一次超级单体风暴的多普勒雷达回波特征分析

朱炜灵 叶国富 刘建明

摘 要： 本文利用建阳S波段多普勒天气雷达资料对2007年4月1日下午发生在闽北地区的一次典型的超级单体风暴过程进行了详细分析。此次风暴完全具有超级单体风暴的几个典型特征，即钩状回波，有界弱回波区以及中气旋结构。该超级单体风暴历经约1个半小时，其间自西南向东北方向移动了约80km，其所经地区出现大风、冰雹和强降水天气。

关键词：多普勒雷达回波 超级单体风暴 有界弱回波区 中气旋

中图分类号：P412.25 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2016）06-0262-01

一、引言

超级单体风暴是局地对流风暴发展的最强烈的形式，其相应的灾害性天气有冰雹、龙卷、灾害性大风（包括下击暴流）和暴洪。超级单体风暴作为一个强烈发展的对流单体的特征除了其准稳定状态外，一个重要的雷达回波特征是存在一个弱回波区或有界弱回波区。有界弱回波区也称为“穹窿。”超级单体风暴的另一个雷达回波特征是低层的钩状回波。

2007年4月1日下午，在闽北地区出现了一次大范围的雷雨大风、短时强降水和冰雹等强对流天气。在出现的一系列强对流风暴中，有一个经典的超级单体风暴造成了严重的灾害，该超级单体风暴历经约1个半小时，其间自西南向东北方向移动了约80km，其所经地区出现大风、冰雹和强降水天气。受灾最严重的建瓯市测站瞬间极大风速达17.8米/秒，多个乡镇遭受冰雹袭击，全市受灾人口1.416万人，损坏房屋6687间，直接经济损失2362万元。本文利用建阳多普勒雷达产品资料对这次超级单体风暴个例进行详细分析，以期为今后的强对流天气特别是冰雹天气的临近预报提供一些参考依据。

二、天气背景简要分析

2007年4月1日08时，500hPa上为两槽一脊位于中高纬度，高压脊位于巴尔喀什湖附近。850hPa上低涡切变位于苏州-武汉-宜昌-宜宾-昆明-思恩一线。福建省处于槽前西南气流和切变南侧西南气流控制下。地面静止锋位于温州-江山-南昌-莲花-衡阳一线，我省处于锋前暖区（图略）。资料还显示，低层有气旋式环流与切变辐合的存在。这一切都预示着一场强对流风暴即将到来。

三、多普勒雷达回波资料分析

1.超级单体风暴回波的演变

2007年4月1日13时46分左右，在福建省三明、沙县、尤溪等地附近开始有块状对单体风暴生成，此后风暴在向东北方向移动过程中不断发展加强，到14时46分左右，该风暴系统已经发展成由多个对流单体风暴连成的一条南北走向的短带（图略）。之后，上述短带北端的对流风暴在不断东北移动过程中从该短带中分离出来，成为一个孤立的单体风暴并且变得更加强盛。15时22分，在该单体风暴前进方向的右后侧开始出现突出物，逐渐显示出超级单体低层回波特征。15时28分，单体风暴已经呈现出典型的超级单体钩状回波特征，相应的基本速度图上可观测到明显的中气旋（图略）。实际上，在15时04分的基本速度图上已经可见明显的中气旋特征。所以我们判断在15时左右，上述强对流单体风暴发展成为超级单体风暴。15时28分，沿入流方向穿过最强回波位置的反射率因子垂直剖面图呈现出明显的有界弱回波区的结构（图略）。15时34分，超级单体基本反射率因子强度为65dBz以上，达到了顶峰，风暴右后侧的典型钩状回波的反射率因子也变得更强。最大的回波强度出现在回波墙上部，达到65 dBz以上，相应的基本速度图上可观测到明显的中气旋。随后，超级单体迅速失去其特征，至16时04分，其相应的钩状回波和中气旋特征消失。在此次风暴过程中，超级单体的典型结构特征包括钩状回波、有界弱回波区（穹窿）和中气旋总共持续了大约1小时。

2.超级单体风暴回波结构分析

此次超级单体风暴在4月1日下午17时34分发展到最强盛时期，以下具体分析该超级单体在此时所呈现的回波结构特征（图略）。

1.5°仰角的基本反射率因子图上显示了带有典型钩状回波的超级单体，最大反射率因子强度位于钩状回波的北部，达到65 dBz以上。其回波前端出现一个开口较大的倒“V”字形缺口，这也是超级单体风暴常见的特征之一。与钩状回波的缺口区相对应，1.5°仰角的基本速度图上是一个明显的气旋式切变速度对，即中气旋。

在2.4°仰角，基本反射率因子图上仍显现出钩状回波特征，其回波位置相对于1.5°

仰角的向回波移动方向扩展，最强回波也位于钩状回波北部，达到65dBz。相应的速度图上，中气旋特征仍很显著。旋转速度比1.5°稍强。

3.4°仰角，基本反射率因子图上仍具有钩状回波特征，但不如前2个仰角明显，相应的速度图上中气旋物特征依然清晰。反射率因子的轮廓进一步向回波移动方向扩展，展现出超级单体自低往高向低层入流一侧倾斜的特征。与低层钩状回波的入流缺口相对应的闭合的有界弱回波区也是自低到高向低层入流一侧倾斜的。相应的速度图上呈现出气旋式辐散的结构。

另外需要指出的是，此次超级单体不是孤立存在的，在其周围还有其它对流风暴发展，共同构成一个中尺度对流系统MCS。

四、结论与讨论

1.本文利用建阳S波段多普勒天气雷达资料对2007年4月1日下午发生在闽北地区的一次典型的超级单体风暴过程进行了详细分析。此次风暴完全具有超级单体风暴的几个典型特征，即钩状回波，有界弱回波区以及中气旋结构。

2.超级单体风暴是局地对流风暴发展的最强烈的形式，其相应的灾害性天气有冰雹、龙卷、灾害性大风（包括下击暴流）和暴洪。通过对影響闽北地区的此次超级单体风暴的具体分析，为今后在监测预警类似强对流天气时提供一定的参考。

参考文献

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