2014年宁波机场一次强雷暴天气过程诊断分析

曹文

摘 要：用常规观测资料，多普勒雷达资料和NCEP/FNL再分析资料对2014年7月16日发生在宁波机场的一次强雷暴天气过程进行了诊断分析，得出：影响此次强雷雨过程的主要天气系统为中低层低涡切变。高、低空急流配置，形成低空辐合，高空辐散，有利增强大气不稳定层结，较好的垂直速度、散度、CAPE值等，为此次强雷暴发生发展提供了动力和热力条件。

关键词：雷暴 再分析资料 高低空急流

1引言

雷暴是伴有雷击和闪电的对流天气现象，一般伴有阵雨，有时还会出现局部的大风、冰雹等强对流天气。宁波市属亚热带地区，天气复杂多变，雷暴等气象灾害频发，给经济发展、交通运输安全和人们的身体健康造成严重威胁。近年来，随着城市建设发展，雷暴的气候变化规律越来越受到大的关注，加强对雷暴发生规律以及影响雷暴天气形势的研究，对防雷减灾、雷电预警预报以及航空飞行安全等都具有重要意义。

吴福浪等[1]对2013年7月29日发生在宁波市地区的一个局地强雷暴天气过程进行了诊断分析和数值模拟后得出，强雷暴过程主要影响系统是中尺度辐合线海风锋。刘建勇等[2]对台风菲特暴雨诊断分析后发现，东南气流的维持是台风倒槽、雷暴能够维持的决定性条件。胡晓等[3]基于雷暴观测资料和闪电定位仪的监测资料分析了镇海地区雷暴天气的时空分布特征，针对镇海地区出现雷雨大风、冰雹、短时暴雨等强对流天气的强雷暴天气形势特征进行着重分析研究，归纳出有利于镇海强对流天气出现的天气形势，总结出了不同强对流天气类型的环流特征和预报指标。吴福浪等[4]通过中尺度WRF模式输出资料对2014夏季发生在宁波市的强雷暴天气过程进行了分析总结，结果表明：强对流发生在局地層结不稳定和较好的水汽条件下；海风锋辐合抬升区的加强为雷暴的发生提供了有利的动力条件，从而触发了该地区不稳定能量的强烈释放，促使了雷暴的新生发展。张雅斌等[5]利用NCEP、地闪、云图和WRF模式等资料，分析总结关中近10年地闪次数最多的两次湿雷暴天气特征，结果表明：欧亚中高纬为两槽一脊环流形势，西太平洋副热带高压稳定少动控制陕西，关中低层受切变线直接影响，有利于盛夏强湿雷暴发生。

本文通过常规观测资料，多普勒雷达资料以及 NCEP/FNL 1°×1°再分析资料对2014年7月16日影响宁波机场的一次强雷暴天气过程进行诊断分析，以此加深对此类引起此类强对流天气的天气系统热力动力结构的认识。

2资料及方法

常规气象资料包括地面、高空等站点资料，其中地面图为3 h一次资料，高空图为12 h一次资料；雷达资料为宁波多普勒雷达S波段雷达基数据，6 min扫描一次。再分析资料为NCEP/FNL 1°×1°逐6 h资料。

3天气过程分析

西南低涡全年都有生成，以4-5月份最多，8月份最少。西南低涡生成有三个原因：低层西南气流经过横断山脉-云贵高原的扰流作用以及下游低层西南气流急流左侧的气旋性切变；中层强西风经青藏高原东坡的越坡作用；以及中层气旋性曲率和切变造成的强正涡度作用。当副高北抬，南海热带辐合带（ITCZ）北跳至18-20 °N左右，并与印度季风槽相连接时，我国西南地区受偏东气流控制，绕流和越坡作用消失，很少有西南低涡生成。但是在2014年7月宁波地区，由于前期梅雨静止锋的东移南压，使得副高以及南海热带辐合带不断南压，导致梅雨期结束之后（7月上旬出梅），副高和南海热带辐合带一直停靠在比较偏南位置。西南地区受西南暖湿气流控制，在绕流和越坡作用，诱生西南低涡。低层低涡由西南向东北发展移动至华东地区过程中，在高温度以及充沛水汽等条件下诱发7月中下旬华东地区多日雷暴等强对流天气。

强对流开始发展的06时（世界时，下同），500 hPa副高位于30 °N以南地区呈东北-西南带状，脊线位于25 °N以南地区，其北侧附近向高空伸展到200 hPa（图略）为深厚高空急流区，有很强高空辐散作用；在中高纬地区的长波脊位于新疆及以北地区，其东部在贝加尔湖到我国东北地区为宽广的长波槽区，华东中北部地区处于长波槽底的西风带中，此时宁波处于槽前的西南急流入口区中（图1a黑色虚线）。850 hPa上西南低涡切变线一直延伸到江淮地区（图1b黑色虚线），东北冷涡切变线则向蒙古地区延伸，此时华东地区处在切变线南侧宽广的低空西南急流输送区中。西南急流最大达16 m·s-1。

