2013—05—22—23运城强对流天气过程分析

刘婉莉　范艳琴　李冬梅　赵小云　邵宝霞

摘 要：利用常规天气图、物理量场、卫星云图和雷达回波等资料对2013-05-22—23运城市的强对流天气变化过程进行了诊断、分析。

关键词：强对流；切变线；中-β尺度；雷达回波

中图分类号：P458 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）18-0147-03

1 过程概述

2013-05-22傍晚至23日早上，运城市出现暴雨、冰雹、大风、雷电等强对流天气，全市平均降水量为38.3 mm，芮城、临猗出现冰雹，垣曲和临猗降暴雨，降水量分别为58.9 mm和83.1 mm。全市有23个区域站出现暴雨，垣曲县长直乡、王茅镇、解峪乡降大暴雨，降水量分别为132.1 mm、149.2 mm和124.3 mm，其中，临猗1 h最大降水量达64.6 mm；9个区域站出现大风天气，盐湖区、夏县、临猗和稷山的瞬时最大风速在20 m/s以上。这次强对流天气造成永济、临猗、芮城、夏县、万荣、垣曲、盐湖区、平陆和稷山9县（市、区）遭受冰雹、大风、暴雨灾害，农业直接经济损失达2.37亿元。

2 天气形势分析

2013-05-21T08：00，高空500 hPa两槽一脊型、西伯利亚地区冷温槽、东北地区冷涡、北疆至华北受暖高压脊的控制，致使我市地面受低压控制，当天8个站出现了37 ℃以上的高温天气。2013-05-22，气温持续偏高，部分地区最高气温仍在35℃以上，持续的高温为不稳定的天气蓄积了能量。2013-05-22T08：00，500 hPa北疆冷温槽中有分裂的短波槽东移南下至河套西部，我市受槽前西南气流的影响，-12℃等温线南压；700 hPa冷空气前沿南压至河套西部，与西南暖湿气流在河套地区交汇，而河套西南部有低涡存在，因此，山西中南部至河套南部形成了东北—西南向风切变；850 hPa河北南部至山西南部一线有西北风和西南风风向切变，我市处于700 hPa与850 hPa的切变线之间（如图3所示），河套地区受20 ℃暖区控制，△T850-500>25 ℃利于对流天气的发生。地面河套地区受倒槽的影响，冷锋位于高原东部至河套西部。2013-05-22T20：00，500 hPa高空槽快速东移到山西上空，700 hPa槽位于山西西部，落后于500 hPa高空槽，高空具有明显的前倾槽结构（如图4所示），有利于对流天气的发生，低涡由东北向移到陕西南部；850 hPa为一致的偏东气流，为降水提供水汽输送，同时，在山西南部有T-Td≤4℃的湿区存在。到2013-05-23T08：00，系统东移，运城市受槽后西北气流的影响，降水结束。

3 物理量诊断分析

3.1 能量分析

不稳定能量积累是强对流天气的触发机制，不稳定条件反映了大气层结的不稳定，通常用SI指数和K指数来表示。SI<0表示层结不稳定，负值越大，层结越不稳定。2013-05-23T08：00，西安沙氏指数SI为-4.5 ℃，20：00，郑州沙氏指数SI为-5.1 ℃，这表明大气层结条件极不稳定。K指数是衡量大气中潜在能量的一个指标，当K>35 ℃时，就可能出现雷雨天气。2013-05-22 T20：00，山西中南部出现K指数大于35 ℃的高值中心区，说明在暴雨区附近有不稳定能量聚集。

2013-05-22T08：00，从西安探空图可看出（如图5所示），层结曲线呈现明显的喇叭口结构，表明有下湿上干的不稳定层结。CAPE是大气不稳定程度的度量指标，对流的发生必须满足CAPE值为正，CAPE数值的增大表示上升速度的加快和对流的发展。当CAPE数值小于300 J/kg时，绝大多数情况下表明层结稳定，极少或无对流；当CAPE数值为300～1 000 J/kg时，表明层结较不稳定，且有弱雷暴活动；当CAPE数值为1 000～2 500 J/KG时，表明层结为中等强度不稳定，可能有强雷暴活动；当CAPE数值为2 500～3 500 J/kg时，表示层结非常不稳定，会发生强雷暴，且可能有龙卷；当CAPE数值>3 500 J/kg时，表明层结极不稳定，极有可能发生强雷暴和龙卷。

日变化可导致层结不稳定度突变，从而增加强对流天气的预报难度。为了解决日变化问题，在计算2013-05-22T08：00的CAPE数值时，需订正地面气温。首先根据天气形势预报白天地面的最高气温，利用预报出的最高气温替换08：00的地面气温，然后再进行计算。当用当天最高气温对西安08：00探空进行订正时，不稳定能量明显增大，CAPE值由原来的572 J/kg增大到2 482 J/kg，这表明层结为中等强度不稳定，可能有强雷暴发生。另外，0 ℃层和-20℃层高度分别位于400 hPa和600 hPa附近，是有利于冰雹产生的环境。20：00，强对流发生，能量释放，西安不稳定能量明显减少。

