铜仁市两次雷雨大风天气的多普勒雷达资料对比分析

舒奕菲，吴雪亚，张惠珠

(1铜仁市气象局，贵州 铜仁 554300；2江口县气象局，贵州 江口 554400；3松桃县气象局，贵州 松桃 554100)

0 引言

铜仁市地处贵州省东北部，西北高，东南低，地形较为复杂，强对流天气时有发生，常常给人民群众生命财产安全造成威胁。近年来，铜仁市主要针对暴雨、冰雹等灾害性天气过程进行分析研究，少有关于雷雨大风天气，而雷雨大风天气又具有局地性、突发性、破坏力强等特点，目前仍是预报中的重点和难点之一[1]，主要依靠短时临近的监测预警对公众进行气象服务。因此本文利用铜仁市国家站常规气象观测资料、闪电定位仪资料及新一代多普勒天气雷达的雷达产品资料对2018年5月17日、8月6日两次雷雨大风天气过程进行分析比较，对做好该地区雷雨大风天气过程的临近预报预警工作和防灾减灾公众气象服务具有一定意义[2]。

1 过程概况

统计发现，在2013年1月1日至2019年12月31日期间，2018年雷雨大风天气发生频次最高，有较多的可用样本可以选取。因此，为了更好地进行对比分析，选取了2018年的5月17日和8月6日两次德江县城都出现了雷雨大风天气的过程进行对比。

2018年5月17日(后简称“5.17”过程)19时左右，铜仁市德江县、沿河县、思南县、松桃县、江口县、印江县先后出现雷雨大风天气，最大的极大风速出现在德江长丰，为28.5 m/s，德江县城区19时05分开始出现大风，极大风速为24.9 m/s，过程持续半小时左右。根据气象灾害管理系统的灾情上报信息，此次大风过程导致德江县10074人受灾，转移安置158人，农作物受灾222.13公顷，严重损坏房屋43间，倒塌房屋12间，一般损害房屋113间，直接经济损失344.15万元。

2018年8月6日(后简称“8.6”过程)16时20分左右，铜仁市仅德江县出现雷雨大风天气，最大的极大风速出现在德江县城区，为19.4 m/s。

2 气象要素特征

“5.17”与“8.6”两次雷雨大风天气过程相比，“5.17”过程的对流天气强度强，影响范围大，而“8.6”过程影响范围小，强度相对较弱，为更好地对两次过程进行对比，以德江县城国家站为例，对气象要素的变化情况进行分析。

“5.17”过程(表1)：风向由东南风转成东北风再转为西北风；温度明显大幅下降；气压缓慢降低，大风后又回升；湿度急剧增加，最后达到100%。“8.6”过程(表2)：风向先由西北风转为东北风再转东南风；温度骤减；气压风前小幅下降，风后略微回升；湿度明显增大，增至99%。

表1 “5.17”过程气象要素Tab.1 Meteorological elements of the thunderstorm on May 17

表2 “8.6”过程气象要素Tab.2 Meteorological elements of the thunderstorm on August 6

3 多普勒天气雷达资料对比分析

3.1 基本反射率因子(Z)

在研究雷雨大风天气时，反射率因子是一个很好的标志[3]。分析“5.17”过程的雷达回波发现，过程当天在铜仁市的上游地区遵义市范围内已有强回波形成，在逐渐移向铜仁西部过程中维持，进入后不断发展，并连接形成带状回波，同时前部有局地回波不断形成和消散，在回波移动过程中，所经之地均有大风出现。而“8.6”过程是由本地形成的局地块状回波造成的雷雨大风天气，发生范围更为局地，但相同的是两次大风均发生在强回波过境前。

“5.17”过程当天18时30分左右，强回波逐渐由西北部进入铜仁德江，向东偏北方向移动且不断生成发展，移动过程中铜仁市自西向东出现雷雨大风天气，最大反射率因子强度在45 dbz以上。在19时左右，回波开始影响德江县城，最大反射率因子强度达到56.5 dbz，回波顶高达8 km以上，强回波中心超过4 km，随后回波不断移动增强，最大反射率因子强度达到61 dbz，19时05分，德江县城开始出现大风，持续半小时左右。21时左右逐渐移出德江县境内，带状回波形态逐渐分散，继续向东北方向移动，影响我市下游地区，同时移动方向有局地回波生成发展，并不断出现大风天气。

