2017年6月1日南京地区一次雷雨大风天气过程分析

陶星 孙文婷

DOI：10.19392/j.cnki.16717341.201722079

摘要：强对流天气由于其突发性和短时强风、强降水、强雷电等伴随现象，常常给人民群众的生产生活带来猝不及防的严重影响。本文采用常规天气图、探空数据、多普勒天气雷达资料、数值预报产品等资料，对南京一次初夏突发的雷雨大风天气过程进行捕捉、分析，希望能对后续的强对流天气预报预警服务有所帮助和指导。

关键词：雷雨大风；多普勒雷达；边界层辐合线；探空分析

2017年6月1日晚，南京南部地区出现了一次雷雨大风天气，这次天气发生突然，来势凶猛，过程中南京溧水站测得每秒21.8米的瞬时强风，并造成溧水区部分春季种植的行道树被吹倒，以及工程围挡被强风破坏的情况，造成了一定的损失；同时该过程发生期间正处于南京禄口国际机场晚间航班进港高峰期，也给民航运输带来了比较显著的影响，地面强风导致的风切变，造成部分航班复飞或备降。这次雷暴大风，是一次较为经典的初夏强对流天气过程，仔细分析这次过程，有助于气象从业者更加理性地认识强对流天气的发生要素，有助于深入理解不同层结条件下强对流天气的特点，从而能够更好地为经济建设、社会发展和人民群众的生产生活做好气象服务。

一、天气形式背景

08时，500hpa高空图上，南京地区位于槽后高压脊前部，槽底已经抵达海上，长江中游则有断裂的横槽维持，至20时该横槽仍在维持，大致位于湖北西北部至浙江中部一线；08时的700hpa形势图上，南京站位于一个冷式切变线前，湖南地区还有低涡活动，而到了20时，该低涡切变已经显著南压到湖南中部到浙江中南部一带；而在850hpa的形势图上，匹配的低涡切变线在08时即在南京以南，20时更是南压到了武夷山地区；而在地面图上，主要的辐合则维持在长江下游，14时甚至有低值中心为999.3hpa的闭合等压线形成。由上述分析可见，当天的天气形势，高中低层的槽线有明显的前倾倾向，前倾槽意味着高层冷空气移动速度快于底层，在高层冷空气已经抵达的情况下，地面仍为暖的低值中心控制，上下层的温度差拉大，气温的垂直递减率加大，无疑为对流天气的产生创造了良好的环境条件。

二、对流条件分析

上图为2017年6月1日08时南京站（58238）的温度对数压力图，从图中可以分析出以下几个特征：

（1）当日底层水汽条件较为丰富：由图可见，在地面至700hpa区间内，当时的温度露点差都比较小，底层相对深厚的湿层为对流天气的发生提供了良好的水汽条件；相应地，抬升凝结高度LCL和自由对流高度LFC都比较低，不需要太强烈的触发，便能引发对流活动的发展。

（2）中层干冷侵入的层结条件：500hpa有干冷空气侵入，气温达到9℃，对应1000hpa处25℃左右的气温，高低层温差达34℃，气温的垂直递减率较大，而且上图为早间08时的探空数据，中午随着地面气温的升高，高低层间的温差还会继续加大，显然满足了对流发生的层结条件；另外，根据过去的研究，中层干冷侵入的层结条件，有利于雷暴大风天气的发生，这是因为，对流活动发展起来后，在中层与干冷空气混合，降水粒子会有显著的蒸发过程，而蒸发过程会吸收周围空气中的热量，导致环境空气变冷变重，从而产生明显的下沉运动，这个下沉运动落到地面，就会形成地面的短时辐散式强风天气。

（3）较大的CAPE对流有效位能，底层较小的抑制能量：底层抑制能量的存在，对于强对流天气的发生有重要的作用。一方面，在抑制能量的压制下，弱对流活动无法发展，为强对流天气的发展蓄积了不稳定能量；另一方面，由于抑制能量较弱，强对流天气一旦发展并冲破抑制后，之前蓄积的不稳定能量就可以充分快速的释放出来。

基于上述认识，我们又获得了EC细网格预报6月1日20时的对流有效位能分布，可见安徽中部至江苏长江以南地区为高CAPE值区，南京南部地区则有高值中心，中心附近的对流有效位能大道1800J/kg以上，而根据经验性的地面强风估算公式w=sqrt（CAPE/2）以这个能量估算的地面大风风速可达30m/s，而实况溧水站实测最大风速达到了21.8 m/s，并不排除局部出现接近30 m/s风速的可能。

二、触发因素

众所周知，边界层辐合线是雷暴发生的重要触发因素，为了探究此次强对流天气的触发因素，我们获取了泰州、常州以及南京机场三个站点的雷达回波资料，企图从中找出触发此次对流活动的边界层条件。

上图为6月1日14时，泰州站的雷达探测图，图中可见，在泰州东北侧有一条细长的弱回波线，而在速度图上，则对应有相对的较大风速区（浅绿色），我们判定该细长的弱线状回波，是由于风速辐合导致积云堆积的结果，來源可能是小股补充南下的东路冷空气，也可能是所谓的海风锋。

17时02分，之前的弱的辐合线还维持并推移到了扬州至江阴一带，同时在辐合线的附近开始出现对流活动；至19时，对流明显加强并抵达常州，近地面开始出现大风速区。

20时10分，对流单体继续加强并抵达溧水，前沿已经出现了阵风锋，速度图上出现近地面大风。

20时50分，地面大风继续，并出现了速度模糊，极大风速超过20m/s。

根据上述多部雷达的连续监视，我们认为，本次对流天气的触发因素，主要是苏北沿海的风速辐合，自东北向西南移动，抵达沿江苏南高CAPE区域时触发对流活动，对流触发后，其前沿的出流气流又形成新的边界层辐合线，继续触发后续的对流活动，形成了对流活动自东北向西南的传播模式。

三、小结

本次过程，是典型的初夏高层冷涡匹配底层边界层辐合线产生的雷雨大风天气，但是移动及传播方向与西风带常见的从西向东不同，因而特别容易被忽视。传统的探空分析，配合数值预报产品的释用，以及对边界层辐合线的监测，有助于预报员更好地把握对流天气发生的背景条件；而更加精细的短时临近服务，则要依靠值班人员对多普勒天气雷达资料的实时关注和充分理解，这也是广大气象预报人员需要继续深入学习和研究的方向。