浮梁雷暴大风雷达回波分类与特征分析

2023-01-17郑志文马中元陈鲍发

气象水文海洋仪器 2022年4期

郑志文，马中元，陈鲍发，吴磊

(1.江西省气象科学研究所，南昌 330046；2.浮梁县气象局，景德镇 333400；3.景德镇市气象局，景德镇 333000)

0 引言

强对流天气中雷暴大风发生的概率较大，重大天气过程中大都可见雷暴大风造成的灾害。雷暴大风主要发生在带状回波带上，但一些超级单体、弱超级单体和强单体回波也会出现雷暴大风天气。因此，研究雷暴大风的回波特征是正确识别和判断是否出现雷暴大风的关键点，对开展预报服务具有重要意义。

国内不少学者对雷暴大风、下击暴流等天气现象进行了大量研究和分析并得到一定研究成果。例如：雷暴大风的主要雷达回波特征有“弓”形回波、阵风锋和径向速度大值区，出现其中1个或多个特征均可发布雷暴大风预警；在中低层相对干的环境下多个对流单体的冷下沉形成冷池，强风由对流单体下沉辐散气流叠加在冷池密度流上造成；反射率因子核心的逐渐降低并伴随云底以上的速度辐合的多普勒雷达回波特征，可以用来提前数分钟预警下击暴流的发生[1-4]。江西省也有很多学者从事雷暴大风的研究，提出江西8种强对流天气形势与云型特征、江西3类致灾大风天气活动特征、在飑线前暖区中对流风暴回波特征和江西副高边缘雷暴大风回波特征等[5-10]。尤其是在江西副热带高压边缘的天气形势背景下，江西易发雷暴大风等强天气[11-14]。为了更好地监测预警雷暴大风天气的出现和移动，在江西局地冰雹回波中总结出冰雹回波的分析识别4要素[15]；并在雷达拼图CR产品上叠加了风暴跟踪信息STI，用来外推雷暴大风的移动[16]。这些研究成果为浮梁县雷暴大风的研究和预警预报提供了理论基础，为开展预报服务提供了分析依据。

文章对浮梁县12次雷暴大风过程的雷达回波特征进行分析，试图总结出浮梁县雷暴大风回波分类与特征，为临近预报提供分析依据。

1 资料来源

雷暴大风数据来源于江西省浮梁县国家气象站和江西省气象数据检索平台；雷达拼图资料来源于江西WebGIS雷达拼图平台。

2 雷暴大风统计和回波系统分类

2012—2021年，浮梁县共出现≥17.2 m/s雷暴大风天气12次，最大风速达25.9 m/s(2018-03-04T16：50)。期间，有2次冷空气大风被剔除。雷暴大风多数发生在午后，这与江西午后受太阳辐射影响地面温度升高而产生对流性天气有关。从月份看，浮梁雷暴大风均出现在3—8月，其中4月份3次、5月份3次，是出现雷暴大风最为频繁的月份；从风向看，多为西风、南风、西北风，风力以8级为主，只有2018-03-04的西南大风达10级。

从雷达拼图回波形态上分析，雷暴大风基本都是带状回波所致。带状又分为长带(较长)和短带(较短)两种，其中东北—西南走向的带状4次，短带4次，南北走向的带状3次，西北—东南走向的带状1次。

3 雷暴大风典型回波特征

在雷达拼图上，浮梁雷暴大风主要有4种回波形态：1)东北—西南走向回波带；2)短带(单体)回波；3)南北走向回波带；4)其他形态回波带。

3.1 东北—西南走向回波带

图1为造成浮梁雷暴大风的东北—西南走向回波带。2017-06-10T18：50(图1a)，从安徽祁门经浮梁中北部有1个东北—西南走向强回波带，强回波带边缘整齐，周边多为晴空区，仅东部浙江等地有对流回波发展，带上回波以45～60 dBZ为主，55～60 dBZ强回波均匀分布于强回波带中。浮梁县城位于强回波带的前端。

2018-05-06T15：50(图1b)，东北—西南走向回波带经过浮梁中北部，但回波带较图1(a)更长，约200～300 km，达到中α尺度的标准，强回波带后部有较大范围的层状云降水回波相伴随，强回波带由45 dBZ及以上回波构成，最强55～60 dBZ，后部的层状云降水回波强度为20～40 dBZ。浮梁县城位于强回波带中部的前端。