摘 要：利用常规天气图、物理量场、卫星云图和雷达回波等资料对2013-05-22—23运城市的强对流天气变化过程进行了诊断、分析。

关键词：强对流；切变线；中-β尺度；雷达回波

中图分类号：P458 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）18-0147-03

1 过程概述

2013-05-22傍晚至23日早上，运城市出现暴雨、冰雹、大风、雷电等强对流天气，全市平均降水量为38.3 mm，芮城、临猗出现冰雹，垣曲和临猗降暴雨，降水量分别为58.9 mm和83.1 mm。全市有23个区域站出现暴雨，垣曲县长直乡、王茅镇、解峪乡降大暴雨，降水量分别为132.1 mm、149.2 mm和124.3 mm，其中，临猗1 h最大降水量达64.6 mm；9个区域站出现大风天气，盐湖区、夏县、临猗和稷山的瞬时最大风速在20 m/s以上。这次强对流天气造成永济、临猗、芮城、夏县、万荣、垣曲、盐湖区、平陆和稷山9县（市、区）遭受冰雹、大风、暴雨灾害，农业直接经济损失达2.37亿元。

2 天气形势分析

2013-05-21T08：00，高空500 hPa两槽一脊型、西伯利亚地区冷温槽、东北地区冷涡、北疆至华北受暖高压脊的控制，致使我市地面受低压控制，当天8个站出现了37 ℃以上的高温天气。2013-05-22，气温持续偏高，部分地区最高气温仍在35℃以上，持续的高温为不稳定的天气蓄积了能量。2013-05-22T08：00，500 hPa北疆冷温槽中有分裂的短波槽东移南下至河套西部，我市受槽前西南气流的影响，-12℃等温线南压；700 hPa冷空气前沿南压至河套西部，与西南暖湿气流在河套地区交汇，而河套西南部有低涡存在，因此，山西中南部至河套南部形成了东北—西南向风切变；850 hPa河北南部至山西南部一线有西北风和西南风风向切变，我市处于700 hPa与850 hPa的切变线之间（如图3所示），河套地区受20 ℃暖区控制，△T850-500>25 ℃利于对流天气的发生。地面河套地区受倒槽的影响，冷锋位于高原东部至河套西部。2013-05-22T20：00，500 hPa高空槽快速东移到山西上空，700 hPa槽位于山西西部，落后于500 hPa高空槽，高空具有明显的前倾槽结构（如图4所示），有利于对流天气的发生，低涡由东北向移到陕西南部；850 hPa为一致的偏东气流，为降水提供水汽输送，同时，在山西南部有T-Td≤4℃的湿区存在。到2013-05-23T08：00，系统东移，运城市受槽后西北气流的影响，降水结束。

3 物理量诊断分析

3.1 能量分析

不稳定能量积累是强对流天气的触发机制，不稳定条件反映了大气层结的不稳定，通常用SI指数和K指数来表示。SI<0表示层结不稳定，负值越大，层结越不稳定。2013-05-23T08：00，西安沙氏指数SI为-4.5 ℃，20：00，郑州沙氏指数SI为-5.1 ℃，这表明大气层结条件极不稳定。K指数是衡量大气中潜在能量的一个指标，当K>35 ℃时，就可能出现雷雨天气。2013-05-22 T20：00，山西中南部出现K指数大于35 ℃的高值中心区，说明在暴雨区附近有不稳定能量聚集。

2013-05-22T08：00，从西安探空图可看出（如图5所示），层结曲线呈现明显的喇叭口结构，表明有下湿上干的不稳定层结。CAPE是大气不稳定程度的度量指标，对流的发生必须满足CAPE值为正，CAPE数值的增大表示上升速度的加快和对流的发展。当CAPE数值小于300 J/kg时，绝大多数情况下表明层结稳定，极少或无对流；当CAPE数值为300～1 000 J/kg时，表明层结较不稳定，且有弱雷暴活动；当CAPE数值为1 000～2 500 J/KG时，表明层结为中等强度不稳定，可能有强雷暴活动；当CAPE数值为2 500～3 500 J/kg时，表示层结非常不稳定，会发生强雷暴，且可能有龙卷；当CAPE数值>3 500 J/kg时，表明层结极不稳定，极有可能发生强雷暴和龙卷。

日变化可导致层结不稳定度突变，从而增加强对流天气的预报难度。为了解决日变化问题，在计算2013-05-22T08：00的CAPE数值时，需订正地面气温。首先根据天气形势预报白天地面的最高气温，利用预报出的最高气温替换08：00的地面气温，然后再进行计算。当用当天最高气温对西安08：00探空进行订正时，不稳定能量明显增大，CAPE值由原来的572 J/kg增大到2 482 J/kg，这表明层结为中等强度不稳定，可能有强雷暴发生。另外，0 ℃层和-20℃层高度分别位于400 hPa和600 hPa附近，是有利于冰雹产生的环境。20：00，强对流发生，能量释放，西安不稳定能量明显减少。

