深湿环境下一次飑线过程的预报着眼点分析

汤晨冰

摘 要：通过对河南省一次深湿环境下的飑线过程的环流背景、探空和雷达回波特征进行分析，得到过程预报着眼点。深湿环境下，当中层有冷平流入侵，冷中心下方有暖脊发展，造成冷暖叠加且低层有较强风切变时，有利于强飑线的产生;初始阶段地形抬升对系统的发展、增强起重要作用，成熟阶段阵风锋抬升促进系统进一步增强;雷达风廓线产品中低层“ND”区与降水的开始和结束有较好的对应关系。

关键词：深湿环境;地面辐合线;阵风锋;低层“ND”

中图分类号：P456.1     文献标志码：A     文章编号：1003-5168（2022）5-0116-04

DOI：10.19968/j.cnki.hnkj.1003-5168.2022.05.026

Forecast Focus Analysis of a Squall Line Process in Deep Humid Environment

TANG Chenbing

（Sanmenxia Meteorological Bureau，Sanmenxia  472000，China）

Abstract： By analyzing the circulation background， sounding and radar echo characteristics of a squall line process in a deep wet environment in Henan Province， the focus of the process forecast is obtained： In deep wet environment， when cold advection intrusion in the middle layer， and there is a warm ridge below the cold center， it is conducive to the generation of strong squall lines when the cold and warm layers are superimposed and there is strong wind shear in the lower layers; the terrain uplift plays an important role in the development and enhancement of the system in the initial stage， the uplift of the gust front in mature stage promotes further enhancement of the system; Low-level "ND" area in Radar wind profile products has a good correspondence with the start and end of precipitation.

Keywords： deep wet environment; ground convergence line; gust front; low level "ND"

1 天氣实况概述

2016年6月5日17：00至6日02：00，河南省自西北向东南多个地市先后出现了短时大风、局地冰雹和短时强降水等强对流天气。其中5日19：00—23：00洛阳、南阳、平顶山等地区出现了强飑线，南阳镇平、西峡、内乡、唐河、平顶山宝丰等地区出现8至10级大风，以镇平站为例，在20：00—21：00飑线过境期间，整点风速由7.1 m/s变为27.5 m/s，风向由飑线前偏北风转为飑线过境后的偏西风，气温也由26.8 ℃下降到21.1 ℃，当日22：00气温进一步下降到16.6 ℃，且伴随出现17.9 mm的强降水。洛阳（汝阳）、南阳（社旗）、平顶山（汝州、鲁山、舞钢、宝丰）、新乡（辉县）有7个县（市）在飑线过境时的小时降水量达到短时强降水级别，平顶山汝州站、鲁山站小时雨强分别达到了42.2 mm和43.2 mm（见图1）。目前，有较多学者对各类强对流系统的发展机理进行了分析[1-6]，为进一步做好此类天气的预报工作，笔者从大尺度环流背景、探空、雷达回波特征等方面对此次飑线过程预报着眼点进行分析探讨。

2 环流背景条件分析

2016年6月5日08：00 200 hPa上，高空风速≥40 m/s的急流轴位于豫南上空。500 hPa上中高纬地区为两槽一脊的形势，高压脊位于巴尔喀什湖至贝加尔湖之间;在华北北部有一低涡，配合有-12 ℃的冷中心;低槽位于邢台—西华—安化一线，槽后有-10 ℃的冷中心，且温度槽落后于高度槽，河南省大部处在槽后西北气流中，其上空温度线和高度线夹角大于60 °，有强冷平流输送，同时河南上空处于（T-Td）≤6 ℃的显著湿区中。

700 hPa上有东北西南向切变线存在，切变线南部穿过豫西南。温度槽同样落后于高度槽，冷平流较强，在该层河南省上空也处在显著湿区中。850 hPa上山西南部有一低涡中心，同时配合有南北和东北向切变线;湿度场上显著湿区位于河南信阳以北至山西。在长沙至南阳一线有一中心20 ℃的温度脊，同时在新疆有一中心29 ℃的温度脊伸向河套地区;随着新疆至河套温度脊加强东移，南阳温度脊向西移动，两温度脊与位于山东的冷中心之间形成等温线密集带，河南中西部地区温度梯度加大，锋区加强。08：00温度脊和最大湿轴基本处在同一纬度，20：00温度脊在最大湿区以西，对强的对流活动有指示意义。尤其是豫西南地区，低层暖脊上叠加冷中心，上冷下暖，垂直温度直减率非常大，有利于强对流产生。

地面图上，2016年6月5日08：00河南省处在锋前暖区中。14：00前后在山西南部形成偏北风和西南风辐合线，在其触发作用下，辐合线北侧分散中尺度对流云逐渐加强。17：00辐合线南移到郑州至华山一线（北辐合线），此时在南阳和驻马店之间有一西南风和东北风的辐合线（南辐合线），随着北辐合线南移，两条辐合线交汇引起锋生，在南阳和驻马店之间诱发中尺度低压。23：00在南阳东部至西华出现明显的东北—西南向辐合线，移入回波和本地回波在中尺度低压中心和辐合线上合并加强发展，并随着辐合线的移动方向移动。地面辐合线作为触发系统，基本上决定了飑线的走向和移动方向[7];两条辐合线交汇后诱发的中尺度低压导致了豫西南地区的强对流天气更加剧烈。

值得关注的是，在4日夜里河南省出现了大范围降水。受降水影响，5日08：00河南省上空湿层深厚，5日白天豫西南地区最高气温30 ℃左右，其他地区22～26 ℃。受前期降水影響，河南地区自下而上都处在显著湿区中，深厚湿层和较低的温度使强对流天气预报难度增大，预报员更倾向于考虑出现短时强降水。