2018-07-05T23：00(图1c)，整个江西北部被大范围絮状回波覆盖，其中有45 dBZ以上的强回波单体排列成东北—西南向带状，浮梁县城位于强回波带前方的强回波单体中，强度达55～60 dBZ。

2019-03-20T19：20(图1d)，浮梁南部至安徽东南部有多个对流发展，形成东北—西南走向带状，其中位于浮梁东南部的回波排列紧密，带状结构清晰，回波带西南端的强回波中心在景德镇市区，达60～65 dBZ，浮梁县城位于强回波中心的北部边缘。

由此可见，东北—西南走向雷达回波带造成的浮梁大风，强度最强，多在55～60 dBZ，但也有达60 dBZ以上，大风多出现于强回波带移动前方的边缘。

3.2 短带(单体)回波

图2为影响浮梁雷暴大风的短带(单体)回波。2017-08-13T17：30(图2a)，江西北部上空有多个强对流单体回波发展，有的连接在一起形成强回波短带，强回波中心强度达55～60 dBZ。在浮梁西部有短带回波形成，浮梁县城位于短带回波的东南部边缘。

2017-08-17T14：50(图2b)，浮梁大部分为东北—西南向的短带回波覆盖，短带强回波中心以55～60 dBZ为主，有少数60 dBZ以上的回波点，浮梁县位于强回波短带中部前沿。

2019-04-09T14：27(图2c)，在浮梁中部有1个强回波单体，单体呈椭圆形分布，中心回波强度达60～65 dBZ，在回波的东部有前伸回波形成，表明回波已达到弱超级单体的强度。此时浮梁县城位于回波单体的南部，距回波主体约20～30 km处。

2021-05-15T19：42(图2d)，浮梁上空有多个回波单体发展，以南部靠景德镇市区的发展最为旺盛，中心强度达60～65 dBZ，并伴有65 dBZ以上的回波核，表明有小冰雹的存在，此时浮梁县城位于该强回波的北部边缘。

由此可见，大风可由强回波短带(单体)造成，强回波中心强度有时可达60 dBZ以上，浮梁县位于强回波短带移动方向的前沿或强回波边缘，有时与强回波短带或单体有一定距离，表明雷暴大风有时是由雷暴单体下沉气流向前方扩散造成。

3.3 南北走向回波带

图3是影响浮梁雷暴大风的南北走向雷达回波带，也是经典的飑线回波。2016-04-03T10：12(图3a)，南北走向的飑线回波带从浮梁西北部伸向景德镇市西南方，回波带呈“弓”形分布，带上强回波强度达55～60 dBZ，浮梁县城位于回波带上“弓”形顶点的前方。2018-03-04下午出现了江西省近年来最强的一次飑线回波造成的大范围大风天气过程，大部出现10级以上大风，局部达12级以上。16：40(图3b)，南北走向的强回波带移入浮梁，回波带呈“弓”形分布，较图3(a)更为粗壮，回波带上强回波中心强度达55～60 dBZ，浮梁县城位于回波带的强回波前沿。

图3 影响浮梁雷暴大风的南北走向雷达回波带(a)2016-04-03T10：12；(b)2018-03-04T16：40

由此可见，南北走向回波带是典型的飑线形态，呈“弓”形分布，“弓”形回波中心强度达55～60 dBZ，浮梁县城位于“弓”形强回波顶点的前方。

3.4 其他形态回波带

图4是影响浮梁雷暴大风的其他回波形态，2017-04-08T17：30(图4a)，强回波团由南向北迅速移动，回波前端由多个强对流单体构成，强对流单体最强回波中心达60～65 dBZ，回波前端边界清晰，梯度大。浮梁县位于强回波团的前方10～20 km处。2021-05-10T19：10(图4b)，景德镇及其附近有大范围的絮状回波，中间有多个强回波单体，整体回波迅速向北移动，景德镇市区附近强回波单体结合，中心强度达55～60 dBZ，浮梁县城位于强回波前方5～10 km处。