一次强对流天气的物理量场特征分析

赵玉金，段 荣，凌 明，朱 瑕

(贵州省黔西南自治州气象局，贵州 兴义 562400)

一次强对流天气的物理量场特征分析

赵玉金，段 荣，凌 明，朱 瑕

(贵州省黔西南自治州气象局，贵州 兴义 562400)

利用常规气象资料，对2011年5月1日黔西南州出现强对流天气的天气系统以及各种物理量场特征进行了分析。结果表明，这次强对流是产生在中低层对流不稳定、高能舌和低层暖平流、高层冷平流以及低层辐合、高层辐散的上升运动区。对流有效位能和中高层正涡度对强对流的产生起主要作用。

强对流;物理量;特征

1引言

强对流天气是发生突然、天气剧烈、破坏力极大，常伴有雷雨大风、冰雹以及局部强降雨等强烈对流性灾害天气［1］。5月1日午后到傍晚贵州西部地区出现一次明显的强对流天气过程，其中位于贵州西南部的黔西南州就有晴隆、兴仁、贞丰3县出现强对流天气。黔西南州灾情较重的有晴隆县、兴仁县。晴隆县的紫马乡、中营镇和长流乡降大雨和冰雹，降雹持续时间最长为18 min，最大冰雹直径为8 mm，地面上冰雹粒积有1 cm厚左右，3个乡镇农作物受灾1 136.6 hm2，成灾362.1 hm2，绝收244.3 hm2，房屋受损5 318间，家禽死亡1 030只，果树受灾386 418棵，受灾农户2 450户，受灾人口9 540人。兴仁县的大山、回龙两乡镇共12个村受灾，农作物受灾 660 hm2，成灾 660 hm2，绝收 150 hm2，房屋损失1 130间，受灾人口12 980人。通过对这次强对流天气的天气系统、物理量场进行诊断分析，总结出导致这次强对流天气的特点，以期为制作强对流客观预报提供一些参考依据。

2 环流条件

2.1 高空及地面形势分析

4月29日08时—5月1日08时：500 hPa中高纬为两槽一脊型，高原多小槽东移。4月29日08点500 hPa贵州省受西南气流影响，高空槽位于贵州西北部，700 hPa、850 hPa贵州受西南气流影响，地面受热低压影响;4月30日08点500 hPa槽线位于贵州中部一线，700 hPa切变亦位于贵州省中部一线，850 hPa受偏南气流影响，地面受热低压影响;5月1日08点500 hPa在四川到昆明有一浅槽，700 hPa在贵州西部有切变线，地面为热低压控制(图1)。说明贵州中部以西中高层有多小槽或切变线影响，地面虽为热低压控制，只要地面有弱的辐合线，大气中低层对流不稳定，仍有强对流的产生［2］。

图1 2011年1日08时地面形势图

2.2 500 hPa及700 hPa温度场分析

1日08时500 hPa上有冷平流从河套东侧向四川、贵州下滑入侵，见图2中实线箭头所示，地面至700 hPa都为较强的暖平流，有一暖舌从广西经贵州向高原伸展，暖平流在700 hPa最明显，见图2中虚线箭头所示，强对流强对流就产生在低层暖平流和高层冷平流相叠置的区域，见图2中阴影区。

图2 2011年5月1日08时500 hPa、700 hPa温度场(单位：℃)，其中实线为500 hPa等温线，虚线为700 hPa等温线，阴影区为出现雷雨强对流区。

3 物理量及稳定度指数分析

3.1 对流有效位能(CAPE)特征

由此根据“对流有效位能”的定义，CAPE越大越有利于对流发展。2011年1日12时56 691(威宁)站 CAPE 值为 231.9J·kg-1、57 816(贵阳)站CAPE值179.5J·kg-1，说明贵州中部以西为高能区，强对流就产生在对流有效位能的高能区［2］。由于对流有效位能的释放，1日午后—夜间贵州中部以西的地区包括黔西南出现雷雨强对流。

