曾翔宇

（民航廣西空管分局，廣西南寧 530048）

雷雨是夏季影響飛行安全最主要的天氣之一，伴隨著短時強降水和雷暴大風等強對流天氣，具有極大的破壞性[1]。雷雨天氣具有強度大、突發(fā)性強等特點，對于航空運輸而言，容易造成飛行、起飛和著陸的航空器遭遇低空風切變和雷擊，對航空器和地面設備設施帶來損害[2]。對于雷雨天氣，許多學者利用再分析資料、多普勒雷達資料、自動氣象站資料、探空資料等進行了深入研究[3-8]，對雷雨天氣進行了分類，總結出了雷雨天氣的相關特點。

本文選用EC 再分析資料（0.ERA5）、多普勒天氣雷達資料、探空資料，對2022-06-10 南寧吳圩國際機場發(fā)生的一次雷雨天氣過程進行分析診斷。

1 天氣過程概述

2022-06-10T19：00 南寧地區(qū)西南方向出現(xiàn)了大面積對流云團；20：39 起南寧機場（22.61°N，108.17°E，下同）出現(xiàn)8 min 的雷雨天氣，過程累積降水量達到78.7 mm。

利用多普勒雷達圖來分析此次雷雨天氣過程。2022-06-10T19：00 起，從徑向速度圖上看，南寧地區(qū)西南方向20 km 處有明顯的速度對，表明地面存在氣旋性輻合區(qū)。2022-06-10 南寧機場多普勒天氣雷達強度如圖1 所示。由圖1 可知，2022-06-10T19：00 南寧地區(qū)西南方向有分散塊狀的對流回波逐漸生成，并向南寧方向移動；19：30 對流云團發(fā)展旺盛，逐漸連接形成塊狀回波；20：00 對流云團進一步加強，形成片狀回波，中心強度達到55 dBz 以上，向南寧地區(qū)移動，氣旋性輻合區(qū)也逐漸移動至南寧偏東方向，說明南寧地區(qū)西南方向地面存在輻合，有利于上升運動的發(fā)展，從而產(chǎn)生對流性天氣，并且對流逐漸向北發(fā)展；20：30 回波開始影響南寧地區(qū)，南寧機場出現(xiàn)雷雨天氣，此時輻合區(qū)逐漸向北移動；21：40 對流云團離開南寧機場，逐漸向東北方向移動。

圖1 2022-06-10 南寧機場多普勒天氣雷達強度圖（仰角為1.5°）

2 天氣形勢分析

2.1 高空天氣形勢

從2022-06-10T08：00 的空中風場（如圖2 所示）可以看出，500 hPa 低渦中心位于桂中一帶，南寧地區(qū)（黑點位置，下同）整體處于低渦南側的西南風場中；850 hPa 有低渦位于桂西，切變線位于廣西中北部桂西至桂東一帶，廣西整體處于西南風和東南風的輻合區(qū)，南寧地區(qū)處于切變線南側的西南風場中，并且受切變線南部西南暖濕氣流控制；925 hPa 存在低渦于桂西南地區(qū)，低渦切變線位于桂南至桂北一帶，南寧地區(qū)處于切變線南側的偏南風場中。

圖2 2022-06-10T08：00 環(huán)流形勢

從2022-06-10T20：00 的空中風場（如圖3 所示）可以看出，500 hPa 環(huán)流形勢場顯示，低渦逐漸加深，并逐漸加深南壓，南寧地區(qū)處于低渦切變線后部的西北氣流中；850 hPa 低渦逐漸東移至桂中，切變位于桂西南至桂東北一帶，南寧地區(qū)處于西南風的風速輻合區(qū)，并受切變線輻合影響；925 hPa 低渦位于桂西南，南寧地區(qū)位于切變線南側。

圖3 2022-06-10T20：00 環(huán)流形勢

2.2 地面天氣形勢

2022-06-10 地面風場如圖4 所示。由圖4 可知，08：00 南寧地區(qū)處于偏東風場中；14：00 南寧地區(qū)逐漸轉為偏南風控制；20：00 南寧地區(qū)處于偏北風和東南風的輻合區(qū)，并且存在風速的輻合。

圖4 2022-06-10 地面風場

3 物理量場分析

雷雨天氣發(fā)生的必要條件為充沛的水汽、層結不穩(wěn)定、使氣塊抬升到抬升凝結高度的觸發(fā)機制，下面將針對這3 個條件進行分析。

3.1 水汽條件分析

充足的水汽是雷雨天氣發(fā)生的必要條件之一。2022-06-10T20：00 比濕如圖5 所示。由圖5 可知，850 hPa 桂中、桂南部分區(qū)域等飽和比濕度達到了16 g/kg 以上，925 hPa 桂中、桂南地區(qū)等飽和比濕度達到了20 g/kg 以上，南寧地區(qū)處于等飽和比濕度的高值區(qū)，具有充足的水汽條件。

圖5 2022-06-10T20：00 比濕

2022-06-10 水汽通量散度剖面如圖6 所示。由圖6可知，2022-06-10T14：00 南寧地區(qū)800～600 hPa 為水汽通量散度的負值區(qū)， 中心值為- 0 . 8 ×10-4g/（s·hPs·cm2），說明中低層存在水汽的輻合區(qū)，呈現(xiàn)低層輻合、高層輻散的形式，有利于水汽的抬升，為強降水提供了充足的水汽條件；2022-06-10T20：00南寧地區(qū)1 000～700 hPa 為水汽通量散度的正值區(qū)，其中心值為0.3×10-4g/（s·hPs·cm2），而700～300 hPa為水汽通量散度的負值區(qū)，其中心值為-0.4×10-4g/（s·hPs·cm2），說明中低層存在水汽的輻散，高層存在水汽的輻合，表明水汽呈現(xiàn)出下沉運動，南寧地區(qū)開始發(fā)生降水天氣。

