2019年4月11-12日百色市强对流天气过程分析

2019年 4月 11-12日百色市强对流天气过程分析

邓汝伊 1 李宏景 2卢小丹 1 *

1.百色市气象局，广西 百色 533000； 2.田林县气象局，广西 田林 533300

摘要：使用观测资料、卫星和雷达产品等对2019年4月11-12日百色市强对流天气过程进行分析，结论表明：500hPa高空槽激发中低层中小尺度系统，850hPa西南急流使近地层增温增湿，地面冷锋触发强对流天气。过程前期为风暴单体影响，过程后期地面冷锋触发飑线，飑线后方出现速度模糊可指示大风的发生。

关键字：高空槽，探空修正，风暴单体，飑线，速度模糊

1 过程概况

2019年4月11日下午至12日凌晨，百色市出现大范围冰雹、雷雨大风及局地暴雨等强对流天气，共计10个县（区）33个乡镇出现冰雹，最大冰雹直径为55mm出现在田林县那比乡。全市5个县（区）出现8级以上大风，最大风力为右江区汪甸乡28.4 m·s^-1（10级）。据4月11日08时～12日08时雨量统计，全市出现暴雨18站，大雨127站，最大雨量为84.2毫米，最大小时雨强为57.6毫米。本次强对流天气发生范围广，影响程度大，有明显的中尺度对流天气特征，具有突发性和强致灾性，发生时百色市正值芒果花期，全市约11200亩芒果树遭受袭击，本市农业经济受到很大损害。

2 天气形势、环境条件分析

2.1 天气形势分析

本次强对流天气受高空槽、低空切变线和急流、地面冷空气共同影响产生，属于前汛期广西强对流天气的经典配置^【1】。强对流天气发生在500hPa高原东侧高空槽前、850hPa低空急流北侧、850-925hPa切变线南侧和地面冷锋锋区重叠地区（图1）。

图1 4月11日08时500hPa、850hPa和地面形势中分析图（棕色实线为500hPa槽线，

红色实线为850hPa切变线，箭头为850hPa急流，点划线为地面辐合线）

2.2 环境条件分析

4月10日20时，500hPa中高纬为西北气流控制，东北低槽东移，引导地面冷空气从东路南下。云贵高原东侧有一短槽，温度槽落后于高度槽，此槽将得以加深发展，槽前正涡度平流得以有效促进低层系统发展。副热带高压呈东西带状与印度高压环流打通，北脊线稳定位于20-23°N，高空槽东移受阻，移动缓慢（图2），是本过程动力抬升条件的主要维持者。850hPa切变线位于江南北部，南侧为12-14 m·s^-1的西南风急流，温度场24℃暖中心位于越南北部，暖舌朝广西延伸，暖湿水汽和不稳定能量朝广西输送。T850-T500温差达25-29℃，广西上空大气对流不稳定条件良好。925hPa切变线位于粤北至桂东北一带，桂西北近地层T-Td仅为6℃。地面冷高压中心位于江淮流域，滇黔桂三省交界为热低压控制，高低压中心间等压线密集，锋区呈西北东南向位于黔中至桂东北一带，锋区两侧温差≥10℃。

11日，500hPa高空槽移近广西，冷平流经过桂西北，百色站出现-3.2℃降温，T850-T500温差由29℃升至31℃，不稳定条件进一步增强。经过12小时连续有效输送水汽，桂西北850-925hPaT-Td降至1-4℃，近地层空气饱和程度得到明显改善。对比10日20时和11日08时探空图，大气层结维持上干下湿的状态，0-6km垂直风切变维持20 m·s^-1，低层存在利于出现雹暴的逆温层，低层风向由西南-东南风转为偏西-东风，辐合程度的加强导致湿层增厚。抬升凝结高度由901hPa降至948hPa，0℃和-20℃层高度分别由4916米、7852米下降为4513米、7708米，更利于大冰雹生长发展。使用14时地面温度30℃作为抬升点对08时探空曲线进行修正，CAPE值明显增大（图3A），为午后热对流的发生提供充足的不稳定能量，环境条件对强对流天气发展更为有利。地面锋线位于云贵高原东侧至桂西一带，强对流即由锋线附近触发（图3B）。11日20时，500hPa高空槽位于桂西，维持充分的抬升动力条件。地面锋区到达滇桂交界，由高空干冷平流叠加于低层暖湿平流上维持不稳定条件，由地面锋区的持续南推再次触发强对流天气。

