江苏一次暴雨过程的风廓线雷达资料分析

王 易，张 静，王啸华

（江苏省气象台，江苏 南京 210008）

江苏一次暴雨过程的风廓线雷达资料分析

王 易，张 静，王啸华

（江苏省气象台，江苏 南京 210008）

利用江苏风廓线雷达资料和常规气象资料，对2012-07-08连云港特大暴雨进行了分析，其中，着重研究了风廓线风场资料在短时强降水临近预报中的应用。通过风廓线雷达资料的分析发现，3 km以下的西南急流对降水的发生发展有着极其重要的作用，同时近地层风速的增强和风向的转变与强降水出现的时间有着很好的对应关系，而近地层风向发生转变的时刻较降水的开始提前了半小时，对短时临近预警有着很好的指示作用。

风廓线雷达；暴雨；低空急流；风向切变

在众多大气因子中，风场资料是分析天气演变最直观和最有价值的资料之一。风廓线雷达能够实时提供大气的三维风场信息，帮助我们揭示尺度小、生命史短的中小尺度系统连续变化过程，对提高短时-临近预报预警水平有直接意义，为研究中小尺度系统与强对流的关系提供有力的工具。

近年来，风廓线雷达资料在暴雨、冰雹等天气过程研究中有着广泛的应用。古红萍等[1]利用风廓线雷达资料发现，由高空槽和弱冷空气共同诱发产生的切变线低涡是产生此次暴雨天气的主要中尺度系统。刘淑媛等[2]利用风廓线雷达资料分析发现，在指数I迅速加强后1～2 h内将出现强降水。张柽柽等[3]研究发现，风廓线雷达每小时的风场资料可以很好地揭示低空急流脉动的强度及向下扩展的程度与中小尺度强降水之间的密切关系。周志敏等[4]利用湖北省咸宁市黑山观测站风廓线雷达资料发现，风廓线雷达早于天气图获知冷空气入侵时间，并能清楚地分析出冷暖平流的分布形势。董保举等[5]通过分析大理市暴雨过程的风廓线资料发现，风廓线雷达产品能清楚地反映降水的开始、结束以及降水的强度。本文利用江苏风廓线雷达资料，分析了连云港暴雨过程中的中小尺度系统，得出了一些有意义的结论，对提高短时天气预报和强对流天气临近预警预报有着非常重要的作用。

1 暴雨过程分析

2012-07-08，我省连云港和盐城北部地区出现大暴雨，局部特大暴雨天气。2012-07-08T05：00—2012-07-09T 05：00，全省1 496个自动站中有54个站雨量在100 mm以上，雨量超过250 mm达到特大暴雨的共有13站，其中，最大的连云港大桅尖24 h雨量达到419.8 mm，最大雨强出现在2012-07-08T22：00—23：00的东海南湾，达到90.8 mm/h，降水高峰主要出现在 2012-07-08T06：00—13：00、2012-07-08T21：00—2012-07-09T02：00。

在2012-07-08 500 hPa天气图上，前期槽线在河套东部地区，08：00向东移动至东北，槽后冷空气有所南下，08：00射阳站24 h变温为-4℃，说明已有冷空气侵入。连云港地区处于副热带高压边缘，江淮之间为一致西南气流，水汽条件较好。到20：00，副高有所增强北抬，副高584线20：00北抬至淮北地区，此外，在连云港地区有明显切变。850 hPa上，08：00切变位于徐州北部至河南地区，西南急流较强。20：00切变东移至连云港地区，仍处于西南暖湿气流控制中。

2 风廓线分析

为了使风切变（比如锋面过境）的表现形式类似于天气图上的形式，将风场高度-时间剖面图的时间轴取为自右向左逐时增加。在第一段强降水2012-07-08T06：00—13：00连云港的风廓线图上可以看到，04：00（北京时间，下同）开始，近地面300 m为东南风，向上风向顺转为西南或偏南风，表明从边界层开始有较强的暖平流，它为强降水的产生积累了不稳定能量。杨引明等指出，按照时空转换的原则，在风廓线雷达探测范围内（3 000 m以下），连续3个时次（即持续时间约大于1 h）探测到大于12 m/s的强南或西南风速，则可视为存在低空急流，因此，在04：00 3 km左右高度开始出现一股风速达到16 m/s的西南低空急流，同时气流动量逐渐向下扩展，到05：00之后在1.5 km高度基本维持一个12 m/s的风速带，并且在07：00 12m/s的低空急流下传到300 m左右。此时，测站降水已经有加强的趋势，到09：30，近地面风速增大到12 m/s，测站降水也达到最强。由于低空急流中心早于近地层急流中心1～2 h，因此可见低空急流到达测站上空不一定立刻引发强降水。14：00之后，大于12 m/s的低空西南风有明显的减弱上缩的过程，而此时降水也明显处于减弱阶段。图1所示为2012-07-08T04：00—16：00（北京时间）连云港雷达风廓线图。

