2022-06-10 南宁吴圩国际机场一次雷雨天气过程分析

曾翔宇

（民航广西空管分局，广西南宁 530048）

雷雨是夏季影响飞行安全最主要的天气之一，伴随着短时强降水和雷暴大风等强对流天气，具有极大的破坏性[1]。雷雨天气具有强度大、突发性强等特点，对于航空运输而言，容易造成飞行、起飞和着陆的航空器遭遇低空风切变和雷击，对航空器和地面设备设施带来损害[2]。对于雷雨天气，许多学者利用再分析资料、多普勒雷达资料、自动气象站资料、探空资料等进行了深入研究[3-8]，对雷雨天气进行了分类，总结出了雷雨天气的相关特点。

本文选用EC 再分析资料（0.ERA5）、多普勒天气雷达资料、探空资料，对2022-06-10 南宁吴圩国际机场发生的一次雷雨天气过程进行分析诊断。

1 天气过程概述

2022-06-10T19：00 南宁地区西南方向出现了大面积对流云团；20：39 起南宁机场（22.61°N，108.17°E，下同）出现8 min 的雷雨天气，过程累积降水量达到78.7 mm。

利用多普勒雷达图来分析此次雷雨天气过程。2022-06-10T19：00 起，从径向速度图上看，南宁地区西南方向20 km 处有明显的速度对，表明地面存在气旋性辐合区。2022-06-10 南宁机场多普勒天气雷达强度如图1 所示。由图1 可知，2022-06-10T19：00 南宁地区西南方向有分散块状的对流回波逐渐生成，并向南宁方向移动；19：30 对流云团发展旺盛，逐渐连接形成块状回波；20：00 对流云团进一步加强，形成片状回波，中心强度达到55 dBz 以上，向南宁地区移动，气旋性辐合区也逐渐移动至南宁偏东方向，说明南宁地区西南方向地面存在辐合，有利于上升运动的发展，从而产生对流性天气，并且对流逐渐向北发展；20：30 回波开始影响南宁地区，南宁机场出现雷雨天气，此时辐合区逐渐向北移动；21：40 对流云团离开南宁机场，逐渐向东北方向移动。

图1 2022-06-10 南宁机场多普勒天气雷达强度图（仰角为1.5°）

2 天气形势分析

2.1 高空天气形势

从2022-06-10T08：00 的空中风场（如图2 所示）可以看出，500 hPa 低涡中心位于桂中一带，南宁地区（黑点位置，下同）整体处于低涡南侧的西南风场中；850 hPa 有低涡位于桂西，切变线位于广西中北部桂西至桂东一带，广西整体处于西南风和东南风的辐合区，南宁地区处于切变线南侧的西南风场中，并且受切变线南部西南暖湿气流控制；925 hPa 存在低涡于桂西南地区，低涡切变线位于桂南至桂北一带，南宁地区处于切变线南侧的偏南风场中。

图2 2022-06-10T08：00 环流形势

从2022-06-10T20：00 的空中风场（如图3 所示）可以看出，500 hPa 环流形势场显示，低涡逐渐加深，并逐渐加深南压，南宁地区处于低涡切变线后部的西北气流中；850 hPa 低涡逐渐东移至桂中，切变位于桂西南至桂东北一带，南宁地区处于西南风的风速辐合区，并受切变线辐合影响；925 hPa 低涡位于桂西南，南宁地区位于切变线南侧。

图3 2022-06-10T20：00 环流形势

2.2 地面天气形势

2022-06-10 地面风场如图4 所示。由图4 可知，08：00 南宁地区处于偏东风场中；14：00 南宁地区逐渐转为偏南风控制；20：00 南宁地区处于偏北风和东南风的辐合区，并且存在风速的辐合。

图4 2022-06-10 地面风场

3 物理量场分析

雷雨天气发生的必要条件为充沛的水汽、层结不稳定、使气块抬升到抬升凝结高度的触发机制，下面将针对这3 个条件进行分析。

3.1 水汽条件分析

充足的水汽是雷雨天气发生的必要条件之一。2022-06-10T20：00 比湿如图5 所示。由图5 可知，850 hPa 桂中、桂南部分区域等饱和比湿度达到了16 g/kg 以上，925 hPa 桂中、桂南地区等饱和比湿度达到了20 g/kg 以上，南宁地区处于等饱和比湿度的高值区，具有充足的水汽条件。

