2018 年5 月16 日宿迁市一次雷暴大风天气过程分析

周 航，徐 恩，唐 舟，邵禹晨，程 昕

宿迁市气象局，江苏宿迁 223800

强对流天气是影响我国最严重的灾害性天气之一，也是宿迁较常见的灾害性天气之一。强对流天气持续时间短、空间尺度小、突发性强、危害性大，是天气预报工作的难点。伴随强对流出现的雷电、雷暴大风、短时强降水、冰雹等灾害性天气往往会给工农业生产、交通航运、建筑设施和人们生命财产等造成不利影响。短时强降水易形成内涝，农作物长时间浸泡会烂根、死苗，或引发病虫害的流行；雷暴大风易造成农作物倒伏和果树落果，输电、高空设施受损，房屋被毁坏，甚至威胁人们的生命。为了提高预报预警和防灾减灾能力，对2018年5月16日发生在宿迁地区的一次雷暴大风天气过程进行分析。

1 资料收集和处理

采用MICAPS常规资料、FNL再分析资料、地面加密观测资料、多普勒雷达观测等资料。

2 天气实况

2018年5月16日午后，宿迁市出现一次雷暴大风天气，并伴有短时强降水、雷电等强对流天气。全市共有43个自动气象站出现8级以上大风，其中，宿城耿车、双庄、河滨和泗洪重岗出现10级大风，最大风速为35.5 m/s(12级)，出现在11:14骆马湖。宿迁市西部地区出现大到暴雨，其他地区中雨，最大小时雨强为36.8 mm。

此次雷暴大风天气过程可分为两个阶段，第一阶段为11:00～13:00，这一时段强雷暴影响范围较广，全市均出现大风，共18个自动站风力达8级以上，骆马湖12级大风即出现在这个时段。第二阶段为18:00～20:00，这一时段强雷暴主要影响宿迁西部和南部地区，共有33个自动站出现8级以上大风，最大风速出现在泗洪重岗24.9 m/s(10级)[1]。

3 天气形势和环境条件

3.1 天气形势

从2018年5月16日08:00 500 hPa高空图(图1a)可以看出，副热带高压位于南海地区上空，河南北部有一冷涡中心，低涡槽前西南急流发展旺盛，急流中心强度达30 m/s，宿迁市位于低涡的东南方向、急流中心北部。850 hPa图(图1b)上，冷涡位于东北地区上空，低涡暖切压在山东半岛西部上空，呈东北—西南走向，西南风急流中心最大风速为20 m/s。宿迁处于切边线南部、西南急流辐合区，为本次强对流天气提供了低层辐合抬升条件。海平面气压场(图1c)上显示，冷锋由东北地区向西南方向延伸至河套地区，山东半岛附近受暖低压控制，低压中心强度为997.5 hPa，低压南侧为一致的偏南风场，宿迁位于暖平流区，低层暖湿平流输送了大量的不稳定能量，有利于对流发展[2]。

3.2 探空分析

从2018 年5 月16 日08:00 徐州站探空图(图2)可以看出，CAPE值达到1 790.5 J/kg，大气中蕴含丰富的对流潜能；850～500 hPa温差达到26 ℃，表明大气层结不稳定，同时，800 hPa以下有一定的对流抑制有效位能，有利于对流潜能的积蓄。600～900 hPa接近饱和，600 hPa以上为相对干层，层结曲线与露点曲线构成上干下湿的“喇叭口”结构，增强了对流不稳定性。风暴发生时会造成风暴的中层干空气侵入，延长风暴生命史，非常有利于雷暴大风的发生，同时由于湿层较为深厚，为短时强降水出现提供了充足的水汽条件。

图2 2018年5月16日08:00徐州站探空

水平风在地面附近仅为3 m/s，925 hPa迅速增至15 m/s，低层垂直风切变(0～1 km)为12 m/s，深层垂直风切变(0～6 km)达到24 m/s。较强的垂直风切变使降水的下沉气流很快脱离上升气流，不会减弱风暴中的上升气流，同时能够加强中层干冷空气侵入，加强风暴中的下沉气流和低层冷空气的外流，进而通过强迫抬升使得对流进一步发展。

