鲁西南及周边一次强对流天气诊断分析

张熙 李一伟 张翠翠

摘 要：本文利用MICAPS系统常规观测资料、雷达资料对2015年5月6日鲁西南及周边地区发生的强对流天气进行诊断，并对回波的生消演变做了分析。结果表明，东北冷涡稳定维持的背景下，阶梯槽东移过程中，冷平流强迫引起大风、冰雹天气;高层有较强的干冷平流，叠加在低层暖湿平流上，形成了强对流不稳定层结，强的垂直风切变位于中低层，配合较强的动力抬升条件，有利于冰雹发生与发展;地面温度、露点大值区及高梯度区是对流的触发区域，同时上述区域对回波的移动发展也起到关键作用。

关键词：强对流;鲁西南;冰雹

中图分类号：P458.1文献标识码：A文章编号：1003-5168（2021）17-0144-03

Analysis of the Diagnosis of a Strong Convection Weather in

Southwestern Shandong and Surrounding Areas

ZHANG Xi1，2 LI Yiwei2 ZHANG Cuicui2

（1. Key Laboratory of Meteorological Disaster Prevention and Mitigation in Shandong Province，Jinan Shandong 250031;2. Jining Meteorological Bureau of Shandong Province，Jining Shandong 272000）

Abstract： This paper used MICAPS system routine observation data and radar data to diagnose the severe convective weather that occurred in Southwestern Shandong and surrounding areas on May 6， 2015， and analyzed the evolution of echoes. The results showed that under the background of the stable maintenance of the northeast cold vortex， the cold advection forced gale and hail weather during the eastward movement of the stepped trough; there was strong dry and cold advection in the upper layers， superimposed on the warm and wet advection in the lower layers， forming a strong convective and unstable stratification， strong vertical wind shear was located in the middle and low layers， and with strong dynamic uplift conditions， it was conducive to the occurrence and development of hail; the ground temperature， large dew point area and high gradient area were the triggering areas of convection， and the above-mentioned areas also played a key role in the movement and development of echoes.

Keywords： strong convection;Southwestern Shandong;hail

冰雹、雷暴、大风和短时强降水等强对流天气是在有利的大尺度天气形势下，由中小尺度系统直接产生的，中尺度潜势分析已经成为强对流天气潜势预报的重要依据[1]。由于强对流天气突发性强，发生与发展原因复杂，临近预报预警难度较大，因此其分析、研究工作一直受到重视。孙继松等从探空分析与不稳定参数，抬升速度、辐合线与对流垂直运动的关系等方面对强对流的发生机制做了深入的研究[2]。张涛等利用卫星、雷达等资料分析了强对流系统类型及其结构特征，判断未来影响对流系统发生、发展的中尺度环境条件，从而对强对流天气可能影响的区域进行短临预报预警[3]。本文选取2015年5月6日影响山东、山西、河南的强对流天气，利用加密观测资料、雷达资料，分析了当天的环境条件、中尺度特征等，探究东北冷涡大尺度背景下強对流天气的成因，并研究了移入型回波的生消发展机理，力求为今后同类形势下强对流天气的预报预警提供参考依据。

1 天气实况

本次过程可以分为两个阶段。第一阶段是5月6日中午前后，鲁西南地区首先出现雷雨、冰雹天气，本时段对流天气局地性较强，小范围区域出现了6 mm的小冰雹。第二阶段是5月6日21：00前后，山西、河南交汇处生成强对流回波，其向东南方向移动，影响区域出现冰雹、大风天气，局部地区出现短时强降雨，强回波移至河南南部后逐渐消散，历时6 h左右。

2 环流形势及环境条件分析

贝加尔湖附近及黑龙江东北部各有一低涡稳定维持，乌拉尔山西部有一高压脊，冷空气沿脊前西北气流南下，受西北气流影响，冷平流作用较强。对流发生前，500 hPa高度场，河套地区和山东西部各有一短波槽呈阶梯分布，850 hPa高度场和700 hPa高度场在槽的底部有切变线相对应，河套地区北部有地面锋区，鲁西南地区有地面辐合线。

5月6日08：00，经中尺度分析，监测人员发现，850 hPa高度场，河南至山东有一湿舌，比湿均大于8 g/kg，并且比湿从700 hPa向高层迅速减小。500～850 hPa温度场，山西、河南以及山东南部温度都大于28 ℃，有利于对流天气的发生与发展。河南西部至山西在850 hPa高度场有弱的暖脊，山西、河南、山东从低层925 hPa至高空200 hPa均处于强的垂直上升区内，经综合分析，河南至山东南部处在强的不稳定区域内。