摘 要：利用常规天气图、物理量场、卫星云图和雷达回波等资料对2013-05-22—23运城市的强对流天气变化过程进行了诊断、分析。

关键词：强对流；切变线；中-β尺度；雷达回波

中图分类号：P458 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）18-0147-03

1 过程概述

2013-05-22傍晚至23日早上，运城市出现暴雨、冰雹、大风、雷电等强对流天气，全市平均降水量为38.3 mm，芮城、临猗出现冰雹，垣曲和临猗降暴雨，降水量分别为58.9 mm和83.1 mm。全市有23个区域站出现暴雨，垣曲县长直乡、王茅镇、解峪乡降大暴雨，降水量分别为132.1 mm、149.2 mm和124.3 mm，其中，临猗1 h最大降水量达64.6 mm；9个区域站出现大风天气，盐湖区、夏县、临猗和稷山的瞬时最大风速在20 m/s以上。这次强对流天气造成永济、临猗、芮城、夏县、万荣、垣曲、盐湖区、平陆和稷山9县（市、区）遭受冰雹、大风、暴雨灾害，农业直接经济损失达2.37亿元。

2 天气形势分析

2013-05-21T08：00，高空500 hPa两槽一脊型、西伯利亚地区冷温槽、东北地区冷涡、北疆至华北受暖高压脊的控制，致使我市地面受低压控制，当天8个站出现了37 ℃以上的高温天气。2013-05-22，气温持续偏高，部分地区最高气温仍在35℃以上，持续的高温为不稳定的天气蓄积了能量。2013-05-22T08：00，500 hPa北疆冷温槽中有分裂的短波槽东移南下至河套西部，我市受槽前西南气流的影响，-12℃等温线南压；700 hPa冷空气前沿南压至河套西部，与西南暖湿气流在河套地区交汇，而河套西南部有低涡存在，因此，山西中南部至河套南部形成了东北—西南向风切变；850 hPa河北南部至山西南部一线有西北风和西南风风向切变，我市处于700 hPa与850 hPa的切变线之间（如图3所示），河套地区受20 ℃暖区控制，△T850-500>25 ℃利于对流天气的发生。地面河套地区受倒槽的影响，冷锋位于高原东部至河套西部。2013-05-22T20：00，500 hPa高空槽快速东移到山西上空，700 hPa槽位于山西西部，落后于500 hPa高空槽，高空具有明显的前倾槽结构（如图4所示），有利于对流天气的发生，低涡由东北向移到陕西南部；850 hPa为一致的偏东气流，为降水提供水汽输送，同时，在山西南部有T-Td≤4℃的湿区存在。到2013-05-23T08：00，系统东移，运城市受槽后西北气流的影响，降水结束。

3 物理量诊断分析

3.1 能量分析

不稳定能量积累是强对流天气的触发机制，不稳定条件反映了大气层结的不稳定，通常用SI指数和K指数来表示。SI<0表示层结不稳定，负值越大，层结越不稳定。2013-05-23T08：00，西安沙氏指数SI为-4.5 ℃，20：00，郑州沙氏指数SI为-5.1 ℃，这表明大气层结条件极不稳定。K指数是衡量大气中潜在能量的一个指标，当K>35 ℃时，就可能出现雷雨天气。2013-05-22 T20：00，山西中南部出现K指数大于35 ℃的高值中心区，说明在暴雨区附近有不稳定能量聚集。

2013-05-22T08：00，从西安探空图可看出（如图5所示），层结曲线呈现明显的喇叭口结构，表明有下湿上干的不稳定层结。CAPE是大气不稳定程度的度量指标，对流的发生必须满足CAPE值为正，CAPE数值的增大表示上升速度的加快和对流的发展。当CAPE数值小于300 J/kg时，绝大多数情况下表明层结稳定，极少或无对流；当CAPE数值为300～1 000 J/kg时，表明层结较不稳定，且有弱雷暴活动；当CAPE数值为1 000～2 500 J/KG时，表明层结为中等强度不稳定，可能有强雷暴活动；当CAPE数值为2 500～3 500 J/kg时，表示层结非常不稳定，会发生强雷暴，且可能有龙卷；当CAPE数值>3 500 J/kg时，表明层结极不稳定，极有可能发生强雷暴和龙卷。

日变化可导致层结不稳定度突变，从而增加强对流天气的预报难度。为了解决日变化问题，在计算2013-05-22T08：00的CAPE数值时，需订正地面气温。首先根据天气形势预报白天地面的最高气温，利用预报出的最高气温替换08：00的地面气温，然后再进行计算。当用当天最高气温对西安08：00探空进行订正时，不稳定能量明显增大，CAPE值由原来的572 J/kg增大到2 482 J/kg，这表明层结为中等强度不稳定，可能有强雷暴发生。另外，0 ℃层和-20℃层高度分别位于400 hPa和600 hPa附近，是有利于冰雹产生的环境。20：00，强对流发生，能量释放，西安不稳定能量明显减少。