2022年3月赣北一次强对流天气过程分析

梅婷 储笑涵 黄龙飞 张晶晶

摘要 利用常规探测资料、数值模式等多源资料对2022年3月14日景德镇一次强对流天气过程进行分析。分析表明：（1）此次过程是高空偏西北气流影响下多单体风暴造成的强对流天气过程，强对流灾害会有雷暴大风、冰雹等；（2）冷锋与水平对流卷在景德镇相遇，有利于雷暴加强和维持，雷暴高度组织化整齐排列，强回波（55 dBz）在景德镇稳定少动，回波走向与景德镇垂直，故造成了短时强降水的发生；（3）0～6 km垂直风切变只是一般参考值，0～8 km垂直风切变往往会更加具有风暴结构的指示意义；（4）此次过程在灾害出现10 min前已经出现了强对流天气指示因子，预报员需时刻保持警惕，提前做出预警。

关键词 多源资料；云图演变；“V”字形缺口；ROSE PUP

中图分类号：P458.1+21.1 文献标识码：B 文章编号：2095–3305（2023）02–0151-03

强对流天气是春季最重要的灾害性天气，生命期短、致灾性强，具有明显的突发性、局地性，预报员在预报过程中往往对强对流天气的致灾种类和强度把握不到位，导致预警信号发布的提前量不够及时，给短临预报服务带来了不小的困难。俞小鼎等[1]指出，45或50 dBz的回波垂直扩展到-20 ℃等温线对应的高度之上，回波悬垂于有界弱回波区BWER，垂直累积液态水VIL含量，三体散射和强烈风暴顶辐散是预警有强冰雹的重要指标。郑媛媛等[2]指出超级单体左前方的低层反射率因子呈现明显的倒“V”字形结构，这也是超级单体风暴的典型特征之一。俞小鼎等[3]认为强冰雹的环境要素是对流有效位能CAPE、代表对流层深层垂直风切变的0～6 km风矢量差以及冰雹融化层高度；任何位置出现65 dBz以上的强回波，垂直累计液态水VIL的大值区，高大的回波悬垂和弱回波区，超级单体有界弱回波区、三体散射及强烈风暴顶辐散等。

针对2022年3月14日景德镇市一次明显强对流天气过程进行基于多源资料的诊断分析。

1 环流背景概述

1.1 天氣形势

3月14日，景德镇出现了明显的强对流天气。图1表明昌江区16：00出现了25.7 m/s的极大风（10级），为全省最大；2站次小时雨强超过60 mm，景德镇本站在16：00～17：00 小时雨强达到60.6 mm；浮梁县峙滩乡在15：10出现了直径2 cm的冰雹。

1.2 环流背景

图1反映出此次冷空气南下形势。200 hPa长江中下游处于明显分流区，此处不再赘述。500 hPa长江中下游受西南气流影响，处于槽前正涡度平流，动力抬升条件好，有利于上升气流的加强。700和850 hPa上切变线位置几乎重合，景德镇在西南急流出口区。925 hPa可以看出其切变线位置与700、850 hPa的位置非常吻合，且整个赣北处在强大的暖中心中，温度达到20 ℃并维持。图1上冷锋已经南压至淮河一线，直逼赣北，景德镇已处于冷空气前沿，冷暖交汇，有利于出现剧烈对流天气。从天气系统配置来看，满足降水的动力配置。

2 基于多源探测资料的特征分析

2.1 SWAP云图演变

一般来说，高层水汽云图（通道2）的暗区可以反映出干冷空气的位置和演变情况。从12：00高层水汽云图上可以看出，东北冷涡对应的逗点云系已经形成，冷锋云系已经开始向南移动，在中高纬暗区显示有明显的干冷空气侵入。图3可以看出湖南、江西、福建大部分地区处在南方暖云（可见清晰的水平对流卷），南风气流非常强盛。从可见光云图上反映出来，随着时间推移，积云在地面辐合线处发展旺盛，有很明显的卷云砧，16：00景德镇本站处有比较清晰的成熟的雷暴云团。

2.2 风暴结构的探空分析

表1反映了南昌站和衢州站的各项物理量要素特征值，可以看出上游站点（南昌站）和下游（衢州站）能量条件都非常好，暖层厚度适宜。0～6 km垂直风切变作为强对流天气的重要参考较为普遍，但并不是唯一的标准参考量。仅从表1中0～6 km垂直风切变来看，两站的垂直风切变非常弱，并没有达到强对流天气的参考标准值。但0～8 km垂直风切变出现了明显的大值，南昌站此时已经达到30.2 m/s，强度非常强，说明强对流天气非常剧烈，对强对流的强度把握需要及时做出调整。