此次过程中，对流层高层有急流存在，中层冷平流明显且华北或东北有冷涡维持，在河南上空为西北气流，低层有低涡切变线等辐合系统，地面场上冷空气在华北盘桓，锋前暖区中有多条地面辐合线生成并相交，从而产生伴随大风、短时强降水，甚至冰雹的飑线天气。

3 探空分析

2016年6月5日08：00南阳站探空850 hPa以下风随高度逆转有冷平流，850～700 hPa之间为暖平流，且有很强的偏北风和西南风垂直切变;700 hPa以上风随高度逆转有冷平流。湿度场上700～400 hPa之间相对湿度≥80 %，冷湿环境特征比较明显，700 hPa以下相对湿度较上层偏小，冷湿气流叠加在较暖湿气流之上，造成层结不稳定（见图2）。08：00对流有效位能CAPE值只有118.2 J/kg，弱的对流有效位能给强对流天气预报带来了难度。

4 雷达产品特征

2016年6月5日洛阳雷达1.5°仰角基本反射率上，15：05山西省南部的对流回波迅速发展，回波范围逐渐增大，中心强度达到55 dBZ以上，在环境西北风作用下，各分散回波不断聚集并南下;另外在卢氏—栾川—汝阳附近，有分散的局地对流发展。随后山西南部回波逐渐连接成片状，伴随有线状强回波中心带，其西部有分散的对流回波以50 km/h左右的速度东移南下靠近强中心带的尾部，17：00两者连接成一条长宽比较大的弓状回波，初具飑线规模，随后飑线进入河南，影响三门峡、洛阳、济源等地。研究回波连接并增强的规律，发现其大致沿垣曲—夏县—运城呈东北—西南走向，与中条山脉的走向一致，说明在强回波带的聚集、增强过程中，地形抬升起到了很大的作用。

17：55在嵩县—汝阳—汝州—郏县开始有线状回波发展，19：44线状回波与飑线结合形成一条“人”状回波，飑线强度和尺度明显增加，其尾部有单体脱离飑线向南移动。20：30飑线进一步增强，其尾部脱离的单体不断发展到达商南南部，单体中心基本反射率因子强度达到68 dBZ，且探测到了三体散射特征，表明出现了冰雹。20：56南阳雷达1.5°反射率图像上飑线回波呈“ω”状，弯曲曲率较大，回波主体反射率因子中心强度达到66 dBZ，对流发展旺盛，其前方还出现了明显阵风锋，镇平、内乡分别出现27.5 m/s、21.8 m/s的大风，在南阳市区东南侧还出现了局地对流单体，飑线前部阵风锋逐渐向其靠近。21：33在阵风锋作用下单体迅速增强并与飑线结合，基本速度图上正速度区的面积明显小于负速度区，系统辐合强烈，随着阵风锋的移动，前部单体迅速增强，21：50单体与飑线完全结合后，在垂直于阵风锋的速度剖面上，低层完全转变为大范围阵风锋出流，给地面带来灾害性大风，同时强回波范围增大，对流高度显著增高，南阳社旗等地均受到狂风暴雨影响。由于飑线南部风速大，导致其移速明显大于北部，在东移南下过程中，飑线逐渐转向。6日00：30之后，飑线转为西北—东南走向，强度逐渐减弱，但仍给信阳多地带来了短时大风。此后回波反射率强度逐渐降低，于02：30移出河南省。

由此可见，在飑线发展阶段，地形抬升对分散回波的聚集、增强起重要作用;而在飑线成熟阶段，其前部阵风锋抬升局地对流对系统进一步发展起到了重要作用，局地对流增强后与飑线相结合，使飑线在短时间内迅速发展，导致南阳多地受灾严重。

从风廓线产品看，在飑线影响之前，洛阳、南阳、驻马店各地垂直风速切变较弱，但低层风向随高度均为顺时针旋转，有暖平流，驻马店高空甚至有一定的冷平流，这给飑线的维持和发展提供了较好的环境场条件。同时也可以发现，低层“ND”区与降水的开始和结束有较好的对应关系。各站低层出现“ND”区的时间分别为洛阳17：39—19：07，南阳20：56—21：57，驻马店23：41—00：17（见图3），这与飑线影响各站的时间基本一致，对预报员关注降水的发展情况有良好的指示作用。

5 结语

通过分析，可以发现此次过程的预报着眼点有四个方面。

①当对流层上层有高空急流的存在，中层有冷平流的入侵，且在中层冷中心下方的低层有暖脊发展的区域，有利于强飑线的生成。

②低层温度梯度加大且温度脊在最大湿区以西时，对强的对流活动有指示意义;地面场上两条辐合线交汇引起锋生，诱发的中尺度低压导致豫西南地区的对流天气更加剧烈。

③当高空冷湿气流叠加在较暖湿气流之上，低层有强的偏北风和西南风垂直切变，对飑线的产生有指示意义，但较低的CAPE值会给预报带来一定难度。

④在发展阶段地形抬升对分散回波的聚集、增强起重要作用;在成熟阶段，飑线前部阵风锋抬升局地对流对系统进一步发展起到了重要作用。风廓线产品中低层“ND”区与降水的开始和结束有较好的对应关系。

参考文献：

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[2] 樊李苗，俞小鼎.中国短时强对流天气的若干环境参数特征分析[J].高原气象，2013，32（1）：156-165.

[3] 雷蕾，孙继松，魏东.利用探空资料判别北京地区夏季强对流的天气类别[J].气象，2011，37（2）：136-141.

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