2022年7月22日福建一次雷暴天气过程成因分析

杨忠英 温桂芳 崔汗青 祝玉如

摘 要：利用自动站观测资料、NCEP再分析资料等相关资料，对2022年7月22日福建一次雷暴天气过程成因进行分析。结果表明：此次雷暴天气主要集中在闽中、闽东一带。在雷暴天气发生过程中，福建省上空主要受副高压脊影响，闽中一带受反气旋式环流影响，产生了一个闭合小高压；受垂直北风气流的影响，高压内逐渐产生了一个很显著的温度脊，在脊前东南气流的作用下，西太平洋暖湿空气持续朝着福建省福州东北一带传输，然后其同脊后西南气流共同产生显著切变，促使冷、暖气流积聚，为此次雷暴天气的发生提供了有利条件。此次天气期间，700 hPa水汽在闽中以及闽东北部雷雨落区，相对湿度为95%；850 hPa形势场，水汽条件较稳定，福建整体相对湿度都处于60%～80%之间。偏东气流将西太平洋的水汽持续向闽中南一带输送，之后在垂直南风气流的作用下，来自南海的水汽不断向福建降水落区输送，偏东气流和南风气流的积聚在闽中一带产生辐合作用，为此次雷暴天气的形成以及发展给予了较好的条件。此次天气期间，闽中、闽东一带均属于K指数较大，闽东一带对流有效位能CAPE值较大，具备强对流天气发生的大气不稳定能量条件。

关键词：福建；雷暴天气；环流形势；物理量

中图分类号：P458 文献标志码：B文章编号：2095–3305（2024）02–0-03

雷暴是常见的强对流天气类型[1]。雷暴天气发生时，经常会出现闪电、大风、强降水等现象、导致房屋受到冲击，庄稼树木受到损毁，电信交通瘫痪，严重情况下还会出现人员伤亡事故等。短时间内造成特别强大的破坏性，且对广大群众的生命财产安全构成十分严重的威胁[2-3]。因此，加强对局部地区雷暴大风天气过程的分析和预报十分有必要。

近年来，国内外许多气象学家对各个地区雷暴、大风等强对流天气开展了研究，加强大众对流天气形成机制的认识。Johns[4]在美国强对流天气预报工作采取了图形识别以及参数估计等方法，其分析效果比较显著，并且这些方式越来越成熟，在强对流天气预报中应用越来越多。王燕娜等[5]对2017年7月上旬出现在北京的一次强对流天气开展分析，发现本次天气发生前，当地主要受低涡底冷空气的作用，低层分布着西南急流以及切变线，地面形势场有气旋存在，为本次对流天气的形成给予了有利的环流背景条件；郑媛媛等[6]主要探究了各类环流形势条件下强对流天气的预报预警指标，认为强对流天气的发展与大尺度环流背景场之间具有紧密联系。朱雯娜等[7]对2014年8月下旬乌鲁木齐机场一次雷暴天气进行分析，得出此次雷暴天气具备良好的动力以及热力条件；中尺度天气分析方法能够对中小尺度强天气落区进行预测。万夫敬等[8]对2017 年8月上旬山东地区发生的一次罕见雷暴大风天气成因进行分析，发现受空西北气流的影响而出现了较大的变化特征，不同系统下的西南气流所造成的强对流天气特点也是不同的。梁俊平等[9]主要探析了基于西南气流作用下的强对流天气范例，从副热带高压、低槽以及西南涡三类西南气流作用下的强对流天气着手探析强对流天气的演变趋势以及发生规律，通过研究得出各环境下的西南气流产生的天气类型也存在一定的差异。马中元等[10]通过对江西强对流天气的影响系统开展分析，发现850 hPa切变线、静止锋、冷锋、850 hPa能量锋、中尺度地形辐合线、中尺度对流云团、冷出流边界、局地锋区、雷暴冷堆是江西对流风暴的主要触发系统以及形成机制。杨杰尧等[11]也探究了不同地区雷暴、大风等强对流天气的成因。

福建省地处中国东南部、东海之滨，境内地貌以山地、丘陵为主，地势整体上西北高东南低，横断面略呈马鞍形。福建靠近北回归线，属亚热带气候。受地形、气候等因素的影响，福建境内气候复杂，春、夏季时常出现雷暴天气，给当地常常造成严重的经济损失。对2022年7月22日福建一次雷暴天气过程个例进行分析，以掌握雷暴天气过程成因，有利于提升福建雷暴天气预报准确率。