2.3 常规资料的中尺度分析

2.3.1 地面露点分析和中尺度分析 整个江西水汽非常充沛，并且高湿环境持续3 h，持续时间较长。从地面辐合线和暖脊位置可知，景德镇正处于地面辐合线和暖脊线上，高温高湿环境条件非常好，有利于对流系统的发展与维持。

2.3.2 加密观测下中尺度辐合线变化 雷暴的加强有可能是雷暴与辐合线相遇，或者雷暴的出流边界与另一条辐合线相遇[3]。景德镇位于南北两条地面辐合线之间（在九江的南边还有一条地面辐合线缓慢向北移动）。位于景德镇北面的辐合线维持少动，而九江南边的辐合线往北推逐渐与北面辐合线合并，16：00在景德镇处汇合，雷暴云团发展并加强。云带合并后继续影响景德镇数小时，此时云团发展成熟。

2.4 基于ROSE PUP和GR2雷达产品分析

此次过程分为3个阶段：冰雹云时段、雷暴大风最强时段、短时强降水时段。下面分别对这3个时段的雷达回波产品特征进行分析。

2.4.1 冰雹时段（14：55～15：10） 强冰雹的雷达回波特征包括很多，如三体散射、高悬的强回波、弱回波区和有界弱回波区、异常大的VIL值等，也有一些其他的雷达特征如强风暴顶辐散等。

（1）14：59雷达产品分析。研究表明，在高悬强回波的雹暴基本特征满足的前提下，中气旋或者弱涡旋都表明有更高的大冰雹概率。冰雹云阶段，14：59显示高层反射率因子强度已经达到55～60 dBz，强反射率因子高度较高（仰角9.8°），中层径向速度图上（仰角4.2°）有弱的中气旋，速度为±5 m/s（不明显），但仍然有较高的大冰雹概率。回波顶高达到9.5 km，此时的垂直液态水含量VIL为44.2 kg/m2，含量开始迅速增加。从回波空间结构来看，有明显的高悬垂回波（8 km），低层存在有界弱回波区，此时的条件满足冰雹的特征。

（2）15：06雷达产品分析。图3显示回波强度（仰角6.0°）达到60～65 dBz，强反射率因子较上一体扫有所下降。从径向速度图上看，有强烈的风暴顶辐散（入流速度-18 m/s，出流速度17 m/s），

回波顶高为10 km，垂直液态水含量VIL为67.2 kg/m2，回波顶高增加，VIL值突增。研究表明，强降雹单体最大VIL平均值分别为57.5 kg/m2，此VIL值已经超过了强降雹的最大平均值[4]。从回波空间结构来看，高悬垂回波高度在下降（6 km），低层仍存在清晰的有界弱回波区，并且维持了2个体扫，此时应有冰雹出现。

虽然强冰雹的雷达回波特征也有强风暴顶辐散，但并不建议寻找强风暴顶辐散这个特征作为必要条件进行分析。因为VCP21体扫模式只有9个仰角，并不是每次都能找到强风暴顶辐散的最佳角度作为有力的理论依据支撑。

2.4.2 雷暴大风时段（16：00～16：40） 雷暴大风常见有4种形式，但往往以下沉气流到达地面形成冷池，冷暖交汇出现阵风锋这种情况较为常见。国内有很多专家研究表明，风场随高度的垂直分布和变化与天气系统的发生发展有着密切的联系[5-6]。下击暴流是指在地面附近产生8级或以上阵风的雷暴内强下沉气流的底部及其导致的强辐散水平气流。

（1）16：00雷达产品分析。从16：00反射率因子图来看，多单体风暴已经开始出现组织化，强反射率因子达55.5 dBz，

雷暴南部出现了明显的阵风锋。回波质心极低，距离雷达极近，高层动量下传明显，此时冷锋开始入境。风暴回波出现“V”形缺口，剖面上可看出距离雷达近的回波质心已经接地。中层速度图上可以看出有不对称速度对（入流：-17 m/s，出流：12 m/s），后侧入流速度开始有增加的迹象。