4物理量诊断

1998年后，气象学者们加强了对长江中游地区低涡的研究（以前在这方面的研究相对较少）。程麟生等[6]对1998年7月长江中游突发性特大暴雨的分析表明：特大暴雨与中尺度低涡的生成和强烈发展直接相关，该低涡具有明显的动力热力结构特征：特强上升运动与饱和气柱相互耦合，超强散度柱和强涡柱耦合发展，湿静力不稳定与湿对称不稳定共存。下面从物理量诊断分析入手，分析影响此次过程切变线系统动力热力结构特征。

图2给出了沿121.5 °E穿过中尺度低涡切变的垂直剖面图，体现出了中尺度低涡切变线的热力学和动力学结构特征。图2a为 垂直剖面图，低涡切变所在的32 °N南部附近，低空热力对比很小，是一个高 舌区，表明低空 平流强，热力引起的强迫抬升运动强。在32～34 °N低层有一个锋区，正好对应低层的低涡切变位置。不管是在低涡切变南面或者北面，从低层到500 hPa高度 随高度减小，高低空有明显热力对比，高空 平流减小，气层稳定度降低，产生的热力强迫作用有利于暴雨的垂直运动，这与钟佳李等[7]分析海南省一次东风波引起的特大暴雨成因得出的结论相似。图2b水汽通量散度图上，32～34°N低涡切变线附近上空水汽辐合伸展到500 hPa，这跟低空急流给系统输送充沛水汽密切相关。图2c垂直速度剖面图上，低涡切变附近上空都是强上升气流区，这是低空急流和高空急流共同作用的结果；同时可以看到以28 °N为界，低涡切变在南北强迫形成两个方向相反的环流圈，导致垂直上升运动进一步加强。在低涡切变附近近地层开始到200 hPa有一条深厚气旋性涡度带，并随高度向北倾斜（图2d）。散度场分布图上低涡切变附近上空也是强辐合中心（图2e）。CAPE值分布图上，强对流发生前浙江省是一个大的CAPE高值区，最大中心达2000 J·kg-1 （图2f）。

5小结

利用常规观测资料，多普勒雷达资料和NCEP/FNL再分析资料对2014年7月16日发生在宁波机场的一次强雷暴天气过程进行了诊断分析，主要结论如下：

（1）影响此次强雷暴的主要天气系统为低涡切变，高空槽的东移及干冷空气入侵，增强了大气层结的不稳定，为强雷雨的发生的储存了不稳定能量。

（2）低涡切变低空热力对比很小，是一个是一个高 舌区。切变南部 随高度减小表明气团性质不稳定，在有利条件触发下给南部浙江省带来强对流天气过程。高、低空急流配置，形成低空辐合，高空辐散，有利增强大气不稳定层结，在有利天气背景下易引发强对流发展。

（3）通过分析可知，各个物理量的变化对强雷雨出现有一定指示意义。水汽通量散度图上，32～34°N低涡切变线附近上空水汽辐合伸展到500 hPa，这跟低空急流给系统输送充沛水汽密切相关。垂直速度剖面图上，低涡切变附近上空都是强上升气流区，这是低空急流和高空急流共同作用的结果。低涡切变附近上空是强辐合中心和强CAPE值大值区。

参考文献：

[1] 吴福浪，汤剑平，刘建勇.2013年宁波地区一次海风锋对雷暴过程影响分析及数值模拟[J].气象科学，2018，38（04）：442-452.

[2] 刘建勇，周冠博，顾思南，等.台风菲特暴雨诊断分析[J].气象科技，2014，42（06）：1047-1056.

[3] 胡晓，孙甦胜，蒋飞燕，等.基于天气分型的镇海地区雷暴特征及预报研究[J].现代农业科技，2016（16）：195-197+199.

[4] 吴福浪，陶俞锋，周琳.2014年宁波一次典型海陆风雷暴过程探析[J].浙江气象，2016，37（03）：43-49.

[5] 张雅斌，黄蕾，毛冬艳，等.关中盛夏强湿雷暴环境条件与云微物理特征[J].高原气象，2018，37（01）：167-184.

[6] 程麟生，冯伍虎.“987”突发大暴雨及中尺度低涡结构的分析和数值模拟[J].大气科学，2001（04）：465-478.

[7] 钟佳李，王炳赟.东风波引起的特大暴雨成因分析[J].气象水文海洋仪器，2012，29（04）：25-28+32.