鄂尔多斯市2023年6月27日强对流天气过程和可预报性分析

摘 要：利用地面自动站资料、高空探测和GRAPES-GFS中尺度模式数据，对2023年6月27日发生在鄂尔多斯市的一次强对流天气过程进行分析。结果表明：高空低槽、低层急流和切变线是造成此次暴雨的主要影响系统，中层干侵入和地面冷空气为对流的产生提供了触发机制；对比分析实况和模式预报，对模式预报的天气系统的位置、强度和移动速度加强关注，建立起当前降水雨带和天气系统的对应关系，对降水落区可以起到很好的订正作用。

关键词：短时强降水；冰雹；雷暴大风；GRAPES-GFS中尺度模式

中图分类号：P45 文献标志码：B 文章编号：2095–3305（2024）08–0-03

随着社会经济的高质量发展和城市化进程的不断加快，局地强对流天气造成的影响变得越来越严重，也引起了越来越广泛的关注。强对流天气属于中小尺度天气系统，水平尺度小、生命史短、影响范围小、强度大，给人民生活和农业发展带来了一定的不利影响。王丹丹等[1]对“3·21”湖州市强对流天气过程及预报误差成因分析研究发现，多个组织性完好的强对流单体陆续东移形成列车效应，利于形成短时强降水和暴雨等强对流天气；姚蓉等[2]分析湖南出现的一次大范围不同类型强对流天气过程发现，强对流天气过程发生前大气环流出现明显调整，低空西南急流的发展加强、中层干冷空气的卷入为大范围强对流天气提供了有利的环境条件。在日常工作中，强对流天气是预报工作中的难点和重点，容易出现漏报和错报。相对于台风暴雨、梅雨锋暴雨等的研究而言，强对流天气预报预警方法研究和预报指标提炼还存在不足，难以满足现在短临预报业务的需求。

1 天气实况与灾情

1.1 天气实况

受高空槽和低层暖湿切变线共同影响，2023年6月27日08：00至28日上午，鄂尔多斯市出现强对流天气，部分地区出现短时强降水，局地伴有雷电、大风、冰雹。最大降雨量出现在乌审旗神水台，为75.0 mm；最大小时雨强出现在鄂托克旗木凯淖尔，为47.7 mm。

1.2 受灾情况

受冰雹、雷暴大风和短时强降水的影响，鄂尔多斯市出现不同程度灾害损失。据统计，鄂尔多斯市乌兰镇、敖勒召其镇、树林召镇受灾人数共计1 854人，农作物受灾面积2 253.48 hm2，直接经济损失约1 916.06万元。

2 天气过程分析

2.1 环流形势演变

2023年6月27日08：00，在200 hPa上有风速超过54 m/s的高空急流存在，鄂尔多斯位于高空急流入口区右侧，正涡度和强辐散作用有利于中低层系统发展。

6月26日20：00，在500 hPa上（图1），鄂尔多斯市上游地区有短波槽发展，温度场落后于高度场，鄂尔多斯位于短波槽前，槽前正涡度平流有利于低层辐合抬升。2023年6月27日08：00（图2），随着短波槽东移发展，冷空气不断补充南下，在蒙古国有切断低压存在。

6月26日20：00，在700 hPa上，鄂尔多斯受暖脊影响，青海有一个暖性低压发展，随着系统的东移。6月27日08：00（图3）低涡移入阿拉善盟一带，辐合作用明显，鄂尔多斯转为受脊后的影响，此时，西北部地区已经有切变线。

6月26日20：00—27日08：00，在850 hPa上，阿拉善盟至蒙古国受低涡控制，鄂尔多斯市位于低涡前部，有明显的切变线，整层水汽条件较差。

2.2 地面图分析

在地面图上，2023年6月27日08：00（图4），从新疆到阿拉善至蒙古国一带有1条冷锋，冷锋前面有气旋发展，鄂尔多斯市处于气旋前部，有3 h正变压。14：00冷锋移至鄂尔多斯西部，整体转为负变压控制，负变压中心最大值达-22 hPa。18：00西部地区转为正变压区，东部地区仍为负变压区。20：00冷锋移至鄂尔多斯东部，鄂尔多斯处于高压底前部，整体受正变压区控制。

2.3 物理条件

从探空图分析可知，2023年6月27日08：00整层湿度条件较差，850～600 hPa风速随高度变化不大，风向随高度逆时针旋转，600 hPa以上转为偏西风，风力增大明显，0 ℃层在4 km，-20 ℃层高度在7 km，均有利于雹胚发展的高度。6月27日20：00（图5），CAPE值为128.3，SI指数为-0.8，BLI指数为-1，中等强度0～6 km垂直风切变和相对弱的CAPE值有利于多单体风暴的形成，0 ℃层高度和-20 ℃层高度适宜，有利于冰雹生成。垂直位温分析图上，饱和假相当位温随气压降低迅速减小，垂直方向位温递减率大，饱和假相当位温和假相当位温之间的距离大，表明大气低层较为干燥；800～600 hPa位温曲线几乎垂直于横坐标，表明大气层结几乎为绝热状态；20：00，假相当位温和饱和假相当位温距离有所接近，大气中的水汽在不断增加。

