一次强雷暴天气分析

赵贤产 许广浩 王建新 徐 鹏

(1．义乌市气象局，浙江 义乌322000;2．金华市气象局，浙江金华321000)

0 引言

2010年9月13日17：00—20：00之间，浙江省义乌境内发生3个雷暴云团。第一个雷暴云团(简称雷暴云团A，以下同)经过义乌观测站，从观测站记录看到，大风时间是17：52—18：02，其中在 17：55 出现最大风速达 27．5 m/s(风力 10 级)，同时在 18：03—18：05 出现最大直径达8 mm的冰雹和17：00—18：00降水量达31．7 mm的短时暴雨。第2个(简称雷暴云团B)经过佛堂镇西南部的六石村，并于17：57在该地出现葡萄般大小的冰雹和风灾。第3个(简称雷暴云团C)经过赤岸镇，未见风雹灾害。

经初步分析认为，上述ABC 3个雷暴云团是一次典型的强雷暴影响过程。对雹暴云的方面，国内外大量气象科学家都进行了研究，如雷雨顺系统地提出了冰雹云的概论［1］;丁一汇系统性地论述了中小尺度天气系统，如一般雷暴(雷雨)、强雷暴(产生冰雹、龙卷、暴雨等)［2］;祝启桓等研究了浙江省境内发生的强对流天气［3］。但在同一天气背景下发生不同影响程度的雷暴云团，特别是在临近预警技术方面，很有研讨的必要。

1 天气形势背景

1．1 高空资料分析

从9月13日20：00的500 hPa高空资料来看，义乌处500 hPa副高边缘控制下，其中588线比13日08：00东撤明显，浙江境内主导风向由偏南转西南气流;底层有弱冷空气渗透南下，850 hPa除152线明显东撤外，东部沿海的主导风向由西南风明显转向东南风，垂直风风切变明显，相当满足强对流发生发展的有利条件(见图1)。

图1 13日20：00 500 hPa(a)，925 hPa(b)环流形势示意图

1．2 层结不稳定条件分析

由探空图可见，衢州站13日08：00不稳定能量充足，低层湿度相当充沛，850 hPa以下相对湿度均达89% ～94%，而400～500 hPa相对湿度仅有1% ～4%，到300 hPa以上的相对湿度猛升到13% ～24%，中层形成干暖盖，在低层弱冷空气渗透产生了不稳定能量的释放机制，形成强烈天气的发生条件(见图2)。

2 云图与雷达图分析

由云图可见，13日18：00在浙江中东部已发生强对流云团(见图3a)。从17：54杭州雷达组合反射率图中可知，雷暴云团A在义乌城区附近已有60 dBz以上强度的强回波，回波顶高达14 km，垂直累积液态水含量达35 kg/m2以上(见图3b)。可见雷暴云团A强度相当强，足能发生雷电风雹天气。

图2 9月13日08时衢州的T-lgP示意图

图3 2010年9月13日的云图与雷达图

3 预警征兆分析

3．1 雷达回波的监测预警

从分析雷暴云团A的雷达回波组合反射率强度、回波顶高、垂直累积液态水含量随时间变化可知(见图4a)，在发生强对流天气之前，有组合反射率强度、回波顶高、垂直累积液态水含量3者同时跃升现象。

在图4a上，于 16：55—17：07的体扫资料中，两个体扫时间组合反射率强度增强5 dBz、回波顶高增高8 km，特别是垂直累积液态水含量跃升25 kg/m2，距发生风雹的时间约40 min以上。

为了区别雷暴云团A，同样分析另外2个雷暴云团B和C的雷达回波组合反射率强度、回波顶高、垂直累积液态水含量随时间变化迹线(见图5)。

分析图5a可知，雷暴云团B在17：55的雷达回波达65 dBz的最强强度，回波顶高达15 km，垂直累积液态水含量达45 kg/m2;且在17：43—17：55的两个体扫时间里，组合反射率强度增强20 dBz，平均每个体扫增强5 dBz以上;垂直累积液态水含量也跃升25 kg/m2，平均每个体扫跃升10 kg/m2以上;回波顶高有降有增不稳定，但维持在12～15 km。可见雷暴云团B的强度与雷暴云团A相比，较为接近，所以也足够能发生强风雹的天气。

分析图5b可知，雷暴云团C在17：55的雷达回波达65 dBz的强度，回波顶高达15 km，垂直累积液态水含量达45 kg/m2;但在17：49—17：55的一个体扫时间里，组合反射率强度仅增强5 dBz;垂直累积液态水含量仅升5 kg/m2;回波顶高略增升。可见雷暴云团C的强度虽比雷暴云团A、B相当强，但雷达回波组合反射率强度、回波顶高、垂直累积液态水含量随时间跃升不明显，特别是垂直累积液态水含量跃升量最少，也许这就是雷暴云团C不足以发生强风雹天气的原因。

所以，在实际工作当中，若监测到组合反射率强度、回波顶高、垂直累积液态水含量3者较强且同时跃升特别明显，尤其是垂直累积液态水含量跃升量明显较大之时，即可发布强对流风雹或强雷电等天气预警。

3．2 大气电场仪的监测预警

大气电场强度虽然是大气电学的基本参数，在晴天电学、雷暴电学以及闪电的研究中都有重要意义，在雷暴监测中同样具有重要作用［4-6］。如大气电场仪能够记录闪电与雷暴强度之间的关系。

图4b就是 2010年 9月 13日 17：00—19：00义乌大气电场仪的记录迹线图。从图中可以看出，17：36之时，义乌上空的大气中已存在足够强的电场，已超过5 kV/m，一旦有雷暴云经过，将会发生雷击事件。而18：10左右的剧烈变化，就是雷击放电现象。雷击放电后的相对变化率较小，说明大气电场已趋于平衡状态。

4 结语

4．1 这次义乌风雹天气是在高空500 hPa副高边缘控制，底层有弱冷空气渗透南下，东部沿海的主导风向由西南风明显转向东南风，垂直风风切变明显条件下发生的。

4．2 探空资料反映低层湿度相当充沛，中层有明显的干暖盖，层结条件为极不稳定。

4．3 云图上表现有强对流云团;在雷达图中的3个雷暴云团均有60 dBz以上强度的强回波，回波顶高达14 km以上，垂直累积液态水含量达35 kg/m2以上。

4．4 大气电场仪的监测有足够强的电场，已超过5 kV/m，一旦有雷暴云经过，将会发生雷击事件。

4．5 若监测到组合反射率强度、回波顶高、垂直累积液态水含量3者较强且同时跃升特别明显，尤其是垂直累积液态水含量跃升量明显较大(如每个体扫跃升10 kg/m2以上)之时，即可发布强对流风雹或强雷电等天气预警。

［1］ 雷雨顺，吴宝俊，吴正华．冰雹概论［M］．北京：气象出版社，1978：1-170．

［2］ 丁一汇．高等天气学［M］．北京：气象出版社，2005：309．

［3］ 祝启桓，张淑云，顾强民，等．浙江省灾害性天气预报［M］．北京：气象出版社，1992：140-161．

［4］ 陈绿文，黄智慧，禹继，等．一次人工触发闪电事件的定位误差分析［J］．广东气象，2010，32(1)：15-17，21．

［5］ 高太长，黄子洋，张鹏，等，大气电场资料与雷达回报融合的一种方法［J］．解放军理工大学学报(自然科学版)，2006，7(3)：302-306．

［6］ 孟青，吕伟涛，姚雯，等，地面电场资料在雷电预警技术中的应用［J］．气象，2005，31(9)：30-33．