“8.6”过程当天13时左右我市境内开始不断有局地的回波生成，16时23分德江县城出现雷雨大风天气，极大风速达到19.4 m/s。分析雷达回波发现，15时30分在德江县城附近开始有回波生成，并不断发展加强，大风发生前一个体扫，回波图显示德江县城附近反射率因子强度最大为56.5 dbz，回波顶高超过8 km，强回波中心在4 km以上，之后回波不断增强，下一体扫达到58 dbz左右。

3.2 风廓线(VWP)

分析“5.17”过程的风廓线显示发现(图1)，在大风发生前几小时，风向较为杂乱，无明显同一来向，但随着临近大风时刻，风向逐渐稳定，观察大风发生前几个体扫，在1.2 km以下风向较为杂乱，而在1.2 km以上以吹南风为主，风向出现较明显顺转，同时越接近大风发生时刻，“ND”层越低，在大风发生前一个体扫降至4.2 km。“8.6”过程的风廓线显示中，1.5 km以下风向杂乱，1.5 km以上吹东南风，大风发生前风向有略微的偏转，但无明显的顺逆之分，“ND”层在前几个体扫一直维持在9 km以上，而大风发生前一体扫“ND”层降至3.9 km。

图1 风廓线显示Fig.1 Wind profiles

3.3 垂直累积液态水含量(VIL)

在分析“5.17”和“8.6”过程时发现，雷雨大风发生前后垂直累积液态水含量有明显的变化特征，在雷雨大风天气发生前的3～4个体扫，垂直液态水含量会有明显的增加，到达一个峰值，而在大风过境后的下一个体扫垂直液态水含量又会逐步下降，两次过程的垂直液态水含量均有这个特征。

如图2所示，“5.17”过程德江从19时05分开始出现雷雨大风天气，19时30分左右结束，垂直液态水含量在大风发生前几个体扫明显开始增加，并且一直持续直至大风过程结束，垂直液态水含量从5 kg/m2增至30 kg/m2，有明显的变化特征。

图2 “5.17”过程的垂直液态水含量Fig.2 Vertical liquid water content during the thunderstorm on May 17

同样如图3所示，“8.6”过程的德江县城垂直液态水含量在大风发生前几个体扫开始增加，从5 kg/m2增至20 kg/m2左右，在大风结束后又逐渐回落，但是此次过程的垂直液态水含量没有“5.17”过程高。对两次过程分析可见，垂直液态水含量在雷雨大风出现前的变化特征对其预警有较好的指示作用，可供预警参考。

图3 “8.6”过程的垂直液态水含量Fig.3 Vertical liquid water content during the thunderstorm on August 6

4 结论

通过对2018年两次雷雨大风天气过程的基本气象要素和雷达资料分析发现，在雷雨大风天气发生前有如下特征：

1)两次雷雨大风过程的气象要素均有显著的变化特征。a)风向突变，有较大的偏转，在过程发生的前一个小时风向至少发生几十度的变化；b)气温骤减，前后温差可达10 ℃以上；c)湿度急增，直至增至100%；d)气压在风前小幅下降，风后又逐渐回升。

2)两次过程的回波强度强，反射率因子强度超过50 dbz，回波顶高超过8 km，强中心高度伸展至4 km以上。分析发现两次大风都发生在强回波过境前，“5.17”的回波范围广，后期不断发展逐渐形成带状回波，回波移动方向上都出现大风天气，而“8.6”回波强度虽强，但为分散块状回波，大风发生范围更局地，由此可见，反射率因子的强度、形态、强回波中心等对雷雨大风的发生有较好的指示作用。

3)对比两次过程发现，仅其中一次过程在发生前风向有较明显的顺时针偏转，但“ND”层都在大风发生前有大幅的下降，因此，风廓线对于大风的发生还是有一定的参考意义。

4)垂直液态水含量在雷雨大风发生前几个体扫有明显的增加，达到峰值后，在大风过境后又逐步降低，此特征对大风的发生有较好的指示作用。

以上结论是基于两次雷雨大风过程的比较分析得出，但因为地面气象观测站除国家站的气象要素、风资料较为完整外，区域站有风资料的站点少，导致风资料不完整，因此在某种程度上，本文存在一定的不完整性，同时由于分析样本较少，所以今后仍需要大量的个例去总结分析，但本文在一定程度上有助于雷达资料在雷雨大风天气的应用，为今后雷雨大风天气的预报预警提供参考[4]。