3 卫星云图特征

从卫星云图分析，6月27日15：30（图6a）在鄂尔多斯市大部地区有分散性对流云系覆盖，其中，乌审旗、杭锦旗东部、达拉特旗上空对流云系发展较为旺盛，结构密实，边界清晰，云顶亮温达234.17 k。

16：30在鄂托克旗上空又有结构密实的对流云系生成。17：30（图6b）对流云系继续发展，范围有所扩大。18：30东移发展合并。20：00（图6c）对流云系移至鄂尔多斯市中东部地区，西部强对流天气结束。6月28日00：00对流云团变得较为松散，即将移出鄂尔多斯市，鄂尔多斯主体降水基本结束。

4 雷达回波特征

此次强对流天气过程主要表现为超级单体在鄂尔多斯南部生成加强并向东北偏北方向移动，造成鄂尔多斯多地出现冰雹和雷暴大风，局地出现短时强降水。15：00～18：30是冰雹集中时段。因距离较远，本地雷达无法观测到鄂尔多斯市西部偏西地区的回波，中国气象局短临预报业务平台（SWAN3.0）监测到2023年6月27日14：19，鄂尔多斯市鄂托克前旗局地有对流单体生成，强度在55 dBz以上，对流单体继续向东北偏北方向移动并发展，强度增加，并不断有新的对流单体被激发出来。在乌审旗东部，鄂托克旗东南部有对流单体分布，14：48，对流单体回波强度进一步增强，鄂托克前旗和乌审旗回波强度达到60 dBz以上。15：00过后，强回波范围进一步扩大，鄂尔多斯北部有新的对流单体生成。从ROSE2.0上可以监测到乌审旗强回波对应区域的回波顶高达14.4 km，液态水含量维持在27 kg/m2（图7），最大可至43 kg/m2，根据冰雹回波指标，有利于降雹。截至17：00，在鄂尔多斯乌审旗、鄂托克前旗、鄂托克旗、杭锦旗东部、达拉特旗均出现了冰雹，对农业生产造成了不同程度的影响。16：00～19：00，是雷暴大风集中时段，全市大部地区均出现8级以上大风天气。

5 可预报性分析及多家模式对比检验

5.1 可预报性分析

分析ECMWF和GRAPES-GFS模式在此次强对流

天气过程中的预报效果，选取2种模式2023年6月26日20：00起报的预报产品。利用500 hPa高度场分析形势变化、利用700 hPa风场分析降水开始时间，评估2种模式的可预报性。

500 hPa高度场，ECMWF和GRAPES-GFS模式对

于高度场形势预报与实况吻合度较高，2种模式对于此次强对流天气过程预报的效果较好。但与实况相比，

ECMWF和GRAPES-GFS模式预报的500 hPa高度场略偏北，系统偏弱，是造成模式对强对流天气过程中降水量级偏小的原因之一。

700 hPa风场，6月27日14：00，ECMWF模式在杭锦旗西部预报有明显的切变，GRAPES-GFS 模式预报鄂尔多斯整体受偏南气流影响。17：00 ECMWF模式预报西北部地区的切变线东移，在鄂托克前旗和乌审旗实况出现强对流区域有明显的切变；GRAPES-GFS模式在鄂托克前旗和鄂托克旗交界处及乌审旗存在切变。20：00 ECMWF模式预报的切变线已移至鄂尔多斯中东部地区，GRAPES-GFS模式在乌审旗一带有辐合中心，辐合上升运动明显，西部杭锦旗至鄂托克旗一带的切变线与降水实况出现时间进行对比，ECMWF模式对于降水的起止时间预报优于GRAPES-GFS模式。

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5.2 模式对比检验

将各家模式对此次降水的落区和量级进行对比分析，预报整体较好，CMA-MESO模式相对预报最好。对于降水落区，各家模式均预报西北部地区为小雨，其余地区为中到大雨，与实况基本一致，对于暴雨的落区只有CMA-MESO模式有所提及；各家模式对于中雨、大雨的落区差异较大，MESO模式预报出乌审旗东部有暴雨点；其他模式均预报东部、南部地区的中到大雨天气，与实况基本一致。

6 思考与总结

此次过程预报降水开始、主过程降水结束时间偏晚，降水落区基本准确，总体服务效果良好。但回波发展的表现形式和细节把握不足，对冰雹强度预估不足。

（1）高空低槽、低层急流和切变线是造成此次暴雨的主要影响系统，中层干侵入和地面冷空气为对流的产生提供了触发机制。

（2）中国气象局短临预报业务平台（SWAN3.0）、风云地球卫星云图中对流监测产品和雷达反射率产品相结合，可判断对流云系强度演变趋势，对流定量信息为强对流天气预警提前量提供有力保障。

（3）加强实况和多家模式预报的对比分析，对模式预报的天气系统的位置、强度和移动速度加强关注，建立起当前降水雨带和天气系统的对应关系（强降水与地面辐合线、850 hPa和700 hPa切变、急流位置的关系），对降水落区有很好的订正作用。

参考文献

[1] 王丹丹，尹浩，奚雷，等.“3·21”湖州市强对流天气过程及预报误差成因分析[J].科技通报，2022，38（8）：11-18，109.

[2] 姚蓉，唐佳，兰明才，等.一次混合强对流天气的环境条件及演变特征分析[J].暴雨灾害，2017，36（3）：217-226.