菏泽市雷暴的形成及其天气形势分析

程萌

摘要 从地理环境及气候特点、雷暴形成的必要条件、形成雷暴的主要天氣形势等方面对菏泽市雷暴的形成及其天气形势进行分析，其中主要天气形势包括锋面、低空急流、高压槽、南支槽、切变线、副热带高压、台风倒槽、东风波等，同时对雷电监测方法进行介绍。

关键词 雷暴；天气形势；分析；山东菏泽

中图分类号 P427.3 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2016）04-0232-03

Analysis of Thunderstorm Formation and Its Weather Situation in Heze City

CHENG Meng

（Juye County Meteorological Bureau in Shandong Province，Juye Shandong 274900）

Abstract From the geographical environment and climatic characteristics of thunderstorms，the necessary conditions of thunderstorm-forming，main weather situation to form the thunderstorms，this paper analyzed the weather situation and forming of thunderstorm of Heze City.The main synoptic situations included front，low-level jet，high-pressure tank，southern trough，shear line，the subtropical high pressure and typhoon inverted trough and easterly wave，and lightning monitoring methods were introduced.

Key words thunderstorm；weather situation；analysis；Heze Shandong

雷电被称为十大自然灾害之一，是电子时代的一大公害，为了对雷电有效防护，很多学者对当地雷电的形成、活动规律进行了研究[1-6]：冯桂力等发现闪电活动特征对于冰雹的识别和冰雹的超短时预报有指示意义[1]，于群认为山东夏季主要受西太平洋副热带高压及大陆热低压控制，在单一热带海洋气团控制下，高温而潮湿有利于热力不稳定能量的累积而产生雷电[3]，于怀征提出在极地气团与热带海洋气团之间形成冷锋南方暖湿气流强，经冷空气抬升后常造成雷暴等强对流天气，这种高温湿热的气候条件决定夏季是山东发生多雷暴的季节[4]。但未见对于菏泽市雷暴形成相关研究的报道。

1 菏泽市雷暴的形成及其天气形势分析

1.1 菏泽地理环境及气候特点

菏泽市（位于市区的气象局经纬度为东经115°25′，北纬35°15′）地处亚热带，位于黄河下游，在山东省西南部，西靠太行山，东临泰沂山，处于两山脉之间的狭道中，是淮北平原及华北平原的连接通道，地势平坦，西高东低，海拔高度一般在37～67 m之间。气候特征属于温带季风型大陆性气候，春季风大雨少，回暖迅速，天气干燥；夏季炎热潮湿，盛行南风，雨季开始，雨日雨量多而集中，也是雷暴活动最多的季节；秋季降温较快，雨量骤减，雨季结束；冬季盛行北风，寒冷雨雪稀少。一年中大多数时间受西风带大陆性气团控制，7—8月多受西北太平洋副热带高压影响，有台风倒槽、东风波及台风低压等热带天气系统影响。历史资料表明，菏泽雷暴的季节分布和日变化明显，夏季最多，春秋季次之，冬季极少发生。午后到傍晚通常最多，前半夜次之，清晨最少。

1.2 雷暴形成的必要条件

大量的不稳定能量、水汽、足够的冲击力是雷暴形成的必要条件。因为要发生对流性天气，首要条件是大气层结潜在不稳定，储存有大量不稳定能量，一旦受到足够的冲击力，不稳定能量就会释放出来变为空气的动能。大气静力平衡被破坏，形成强烈的上升气流和下沉气流，产生雷暴。形成大气冲击力主要因素有水平风向切变、风速辐合、气团挤压、低槽，还有地形抬升运动和地表受热不均等。雷暴的种类主要有锋面雷暴、高空槽和切变线雷暴、热带天气系统雷暴和热力性雷暴等。

1.3 形成雷暴主要天气形势

雷暴天气是由水汽条件，不稳定层结条件和抬升力条件等3方面条件综合作用而造成的。这3个条件受一定的天气形势所支配。有利于菏泽产生雷暴的天气形势系统主要有低空急流、锋面、高空槽、冷涡、阶梯槽、切变线、台风倒槽、副热带高压、东风波、江淮气旋等。