3.3 动力条件

边界层辐合线是风暴发生发展的动力条件之一，一般在强对流天气发生前或发生期间，地面或附近的边界层大多存在一条明显的中尺度辐合线。16日10:00安徽省蚌埠市东北侧有一条明显的地面辐合线，并激发强对流飑线，11:00从地面风场监测到沭阳地区有风场辐合，随后强回波北抬，11:30影响沭阳。10:00～11:00宿迁市骆马湖附近存在明显的辐合线并维持，从地面加密站风场(图略)上可以看到，骆马湖地区存在西南风与西北风的切变线，且西南风速逐渐增大，由于骆马湖下垫面较陆地更为平整，因此出现风速达35.5 m/s的极大风。说明地面辐合线对强对流发展具有较好的警示意义[3]。

3.4 水汽条件

从5月16日宿迁地区水汽通量和水汽通量散度剖面图(图3)可以看出，11:00～14:00 900 hPa以下存在水汽辐合中心，水汽通量散度为-4×10-7g·cm-2·hPa-1·s-1，20:00左右近地面层水汽辐散，与近地面层的辐散中心对应，950～800 hPa存在水汽辐合中心,水汽通量散度为-6×10-7g·cm-2·hPa-1·s-1。水汽通量中心位于800 hPa附近，中心值为21 g·cm-1·hPa-1·s-1，说明主要水汽来源集中在600 hPa以下，呈上干下湿状态，加强了大气层结的不稳定，有利于对流发展。

图3 2018年5月16日水汽通量(a)和水汽通量散度(b)时间—高度剖面图

4 多普勒雷达产品特征

16日08:00，在宿迁雷达测站150 km外出现一条东北—西南向的回波带，向东北方向移动，回波在移动过程中前侧不断生成新的对流单体，强度不断加强，回波中心强度在50 dBz以上，最强回波达63 dBz，回波顶高14 km，VIL值达60 kg·m-2。11:00反射率因子图(图4a)上出现后侧“V”形缺口，表明有强的下沉气流，引起破坏性大风。

图4 11:10 1.5°(a)、0.5°(b)仰角的反射率因子(单位：dBz)和径向速度(c)图(单位：m/s)

从0.5°仰角的反射率因子PPI 图像(图4b)上，可以清晰地看到阵风锋。10:05，上游徐州安徽境内的对流风暴逐渐向东北方向移动，开始影响宿迁市，对流风暴前方的睢宁—泗县—怀远一带隐约可见一条弱窄带回波，之后对流风暴向东略偏北方向移动过程中不断加强，阵风锋东移过程中水平跨度不断扩大，其中，北侧部分逐渐消散，南侧一段得到发展，对应宿迁市11:10左右多个乡镇出现9级以上大风天气。

分析径向速度图(图4c)可以看出，10:40开始，宿迁市西南方50 km范围处显示为朝向雷达的低层大风速中心(＞15 m/s)不断向雷达站附近移动并继续增大，11:10到达雷达站附近，并出现速度模糊，最大径向速度达-44 m/s，相对应的11:14骆马湖出现35.5 m/s的雷暴大风[4]。

傍晚宿迁地区上游阜阳生成的回波在移动过程中发展壮大，其前侧呈现明显的弓形回波结构，并于18:00左右开始影响宿迁市(图5 a)。从径向速度图(图5b)上看出，回波前沿有明显的气旋性辐合，17:48天岗湖上游监测到中气旋，回波向前突起部分产生的大风更强[5]。

图5 17:48 1.5°仰角反射率因子(a)(单位：dBz)和径向速度(b)图(单位：m/s)

5 结论

应用MICAPS常规资料、FNL再分析资料(0.25°×0.25°)、地面加密观测资料、多普勒雷达观测资料等，详细分析了2018年5月16日发生在宿迁地区的一次雷暴大风天气过程的环流特征、环境条件和雷达回波特征，得出以下结论。

(1)此次雷暴大风过程的影响系统的低涡切变线，西南风急流中心风速达20 m/s，宿迁位于850 hPa切变线南侧、西南急流辐合区，为本次强对流天气提供了抬升条件，地面辐合线是此次强对流过程的触发机制。

(2)探空曲线呈上干下湿的“喇叭口”结构，层结不稳定，有利于雷暴大风的发生；有较强的低层(0～1 km)和深层(0～6 km)垂直风切变，低层辐合高层辐散有利于上升运动的维持，使对流得以发展。

(3)多普勒雷达产品特征显示，反射率因子图呈现出明显的弓形回波和阵风锋的特征；低仰角径向速度图上有大风速中心，出现速度模糊，并探测到中气旋；VIL值在有明显的跃增后快速减小，表明强的下沉气流快速下冲，导致雷暴大风的发生。