图5 2022-06-10T20：00 比湿

2022-06-10 水汽通量散度剖面如图6 所示。由图6可知，2022-06-10T14：00 南宁地区800～600 hPa 为水汽通量散度的负值区， 中心值为- 0 . 8 ×10-4g/（s·hPs·cm2），说明中低层存在水汽的辐合区，呈现低层辐合、高层辐散的形式，有利于水汽的抬升，为强降水提供了充足的水汽条件；2022-06-10T20：00南宁地区1 000～700 hPa 为水汽通量散度的正值区，其中心值为0.3×10-4g/（s·hPs·cm2），而700～300 hPa为水汽通量散度的负值区，其中心值为-0.4×10-4g/（s·hPs·cm2），说明中低层存在水汽的辐散，高层存在水汽的辐合，表明水汽呈现出下沉运动，南宁地区开始发生降水天气。

图6 2022-06-10 水汽通量散度剖面

3.2 层结条件分析

不稳定能量的积累对于雷雨天气的发生具有指示意义。2022-06-10T20：00 南宁站点探空如图7 所示。由图7 可知，南宁地区存在较强的不稳定能量，CAPE值为1 901.5 J/kg，容易受到扰动影响而释放不稳定能量，有利于出现雷电和短时强降水，500 hPa 以下为湿区，整层湿度较大，低层由东南风随高度逐渐转为偏西风，说明层结中有暖平流。2022-06-10T20：00 探空指标分别为：K指数为39.1 ℃，SI 为-1.82 ℃。

图7 2022-06-10T20：00 南宁站点探空图

2022-06-10T20：00 南宁站对流参数实际值与气象局统计的指标值如表1 所示， 根据统计，2022-06-10T20：00，K指数和SI 指数满足雷暴出现的条件。

表1 2022-06-10T20：00 南宁站对流参数实际值与气象局统计的指标值

3.3 动力条件分析

当存在低层辐合、高层辐散时，说明大气存在扰动，上下运动的耦合作用较为明显，具有较强的上升运动，使气块抬升至抬升凝结高度，从而产生强对流天气。2022-06-10 南宁地区散度剖面图如图8 所示。由图8 可知，11：00 南宁地区（国际协调时间UTC）800～200 hPa 均为散度的负值区，其中心值达到-0.6×10-4S-1，存在辐合形式，为雷雨天气积累了能量；直至12：00（UTC），南宁地区500～200 hPa 转为散度的正值区，其中心值达到0.5×10-4S-1，具有辐合作用；925～800 hPa 仍为散度的负值区，其中心值达到-0.5×10-4S-1，具有高层辐散、低层辐合的形式，因此，高层气流辐散的抽吸作用与中低层暖湿气流辐合的上升运动相配合，有利于上升运动的维持和发展，为雷雨天气的形成提供了动力条件。

图8 2022-06-10 南宁地区散度剖面图

2022-06-10 南宁地区垂直速度剖面图如图9 所示。由图9 可知，从10：00（UTC）开始，南宁地区1 000～500 hPa 负的垂直速度较强，上升运动较强，为雷雨天气的发展积累了动力条件，随着时间推移，到12：00（UTC），925 hPa 以下为垂直速度负值区，表明中层至低层负的垂直速度减弱，不稳定能量释放，雷雨天气产生并影响南宁地区。

图9 2022-06-10 南宁地区垂直速度剖面图

4 结论

此次雷雨天气过程具有降水强度大、突发性强的特点，形成的主要因素是空中低涡切变线发展东移，地面东南风和东北风的辐合，以及偏南气流的风速辐合为此次天气过程提供了有利条件。

从水汽条件上看，雷雨天气过程发生当天低层的比湿相对较高，925 hPa 比湿达到20 g/kg 以上，桂中、桂南地区存在低层西南暖湿气流的水汽输送，并且桂中地区水汽通量散度为负值，存在水汽辐合，为此次雷雨天气过程提供了充足的水汽条件。

从探空资料上看，2022-06-10T20：00 南宁地区的探空指标分别为：CAPE 值为1 901.5 J/kg，K指数为39.1 ℃，SI 指数为-1.82 ℃，因此南宁上空存在较强的不稳定能量，为此次雷雨天气过程提供了热力条件。

从动力条件上看，2022-06-10 南宁地区低层处于散度的负值区，具有辐合作用，高层处于散度的正值区，具有辐散作用，南宁地区位于低层辐合、高层辐散区，有利于上升运动的维持和发展；2022-06-10 南宁地区负的垂直速度较强，上升运动较强，为雷雨天气提供了动力条件，而当雷雨天气发生时，中层至低层负的垂直速度减弱，不稳定能量得到释放。

多普勒天气雷达很好地监视了雷雨发生发展过程。从强度图上看，此次雷雨过程的对流回波以块状为主，有回波强度大、发展速度快的特点，持续时间为68 min；从速度图上看，地面存在气旋性辐合区很好指示了对流发展的趋势，随着辐合区的北移，对流也逐渐向北移动发展。