（2）16：36雷达产品分析。俞小鼎等认为，如果存在反射率因子核连续下降，且云底附近有不断增强的径向辐合，当出现了后侧入流的“V”形缺口或者出现旋转，这些因子通常会在下击暴流触地前2～6 min出现，预警的把握就会更大。图4显示多单体雷暴已高度组织化，且排列整齐（有飑线迹象）。后侧入流“V”形缺口非常明显，强反射率因子达到62.5 dBz，前沿反射率因子梯度已达到最大化。中层径向速度存在辐合，后侧入流速度达到-12.5 m/s，此时雷暴大风即将在几分钟之内影响。

2.4.3 短时强降水时段（16：00～17：00） 造成短时强降水的中尺度对流系统并不一定是强回波，也可以是一般的单体。不断有新生的雷暴与辐合线、阵风锋等的相遇也会触发短时强降水的持续。随着时间推移，回波质心稳定少动，回波强度几乎没有变化（57.5 dBz）。由于回波向南移动的速度比较慢，且17：00地面露点还是比较高的，故此小时降水较强。由于线性排列，所謂的“列车叫应”，实际上就是回波不断生成、发展的。回波南压后，雨强就会减弱。冷暖交汇时，产生了较强降水。此次过程在主体雨带南压后，锋后系统仍然造成了20～30 mm的降水。

3 结论与讨论

（1）此次过程是高空偏西北气流影响下多单体风暴造成的强对流天气过程。从探空资料、雷达与卫星云图资料分析可得强对流灾害会有雷暴大风、冰雹等。

（2）从14：00～17：00地面辐合线在景德镇维持了数小时，冷锋与水平对流卷在景德镇相遇，有利于雷暴加强和维持，雷暴高度组织化整齐排列，强回波（55 dBz）在景德镇稳定少动，回波走向与景德镇垂直，故造成了短时强降水的发生。

（3）0～6 km垂直风切变只是一般参考值，0～8 km垂直风切变往往会更加具有风暴结构的指示意义。

（4）尽量提高预警发布提前量。此次过程在灾害出现的10 min前已出现了冰雹、雷暴大风的指示因子，预报员需时刻保持警惕，提前做出预警。

参考文献

[1] 俞小鼎，王迎春，陈明轩，等.新一代天气雷达与强对流天气预警[J].高原气象，2005，24（3）：456-464.

[2] 郑媛媛，俞小鼎，方翀，等.一次典型超级单体风暴的多普勒天气雷达观测分析[J].气象学报，2004，62（3）：317-328．

[3] 俞小鼎，王秀明，李万莉，等.雷暴与强对流临近预报[M].北京：气象出版社， 2020.

[4] 刁秀广，朱君鉴，黄秀韶，等. VIL和VIL密度在冰雹云判据中的应用[J].高原气象，2008，27（5）：1131-1139.

[5] 冯涛，李迅.利用风廓线雷达资料分析一次强降水过程[C]//中国气象学会2007年年会气象综合探测技术分会场论文集.广州：[出版社不详]，2007：119-123.

[6] 杨引明，陶祖钰.上海LAP23000边界层风廓线雷达在强对流天气预报中的应用初探[J].成都信息工程学院学报， 2003，18（2）：155-160．

责任编辑：黄艳飞

Analysis of A Severe Convective Weather Process in North Jiangxi in March 2022

—Taking Jingdezhen as An Example

Mei Ting et al（Jiujiang Meteorological Station， Jiujiang， Jiangxi 332000）

Abstract A severe convective weather process in Jingdezhen on March 14， 2022 is analyzed by using conventional sounding data， numerical model and other multi-source data. The analysis showed that： （1） This process was a severe convective weather process caused by multi cell storms under the influence of the upper northwest air current.It was analyzed that severe convective disasters may include thunderstorm， gale， hail， etc. （2）The cold front met the horizontal convection roll in Jingdezhen， which was conducive to the strengthening and maintenance of thunderstorms. The thunderstorms were highly organized and orderly arranged. The strong echo （55 dBz） was stable and less moving in Jingdezhen， and the echo trend was vertical to Jingdezhen， which caused short-term heavy precipitation. （3） The 0～6 km vertical wind shear is only a general reference value， but the 0～8km vertical wind shear is often more indicative of the storm structure. （4） The indicated factors of severe convective weather process appeared 10 minutes before the disaster， forecasters need to always be vigilant， and make an early warning in advance.

Key words Multi-source data; Cloud evolution; V-shaped gap; ROSE PUP

作者简介 梅婷（1988—），女，江苏南京人，副高级工程师，主要从事短期天气预报工作。*通信作者：张晶晶（1986—），女，副高级工程师，主要从事短期天气预报工作，E-mail：zhangjingjing217@163.com。

收稿日期 2022-12-28