圖6 2022-06-10 水汽通量散度剖面

3.2 層結條件分析

不穩(wěn)定能量的積累對于雷雨天氣的發(fā)生具有指示意義。2022-06-10T20：00 南寧站點探空如圖7 所示。由圖7 可知，南寧地區(qū)存在較強的不穩(wěn)定能量，CAPE值為1 901.5 J/kg，容易受到擾動影響而釋放不穩(wěn)定能量，有利于出現(xiàn)雷電和短時強降水，500 hPa 以下為濕區(qū)，整層濕度較大，低層由東南風隨高度逐漸轉為偏西風，說明層結中有暖平流。2022-06-10T20：00 探空指標分別為：K指數(shù)為39.1 ℃，SI 為-1.82 ℃。

圖7 2022-06-10T20：00 南寧站點探空圖

2022-06-10T20：00 南寧站對流參數(shù)實際值與氣象局統(tǒng)計的指標值如表1 所示， 根據(jù)統(tǒng)計，2022-06-10T20：00，K指數(shù)和SI 指數(shù)滿足雷暴出現(xiàn)的條件。

表1 2022-06-10T20：00 南寧站對流參數(shù)實際值與氣象局統(tǒng)計的指標值

3.3 動力條件分析

當存在低層輻合、高層輻散時，說明大氣存在擾動，上下運動的耦合作用較為明顯，具有較強的上升運動，使氣塊抬升至抬升凝結高度，從而產(chǎn)生強對流天氣。2022-06-10 南寧地區(qū)散度剖面圖如圖8 所示。由圖8 可知，11：00 南寧地區(qū)（國際協(xié)調(diào)時間UTC）800～200 hPa 均為散度的負值區(qū)，其中心值達到-0.6×10-4S-1，存在輻合形式，為雷雨天氣積累了能量；直至12：00（UTC），南寧地區(qū)500～200 hPa 轉為散度的正值區(qū)，其中心值達到0.5×10-4S-1，具有輻合作用；925～800 hPa 仍為散度的負值區(qū)，其中心值達到-0.5×10-4S-1，具有高層輻散、低層輻合的形式，因此，高層氣流輻散的抽吸作用與中低層暖濕氣流輻合的上升運動相配合，有利于上升運動的維持和發(fā)展，為雷雨天氣的形成提供了動力條件。

圖8 2022-06-10 南寧地區(qū)散度剖面圖

2022-06-10 南寧地區(qū)垂直速度剖面圖如圖9 所示。由圖9 可知，從10：00（UTC）開始，南寧地區(qū)1 000～500 hPa 負的垂直速度較強，上升運動較強，為雷雨天氣的發(fā)展積累了動力條件，隨著時間推移，到12：00（UTC），925 hPa 以下為垂直速度負值區(qū)，表明中層至低層負的垂直速度減弱，不穩(wěn)定能量釋放，雷雨天氣產(chǎn)生并影響南寧地區(qū)。

圖9 2022-06-10 南寧地區(qū)垂直速度剖面圖

4 結論

此次雷雨天氣過程具有降水強度大、突發(fā)性強的特點，形成的主要因素是空中低渦切變線發(fā)展東移，地面東南風和東北風的輻合，以及偏南氣流的風速輻合為此次天氣過程提供了有利條件。

從水汽條件上看，雷雨天氣過程發(fā)生當天低層的比濕相對較高，925 hPa 比濕達到20 g/kg 以上，桂中、桂南地區(qū)存在低層西南暖濕氣流的水汽輸送，并且桂中地區(qū)水汽通量散度為負值，存在水汽輻合，為此次雷雨天氣過程提供了充足的水汽條件。

從探空資料上看，2022-06-10T20：00 南寧地區(qū)的探空指標分別為：CAPE 值為1 901.5 J/kg，K指數(shù)為39.1 ℃，SI 指數(shù)為-1.82 ℃，因此南寧上空存在較強的不穩(wěn)定能量，為此次雷雨天氣過程提供了熱力條件。

從動力條件上看，2022-06-10 南寧地區(qū)低層處于散度的負值區(qū)，具有輻合作用，高層處于散度的正值區(qū)，具有輻散作用，南寧地區(qū)位于低層輻合、高層輻散區(qū)，有利于上升運動的維持和發(fā)展；2022-06-10 南寧地區(qū)負的垂直速度較強，上升運動較強，為雷雨天氣提供了動力條件，而當雷雨天氣發(fā)生時，中層至低層負的垂直速度減弱，不穩(wěn)定能量得到釋放。

多普勒天氣雷達很好地監(jiān)視了雷雨發(fā)生發(fā)展過程。從強度圖上看，此次雷雨過程的對流回波以塊狀為主，有回波強度大、發(fā)展速度快的特點，持續(xù)時間為68 min；從速度圖上看，地面存在氣旋性輻合區(qū)很好指示了對流發(fā)展的趨勢，隨著輻合區(qū)的北移，對流也逐漸向北移動發(fā)展。