1 天气实况

2022年7月22日，福建出现了一次雷暴天气过程。此次雷暴天气降水落区集中在福建闽中、闽北一带，主要涉及福州、永泰、宁德、武夷山等地区。本次雷暴天气过程中正地闪活动最频繁的区域处于德化、永安、平和、永泰、南靖、尤溪等地，正地闪最强值出现在南平市延平区，强度为167.5 kA，最小强为5.3 kA，出现于泉州市德化县；负地闪集中区大体上与正地闪出现落区保持一致，但是负地闪最强值与正地闪相比较而言，位置偏东，最强值发生于三明市尤溪县，为139.2 kA。

2 环流形势分析

在本次福建省雷暴天气过程发生之前，2022年7

月21日20：00，200 hPa高空急流处在北纬34°N附近，

在东亚中高纬区域500 hPa形势场上，大气环流形势属于“2槽1脊”型，西太平洋副热带高压脊线处在25°N一带。西西伯利亚500 hPa低涡引导亚欧大陆中高纬冷空气持续南下，中高纬冷平流推进贝加尔湖低槽不断发展且逐渐南压，贝加尔湖低槽以及高原低槽合并增强，且由西朝东发展对我国西南、华南大部分地区造成影响。随着时间的推移，200 hPa南亚高压脊线处在27°N左右，我国南方大部分地区处在南亚高压东部脊线上、200 hPa高空急流入口区右侧，存在反气旋性切变，高空具备强烈的辐散抽吸能力，推动了雷暴、大风等强对流天气的形成。

通过对福建省2022年7月22日16：00、22：00、7月23日04：00高空环流形勢场进行分析可知（图1），2022年7月22日16：00至23日04：00福建省上空主要受副高压脊影响，7月22日16：00闽中一带分布着一个高压脊，主要走向为东南至西北向，该高压脊经过南平、福州一带，福建三明市尤溪、福州市闽清县、福州市永泰县等福建中部一带均受反气旋式环流影响，并且产生了一个闭合小高压，此时温度平流强度并不强，且未产生显著的冷暖温差。

然而，受垂直北风气流的影响，在闭合高压区域内逐渐产生了一个很显著的温度脊，等高线和等温线保持垂直状态；7月22日22：00脊前东南气流增强，促使等高线逐渐朝北边区域延伸，强被压的作用下使得闽东南一带产生了显著的冷中心，同时沿海线区域的等温线十分密集，此时存在强的温度梯度，闽中北一带仍旧受弱的西南气流以及平直西风的作用，在闽东一带产生了一个暖中心。北部区域脊后弱西风气流比较稳定，而在脊前东南气流的作用下，西太平洋暖湿空气持续朝着福建省福州东北一带传输，然后其同脊后西南气流共同产生显著切变，促使冷、暖气流积聚，为此次雷暴天气的发生提供了有利的条件；7月23日04：00高压系统大体上不断朝东边发展，脊前很强的东南气流变成平直的东风气流，等高线的闭合小高脊慢慢消失，开始受弱低温系统影响，本次强对流天气趋于结束。

3 物理量场诊断分析

3.1 水汽条件分析

雷暴天气的发生需要一定的水汽条件。2022年7月22日16：00，700 hPa水汽在闽中以及闽东北部雷雨落区，7月22：0022：00水汽处于闽中一带，相对湿度为95%，闽东北水汽受西风气流影响逐渐消散。7月23日04：00相对湿度不断下降，降低到不超过30%。850 hPa形势场，水汽条件较稳定，福建整体相对湿度都处于60%至80%之间。由图1可知，850 hPa、700 hPa低空水汽来自副高海洋气团。在雷暴天气发生前期，偏东气流将西太平洋的水汽持续向闽中南一带输送，之后在垂直南风气流的作用下，来自南海的水汽不断向福建降水落区输送，偏东气流和南风气流的积聚在闽中一带产生辐合作用，为此次雷暴天气的形成以及发展给予了较好的条件。850 hPa处附近存在显著的冷平流，700 hPa以上在闽中形成一个显著的暖平流，“下层暖湿，上层高冷”的结构有利于雷雨天气的发生[13]。

3.2 不稳定能量条件

2022年7月22日16：00至22：00，闽中、闽东一带均属于K指数大值区，最大K指数达36 ℃，之后K指数越来越弱，到了7月23日04：00，K指数大值区逐渐朝东边移离福建。通过上述了解到，闽中、闽东一带具备雷暴天气发生的潜势，大气不稳定层较强[14]。此外，在此次天气发生期间，闽东一带对流有效位能CAPE值较大，最大对流有效位达5 000 J/kg，为强对流天气的发生提供了有利的不稳定能量条件。