图1 2012-07-08T04：00—16：00（北京时间）连云港雷达风廓线图

图2 2012-07-08T21：00—2012-07-09T02：00（北京时间）连云港雷达风廓线图

降水第二高峰2012-07-08T21：00—2012-07-09T02：00连云港雷达风廓线图如图2所示。由图2可知，第二段强降水发生前（16：00），3 km以下的西南风基本在8～10 m/s。17：00开始，12 m/s的低空急流风速带从3 km左右向下开始扩展，到18：00扩展到了600 m左右，并在300～600 m维持直到21：00，之后逐渐向上收缩。在此期间，西南急流明显加强，风速达到16～18 m/s，部分时刻达到了20 m/s，低空急流不断增强和向下伸展说明西南低空急流一直在为降水的发生提供充足的水汽和能量。高层5 km处在18：00开始转为西北风，且风速不断加强，达到16～18 m/s，说明高层有冷空气侵入，同时在高空急流动量快速下传过程中，携带大量的冷空气不断向地面扩展，为暴雨过程的发生提供了较好的动力条件。近地层上，在18：00，风向由偏南风转为偏东风，风速突然减弱，同时垂直方向上出现了非常明显的风向切变，表明在近地层内存在强烈的不稳定能量，能量正在积蓄。到21：30，近地层到300 m的风向由偏南风转为东北风，垂直风向切变有所加强，表明近地层有切变经过测站。到22：00，风速开始加大，从4 m/s加强到8 m/s；22：30—23：00，近地层风速进一步加强，达到12 m/s，同时东北风进一步向上扩展至1 km，而1km以上一致的西南风，风向切变明显；在22：30，3～4 km的西南急流也达到20～24 m/s，为降水提供充足的水汽条件，此时，1 h降水达到最大。2012-07-09T 01：00之后，3 km以下西南风较前几个时次明显减弱，基本在8～10 m/s，此时，降水也开始明显减弱。

3 结论

本文通过分析2012-07-08连云港特大暴雨的风廓线雷达风场资料，得出以下几点结论：①从整个降水过程中可以看出，降水前期3 km以下低空西南急流对降水的发生发展有着重要的作用，低空急流的增强和向下伸展，为降水的发生提供了充足的水汽和能量条件；②高空冷空气的向下侵入，提供了较好的动力条件，而近地层的风向切变表明近地层内存在不稳定能量；③近地层风速的增强和风向的转变与强降水出现的时间有着很好的对应关系，可作为判断强降水发生的指标；④近地层风向发生转变的时刻较降水的开始提前了半小时，对短时临近预警有着很好的指示作用。以上结论只是在一次个例中得出，还有许多不足，为了能得到普遍适用的指标，还需要对大量的个例样本进行分析研究。

［1］古红萍，马庆舒，王迎春，等.边界层风廓线雷达资料在北京夏季强降水天气分析中的应用［J］.气象科技，2008，36（3）：300-304.

［2］刘淑媛，郑永光，陶祖钰.利用风廓线雷达资料分析低空急流的脉动与暴雨关系［J］.热带气象学报，2003，19（3）：285-290.

［3］张柽柽，胡明宝，邓少格，等.利用风廓线雷达资料对暴雨与低空急流关系的分析［J］.气象水文海洋仪器，2011，3（1）：32-35.

［4］周志敏，万蓉，崔春光，等.风廓线雷达资料在一次冰雹过程分析中的应用［J］.暴雨灾害，2010，29（3）：251-256.

［5］董保举，刘劲松，高月忠.基于风廓线雷达资料的暴雨天气过程分析［J］.气象科技，2009，37（4）：411-414.

王易（1986—），男，江苏苏州人，研究生，工程师，研究方向为短时临近预报。

〔编辑：刘晓芳〕

P458.1+21.1

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2017.24.011

2095-6835（2017）24-0011-02