1.3.1 锋面。锋面是冷、暖2种不同性质气团之间的狭窄的过渡带。在这一过渡带里温度变化较大，空气活动十分活跃。当锋面移到菏泽时，冲击着前方的暖空气，在地面锋附近易形成强烈的不稳定，使之产生强烈的上升运动，造成雷电交加的恶劣天气。

图1为西北路冷锋型。例如，2014年4月18日夜间至19日上午，850～500 hPa有深厚的低涡东移，850 hPa槽后有较强的锋区和冷平流，槽前有暖舌和较强的暖平流；地面上有较强的冷锋相配合，在菏泽市产生雷暴天气，并伴有大风。图2为北路冷锋型。例如，2012年5月25日下午，受转竖的横槽影响，地面南下的冷锋相配合，菏泽市出现雷暴天气。

1.3.2 低空急流。在汛期，西南低空急流经常在菏泽地区南北间摆动。这支强风带向北输送大量水汽，并由于风轴上风速分布的不均匀而造成水汽、能量的堆积，为暴雨、雷暴形成提供了水汽条件。低空急流在其他季节也能出现，其几率较汛期小。

1.3.3 高空槽。高空槽是高空西风波动，是影响本地最常见的天气系统之一，它属于一种天气尺度系统，高空槽有南支、北支和中支槽，其中直接影响菏泽市的是中支槽，当有低槽影响时，在槽的北端容易产生较大降水，春夏秋季伴有雷暴。

1.3.4 南支槽。一般情况下，南支槽不是直接影響菏泽市的天气系统，但是影响菏泽市的多数天气系统必须由它配合，它常存在的位置在华南和孟加拉湾地区。由于它位于南方，槽前含有充足的水汽和热量，一般情况下移动很慢甚至静止，当中支槽从西部移来时（中支槽落后与南支槽半个相位），会推动南支槽前暖湿气流北上东移，与华北冷空气相遇产生较大降水，常伴有强雷暴，南支气流从华中地区北上，华北冷空气在北纬38°附近，有高空风反气旋切变，菏泽市将有较大降水和强雷暴。

1.3.5 切变线。切变线上的辐合上升运动也较强，因此有利于产生雷暴天气。在850～700 hPa高度层上，北纬35°～37°附近、东经100°～120°范围内有一东西向的切变线，在切变线附近地区为干冷的偏北气流和暖湿的偏南气流的辐合区，辐合区内大气不稳定性增强，由于风向切变的辐合上升运动，大量暖湿空气被抬升放出大量潜热，产生强对流天气。切变线是影响菏泽地区汛期天气的主要天气尺度系统，它为中小尺度系统提供了形成雷暴的水汽、位势不稳定和辐合上升运动条件。

图3为2007年8月30日8：00综合图，850 hPa等高线及风场；地面气压场（虚线）；影区14：00≥25 mm雷雨区。

1.3.6 副热带高压。副热带高压（简称副高）是地球上的永久天气系统，它属于热带天气系统。每年夏季副热带高压北进西伸，西风带南支锋区北抬，此锋区随副高进退，锋区伴随着雨带，雨带所到之处常带来强降水和强雷暴。多数时候，副高呈东北偏东—西南偏西向伸展，它的强度和位置变化是决定菏泽地区天气转折的重要因素。

在对流层低层，副高西北部空气比较暖湿，常储存大量的不稳定能量。若有冷空气侵入，在西南气流顶端有强降水，发生雷暴；在西南气流中南部，有小范围雷暴产生；在副高内部，天气炎热，午后多热力对流产生雷暴；有时可以由于地形造成的小范围风场辐合，而引起孤立分散的雷暴。当副高明显东退时，也可引起不稳定能量释放而造成雷暴。当副高西北部有锋面、低压、高空槽、切交线、低涡等系统影响时，在副高西北部会出现较广的雷暴区。6月下旬至7月，菏泽市处于副高的背部边缘，在这个部位的中低层有一支较强的偏南风急流，它随着副高西伸东退，北上或南压，在这气流上或其左侧伴有强雷暴和降水；8月副高北移到黄海及黄河流域，菏泽市常处在副高的内部，天气炎热少雨，午后多热力性局地雷暴，并伴有球形雷（多发生在8月上中旬）。

