2016年7月25日辽源暴雨龙卷天气分析

刘姝妹，王健博

摘要：本文通过对2016年7月25日发生在吉林省辽源市的暴雨、龙卷天气过程的形成原因、过程发展演变以及雷达回波特征等进行详细分析，发现此次暴雨过程产生于副高后部冷涡背景下，系统稳定维持，不稳定能量较大，K值较大，水汽供应充足，有利于强降水产生。强的垂直风切变和低的抬升凝结高度，都是龙卷发生的有利对流环境条件。雷达回波特征分析发现降水分为三个阶段，即暖切变降水、急流降水及冷锋降水。

关键词：龙卷；暴雨；回波特征；中气旋

中图分类号： P458.121.2 文献标识码： A DOI编号： 10.14025/j.cnki.jlny.2018.20.077

2016年受超强厄尔尼诺事件影响，辽源地区呈现强降水开始早、强度大、频率高的形势，并且冰雹、龙卷等各类灾害高发。辽源位于吉林省东南部平原和山区过渡地带，以往吉林省的龙卷事件多发生在西部白城、四平等平原地带，而辽源出现龙卷在近年来尚属首次，有必要进行详细分析，对吉林省东南部半山区的龙卷事件研究作以补充，提高本地监测预报水平。

1 灾害天气实况

2016年7月25日10时～26日10时，辽源迎来区域性暴雨、大暴雨天气，全市平均降水量为85.6mm，16站点出现大暴雨，最大降水量出现在东辽县云顶镇，达到147.1mm。过程伴有雷电、短时强降水，观测到最大小时雨强为32.7 mm。并在25日傍晚16时30分左右，在伊辽高速辽源收费站突然出现龙卷风天气。

2 天气背景

此次暴雨过程产生于副高后部冷涡背景下，23日贝湖西侧暖高脊强烈发展，脊前西北气流不断引导极地冷空气南下积聚，并形成冷涡系统，在两侧阻高的作用下，稳定维持在贝湖东侧。副高西侧始终有低空急流和超低空急流活动，将海上水汽向北输送，850百帕比湿达到13g/kg。急流西侧和北侧存在“人字型”的冷、暖式切变线。

3 对流环境条件分析

25日08时降水发生前，700百帕以上吉林省北部存在大范围干入侵区。上游沈阳探空图上，整层较湿，抬升凝结高度非常低，只有60m左右。Cape达到733.6J/kg，根据对流温度订正后可达到1430 J/kg，K指数达37℃。垂直风切变0～6km约为15 m/s，0～1.5km约为5 m/s。到20时，0～1.5km垂直风切变约21 m/s，有利于龙卷的产生。

4 雷达回波特征分析

4.1 降水回波特征分析

根据辽源多普勒雷达监测分析，降水主要分为三个阶段：第一阶段暖切变降水，出现在25日上午10时～13时前后，此时地面暖锋北端也抵达辽源。降水回波近似呈西北-东南走向的带状，为混合性降水回波，层状云降水中镶嵌着较强对流单体，最大回波强度可达53dBz。第二阶段急流降水，出现在25日下午14时～20时前后，是降水的主要时段。降水回波大体上呈东北—西南走向的带状分布，其间分布大量对流单体，中心强度普遍超过35dBz，最大可达到55dBz左右。這些对流单体在高空气流的引导下，依次排列经过辽源，快速向东北移动，形成列车效应，是此次大范围暴雨、大暴雨形成的直接原因。速度场上低空急流强度很强，1.5km处（近似850百帕）风速大范围超过20m/s，急流核风速可达到30m/s。而前一阶段降水，1.5km处径向风速在5～10m/s之间，最大达到15 m/s，说明彼时低空西南急流头部北上刚刚到达辽源。第三阶段为冷锋降水，出现在25日夜间21时～03时，降水主体基本移出。此阶段降水回波依然呈东北—西南走向，但西部边界变清晰。速度场上零速度线弯曲，出现锋面结构。并且回波带在不断东北上的同时，向东运动分量加大。25日14时～20时回波边界向东南移动约50km，而25日20时～26日03时回波边界移动约150km。此阶段降水仍然较强，最大回波强度可达47dBz左右。此次过程，回波质心高度多在4km以下，因此以强降水为主，冰雹出现概率较低，雷电活动不强。

4.2 龙卷超级单体回波特征分析

此次龙卷出现在一只超级单体回波中，25日14时06分前后在上游辽宁铁岭上空发现中层速度对，呈气旋式旋转，但此时速度对刚刚生成，范围和强度都较小。到14时37分，速度对强度加大，转动速度达到12.6m/s，达到弱中气旋标准。到15时53分，单体强烈发展成为超级单体风暴，处于西丰和辽源交界，距离雷达站约30km。核区直径约10km，转动速度达到22.5m/s，并持续超过两个体扫，接近强中气旋标准。回波呈现钩状，出现中高层回波悬垂和低层弱回波区，回波中心强度达到45dBz以上。16时34分，中气旋位于雷达站偏北7 km处，正是收费站所在处。此时1.2 km高度处中气旋旋转速度达到35km，而最低仰角并未观测到TVS（龙卷涡旋特征），最大风速约15m/s。而下一个体扫16时39分，最低仰角观测到相邻速度对，速度差可达20m/s，强回波核高度迅速下降并接地，说明龙卷风已经接地。此后单体向东北方向移动出境，到17时前后已明显减弱。

5 结语

本文通过对2016年7月25日发生在吉林辽源的暴雨、龙卷天气过程的形成原因、过程发展演变以及雷达回波特征进行分析，得到以下结论：

此次暴雨过程产生于副高后部冷涡背景下，系统稳定维持，导致降水持续时间较长，有利于强降水产生。

此次过程不稳定能量较大，水汽供应充足，K值较大，有利于短时强降水的产生。而强垂直风切变和低的抬升凝结高度，是龙卷发生的有利对流环境条件。

雷达回波特征分析发现，降水分三个阶段：一是暖切变降水，降水回波近似呈西北—东南走向的带状；二是急流降水，是降水的主要时段。回波大体上呈东北—西南走向的带状分布，其间分布大量较强对流单体，形成列车效应，是此次大范围暴雨、大暴雨形成的直接原因；三是冷锋降水，此阶段回波西部边界变清晰，速度场上零速度线弯曲，出现锋面结构，回波带向东运动分量加大。

作者简介：刘姝妹，本科学历，工程师，研究方向：短期天气预报分析。