3 环境条件及对流触发

3.1 第一阶段——鲁西南冰雹

5月6日08：00，强对流天气发生前，济南探空站和徐州探空站在850～925 hPa高度场上存在偏东风与偏南风，形成明显的风切变，虽然对流有效位能（CAPE）都比较小，但是低层湿度非常大，并且向高层迅速减小，鲁西南地区的0 ℃温度层高度为3 000 m左右，-20 ℃温度层高度为5 000 m左右，非常有利于冰雹的发生。对流生成区域处于济南西部干湿交界等值线密集区，随后回波沿西北气流南部暖湿区移动发展，在鲁西南地区对流发展最强，产生冰雹天气。

3.2 第二阶段——河南境内强对流

5月6日20：00，500 hPa槽已经移出山东，河套西部槽线移至山西境内，低层有切变线配合，山东西部存在地面辐合线，河南全境、鲁西南地区处在上干下湿的层结内，由低层到高层，强垂直辐合中心向北倾斜。郑州探空图显示，低层风随高度强烈顺转，中高层风向逆转，有冷平流，中层500 hPa上有强冷空气侵入，喇叭口特征明显，有利于大风、冰雹出现，0 ℃温度层高度为3 000 m左右，-20 ℃温度层高度为6 000 m左右，均为冰雹产生的有利高度[4]。

沿35°N分别在6日20：00和7日02：00做温度平流的高度-经度剖面图，如图1所示。6日20：00，河南境内，110°E～112°E附近500 hPa以上为冷平流，800～900 hPa高度场出现暖平流，112°E以东整层暖平流较强，强对流天气从西北部开始，之后随西北气流南下，高层冷平流侵入低层，400 hPa高度场出现冷平流中心，强度为-2.5×10-4 ℃/s，800 hPa高度场冷平流为-0.5×10-4 ℃/s，925 hPa以下為浅薄的暖平流层，中高层强冷平流向低层渗透，有利于大气温度垂直递减率变大，造成低层空气负浮力增加，极易出现大风、冰雹天气。

通过分析地面逐时温度、露点和地面流场发现，6日20：00，山西和河南交界处的北侧为干冷区，其南侧为明显的温度和露点等值线密集区，冷暖交汇，干湿对比显著，豫西北（太行山附近）和豫中分别有地面中尺度辐合线，在地面辐合抬升下，强对流天气首先在西北部辐合线、露点梯度较大处附近产生[5]。随后，冷空气沿西北气流南下，地面辐合线向高温高湿区移动，触发大面积的对流天气。

雷达资料分析表明，此阶段回波发展为飑线并且呈弓形，凸出位置为大风区域，在回波后向传播的过程中，回波带的底部有两个单体的发展，回波强度超过60 dBZ，此区域出现超过10 mm冰雹，最后回波带向东南移动进入露点低于10 ℃的区域，回波逐渐消散，强对流的边缘影响到鲁西南地区。由此分析可以得出，判断回波移动的发展时，地面露点和温度的变化是一个重要的参考依据，露点高值区转变为露点低值区后，回波会迅速减弱并消散。

4 结论

5月6日强对流过程的两个阶段均发生在东北低涡环流形势下，由阶梯槽连续触发，高层干冷平流形成的热力不稳定与高空急流形成的动力不稳定相互叠加，形成大风、冰雹及短时强降水的混合对流。高层出现强冷平流，叠加在低空暖平流上，位势不稳定发展，动力条件和垂直风切变较强，有利于雷暴、大风、冰雹等出现。强对流天气在温度、露点大值区及高梯度区形成，地面辐合线是强对流的触发者，向高温、高露点区移动，触发大面积的对流天气，而回波在露点递减区迅速减弱并消散。

参考文献：

[1]张小玲，张涛，刘鑫华，等.中尺度天气的高空地面综合图分析[J].气象，2010（7）：143-150.

[2]孙继松，陶祖钰.强对流天气分析与预报中的若干基本问题[J].气象，2012（2）：164-173.

[3]张涛，蓝渝，毛冬艳，等.国家级中尺度天气分析业务技术进展Ⅰ：对流天气环境场分析业务技术规范的改进与产品集成系统支撑技术[J].气象，2013（7）：894-900.

[4]胡燕平，梁钰，程锦霞，等.河南省两次春季暴雨过程的对比[J].气象科学，2011（5）：639-645.

[5]武威，牛淑贞.2015年河南两次东北冷涡型强对流天气对比分析[J].暴雨灾害，2017（5）：397-409.