在副高西北部还经常出现低空急流。低空急流是诱发雷暴、冰雹等对流性天气的重要因素。当菏泽地区位于副热带高压内时，暖湿气流受到抬升，容易造成产生局地性对流性天气。

1.3.7 台风倒槽。多发生在7月至9月上旬，台风在华南或东南沿海，有时向北伸展一个低压带，此低压带称为台风倒槽，在台风倒槽的的顶端将有强的降水产生并伴有雷暴。

1.3.8 东风波。东风波是产生在副热带高压南侧深厚东风气流里的自东向西移动的低压槽。东风波波前为东北风，波后为东南风。东风波可带来强烈的雷暴天气。

2 气象监测

菏泽市产生强对流（雷暴）天气的天气系统的来向以NW-NNW、W-SW方向最多，其次是NE-E、SE方向。各月强对流雷暴天气系统的来向又有所不同，3—6月多以W～NNW方向为主，而7—9月则以SE～SW和NE-E方向为主。其产生的原因主要是影响系统自北向南影响和产生的结果，而6月后则以热力对流、热带天气系统影响为主，自南向北移的结果。

2.1 雷达监测

雷电产生于对流云，天气雷达回波是识别对流云的重要工具，它能监测对流云生成、发展、减弱、消失和移向移速，识别对流云的强度、高度和回波特征，判断雷暴天气的强弱和影响区域。目前全国雷达已经组网，能及时获取间隔6 min的雷达产品，它是监测雷暴回波特征及动态的重要工具。

2.2 卫星监测

菏泽市已建成1个气象卫星接收站，卫星云图分红外、可见光和水汽图，按照云的图像特征（如结构型式、范围大小、边界形状、色调、暗影和纹理等）识别出卫星云图上的对流云系，并根据其移动演变状况确定影响区域。雷暴季节菏泽市能收集到间隔15 min的卫星云图，为监测范围较大的对流云系的移动演变状态提供便利，是雷暴天气预警的可靠手段。

2.3 闪电监测

菏泽市东明县安装了一台LD-II雷电监测定位仪，是山东省闪电定位系统的一部分，该系统的时钟同步精度0.1 μs，探测效率理论值90%以上，定位精度300 m。

2.4 区域站监测

菏泽市已建成150个覆盖全市各乡镇的区域自动气象站，可以分析间隔10 min的中小尺度天气系统移动及演变趋势，通过对气温、风向风速实时状况进行分析，可以得出雷暴天气系统的生消移动演变趋势，增加了雷电等重大灾害性天气的监测预警能力。

3 结语

通过对雷暴产生天气形势及监测方法的分析，有助于提高雷暴短临预报的准确率，为决策气象服务及公共气象服务提供依据，为防雷减灾及雷击风险评估提供技术支撑。鉴于雷暴巨大的破坏性，在准确预报的前提下，完善人员和建筑物的防雷措施能够有效地减少雷电灾害。

4 参考文献

[1] 冯桂力，郄秀书，吴书君.山东地区冰雹云的闪电活动特征[J].大气科学，2008（2）：289-299.

[2] 冯桂力，陈文选，刘诗军，等.山东地区闪电的特征分析[J].应用气象，2002，13（3）：347-355.

[3] 于群.山东降水的多尺度性与地域特征研究[D].青岛：中国海洋大学，2011：84-94.

[4] 于怀征.山东省雷电活动特征研究及雷电灾害评价[D].兰州：兰州大学，2009：27-28.

[5] 冯桂力.山东地区对流天气的地闪演变和分布特征研究[D].青岛：中国海洋大学，2003：28-30.

[6] 邓猛.山东地区雷暴分布特征及潜势预报研究[D].南京：南京信息工程大学，2013：19-20.