3.2 假相当位温随高度变化特征

潜在不稳定是发生强对流天气的必要条件，通常用假相当位温θse随高度变化来判断大气稳定度［2］。选取降雹区附近的4个格点值，计算△θse(500 hPa-850 hPa)，从表1中可以看出1日00时—2日00时，500 hPa以下雹区上空θse随高度增加而减少，大气呈对流不稳定状态。1日00时—1日12时最不稳定，△θse(500 hPa-850 hPa)达到-14.0℃，其次是1日00时，△θse(500 hPa-850 hPa)为-11.9℃。1日午后—傍晚有强对流产生，强对流产生在500 hPa以下△θse(500 hPa-850 hPa)，小于-6.5℃的不稳定大气中。

表1 2011 年5 月1 日雹区上空500 hPa、850 hPaθse、△θse(500 hPa-850 hPa)

3.3 散度场和垂直速度场特征

分析散度场分布发现，5月1日12时，贵州700 hPa以下为辐合区，700～400 hPa为辐散区。925 hPa辐合最强，中心值为-67.7×10-6·s-1;700 hPa上有一辐散区与之相对，区域值为8.7～16.7×10-6·s-1。高层辐散、低层辐合区，整层(925～400 hPa)都为上升运动，700 hPa上升运动最强，中心值为-59.2 ×10-3hPa·s-1(图3)。强对流产生于低层辐合、高层辐散的上升运动区。

图3 2011年5月1日12时700 hPa垂直速度场(单位：10-3hPa·s-1)

3.4 涡度特征

高空正涡度是促使地面低压发展的动力因子。地面低压发展必伴有上升运动及高层辐散、低层辐合。1日12时，贵州中部以西上空200 hPa以上大部分为负涡度，贵州上空850～500 hPa为正涡度，500 hPa涡度值最大，达21.2～31.2×10-5·s-1且位于贵州中部以西。

图4 2011年1日12时200 hPa(a)、500 hPa(b)、700 hPa(c)、850 hPa(d)涡度(单位：10-5·s-1)

在高层辐散抽吸作用使低层辐合，产生上升运动，触发低层对流发展，产生强对流。由此可见，5月1日强对流过程，主要由低层辐合产生的上升运动触发不稳定能量释放导致强对流，加上200 hPa高层辐散，辐散抽吸作用加强了上升运动，使对流发展［3］。

3.5 k指数、SI指数分析

在贵州区域k指数为33.9～37.8℃，表明贵州区域高能舌控制，大气层结在不稳定能量聚集。贵州区域SI＜0，SI指数在-1.7～-3.7℃表明贵州区域大气存在不稳定层结结构。

4 结语

①这次强对流天气是产生在高能舌区、700 hPa以下大气层结不稳定以及高层冷平流和低层暖平流相配合的区域。

②在低层辐合、高层辐散的上升运动区，对流发展，对流不稳定能量释放，产生强对流强对流。

［1］ 杨晓霞，张爱华，贺业坤.连续强对流天气的物理量特征分析［J］. 气象，2008，26(4)：50-54.

［2］ 段荣，王芬，熊方.西南低涡造成连大暴雨天气个例诊断分析［J］. 安徽农业科学，2011，39(8)：4696-4699.

［3］ 吴宝俊.对流天气分析预报中引入的几个新参数［J］.航空气象科技，1998，(2)：8-10.

［4］ 斯公望，楼茂园.83413富阳县局地大强对流过程的成因分析［J］. 气象，1990，16(6)：39-43.

［5］ 杨晓霞，等.一次大暴雨天气过程的能量分析［J］.气象，1997，23(8)：43-45.

［6］ 朱乾根，林锦瑞，寿绍文.天气学原理和方法［M］.北京：气象出版社，1981：92-94.

［7］ 林新彬，刘爱鸣，冯晋勤.福建省中南部一次强飑线过程分析［J］. 气象科技，2006，34(5)：574-577.

P458.1+1

B

1003-6598(2012)02-0036-03

2011-10-18

赵玉金(1958-)，男，农艺师，主要从事气候研究工作。

2008年贵州省黔西南州重点科研项目(2008-47)资助。