3.3 动力条件分析

在此次福建省雷暴天气发生过程中，2022年7月22日08：00—23日04：00，福建省中东部一带具备显著的暖平流特征，低空风向随高度产生顺时针旋转，暖平流带来的上升运动促进了雷暴天气的形成和发展。在7月22日14：00前，700 hPa存在偏南急流，各层无显著的上升运动。随着时间的不断推移，850 hPa低空风速越来越强，逐渐产生急流，垂直风切变较大，7月22日夜间整个对流层上升运动均很强。7月22日20：00—23日04：00，福建中东部一带均存在明显的上升运动，为本次雷暴天气的产生提供了有利的动力条件。

4 结论

（1）此次雷暴天气主要集中在闽中、闽东一带。在雷暴天气发生过程中，福建省上空主要受副高压脊影响，闽中一带受反气旋式环流影响，产生了一个闭合小高压；受垂直北风气流的影响，高压内逐渐产生了一个很显著的温度脊，在脊前东南气流的作用下，西太平洋暖湿空气持续朝着福建省福州东北一带传输，然后其同脊后西南气流共同产生显著切变，促使冷、暖气流积聚，为此次雷暴天气的发生提供了有利条件[15]。

（2）此次天气期间，700 hPa水汽在闽中以及闽东北部雷雨落区，相对湿度为95%；850 hPa形势场，水汽条件较稳定，福建整体相对湿度都处于60%～80%之间。偏东气流将西太平洋的水汽持续向闽中南一带输送，之后在垂直南风气流的作用下，来自南海的水汽不断向福建降水落区输送，偏东气流和南风气流的积聚在闽中一带产生辐合作用，为此次雷暴天气的形成以及发展给予了较好的条件。

（3）此次天气期间，闽中、闽东一带均属于K指数较大，闽东一带对流有效位能CAPE值较大，上升运动强盛，具备强对流天气发生的大气不稳定能量条件和动力条件。

参考文献

[1] 严仕尧，李昀英，齐琳琳，等.华北产生雷暴大风的动力热力综合指标分析及应用[J].暴雨灾害，2013，32（1）：17-23

[2] 朱学超.广东省雷暴特征及其与西太平洋暖池相关性分析[D].湛江：广东海洋大学， 2015

[3] 彭鹏.2020年7月5日满洲里市一次强对流天气过程分析[J].农业灾害研究，2022，12（3）：51-53.

[4] Johns R H ， Doswell C A I . Severe Local Storms Forecasting[J]. Weather and Forecasting， 1992， 7（4）：588-612.

[5] 王燕娜，张杰，隋婧怡，等.2017年7月延庆地区一次强对流天气成因分析[J].气候变化研究快报，2020：9（1），40-52.

[6] 郑媛媛，姚晨，郝莹，等.不同类型大尺度环流背景下强对流天气的短时临近预报预警研究[J].气象，2011，37（7）：795-801.

[7] 朱雯娜，王清平，孫少明.乌鲁木齐机场一次连续性雷暴天气分析与气象服务保障[J].自然科学，2017（5）：424-429.

[8] 万夫敬，江敦双，赵传湖.2017年8月6日山东罕见雷暴大风成因分析[J].海洋气象学报，2018，38（2）：60-66．

[9] 梁俊平，张一平.2013年8月河南三次西南气流型强对流天气分析[J].气象，2015，41（11）：1328-1340.

[10] 马中元，张瑛，叶小峰，等.江西对流风暴触发系统与形成机制的探讨[J].自然灾害学报，2010，19（3）：19-26．

[11] 杨杰尧.2014年南京市一次强雷暴天气过程分析[J].气候变化研究快报，2020，9（5）：570-575.

[12] 沈杭锋，张红蕾，高天赤，等.浙江盛夏一次强对流天气的特征及其成因分析[J].气象，2016，42（9）：1105-1113.

[13] 庞波，阴蜀城，朱彪，等.福建省2次强雷暴天气的环境参数成因分析[J].农业灾害研究，2023，13（8）：175-177.

[14] 陈涛，张芳华，宗志平.一次南方春季强对流过程中影响对流发展的环境场特征分析[J].高原气象，2012，31（4）： 1019-1031.

[15] 冯晋勤，俞小鼎，蔡菁，等.福建春季西南急流暖湿强迫背景下的强对流天气流型配置及环境条件分析[J].气象， 2017，43（11）：1354-1363.