自然災(zāi)害帶來的損失。