图2 4月10日20时-11日20时500hPa高空形势演变图

A B

图3 （A）4月11日08时百色站探空图（绿色网格阴影部分为修正后CAPE增大面积）

（B）4月11日14时地面气压场叠加红外云图（红点为百色站）

3 中尺度特征分析

由雷达资料分析得出：过程前期（11日13-19时）由滇东触发强风暴单体，15-18时多个单体重复经过右江河谷出现列车效应；过程后期（11日20时-12日凌晨01时）由桂西北触发多对流单体，组织化形成飑线南移扫过百色市，集中出现了大范围短时强降水和局地大风天气（表1）。强对流天气的维持机制与11日水汽条件的优化、不稳定条件的增强和辐合线附近抬升强度的加强完全吻合。

表1 11日15时-12日01时自动站前1小时短时强降水、大风统计表

3.1 强风暴单体影响阶段

强对流天气从11日午后触发，风暴单体（编号D1）快速生成东北移，前沿反射率因子梯度大，下风方为朝东辐散的较弱反射率因子，显示低层环境气流的强劲。14:21回波核心≥65dBz，连续出现3个体扫的三体散射（图4A），是大冰雹的常用预警指标^【2】。低层V型缺口显示入流强、气流上升强。≥50dBz的强回波区发展超过8km，超过0℃和-20℃高度（图4B），对强降雹的潜势贡献很大。中层径向速度辐合说明存在中小尺度的气流辐合（图4C）。垂直积分液态水含量VIL猛增，VIL密度达4.375g·m^-3，产生大冰雹的可能性极大^【3】（图4D）。

图4 （A）14:27反射率因子（19号产品，3.4°仰角）（B）14:27反射率因子剖面

（C）14:27径向速度剖面（D）D1单体13:57-17:51风暴趋势图

13:33风暴单体（编号H1）从西林县生成发展，14:51起回波核心≥65dBz，15:02出现旁瓣、三体散射等强冰雹特征（图5A），15:08中层出现宽广的有界弱回波区、悬垂回波，强回波区伸展超过8km并维持（图5B），约20分钟后田林县那比乡出现55mm直径大冰雹。该单体短暂减弱后迅速重新加强，15:56起陆续出现旁瓣、三体散射、67dBz核心、中层悬垂回波（图5C）、回波核心下降接地（图5D）、中层径向辐合等指示大冰雹、大风的显著特征， 16:55因移近雷达站受雷达仰角限制使上述特征消失，17:08在右江区录得23.1 m·s^-1的大风记录。

C D

图5 （A）15:02反射率因子（19号产品，2.4°仰角）（B）15:08反射率因子剖面

（C）15:56反射率因子剖面（D）16:32反射率因子剖面

15:08于田阳县生成的风暴单体（编号S1）与从滇东移进百色境内减弱又重复加强的D1单体共同沿右江河谷东南移，维持中心强度65dBz以上，17:43在平果县北部减弱移出百色市。

3.2 飑线影响阶段

11日17时起，地面锋区朝桂西北推移，多个风暴单体由贵州南部南下，与田林县生成的对流单体合并，迅速组织化形成飑线（图6A），回波核心≥67dBz，VIL达45-55kg·m^-2，强回波区伸展高度达10km。速度图上出现风的明显辐合，大片入流负速度显示飑线后方强劲后侧入流。21:47负速度区出现速度模糊（图6B），21:48录得本过程最大风速28.4m·s^-1（10级），出现在辐合区前沿的右江区汪甸村。21:47-21:59回波核心出现突升、突降（图6C），21:59反射率剖面图可看出飑线上风暴单体已出现穹隆结构（图6D）。飑线后侧负速度大值区的速度模糊现象持续至22:34，期间另有3站录得8级以上大风。

A B

C D

A B

图6 （A）21:35组合反射率因子（B）21:47径向速度（26号产品，2.4°仰角，圆圈为速度模糊）（C）21:17-22:11风暴趋势（D）21:59反射率剖面图

4 小结

（1）强对流天气发生在高空槽、低空切变线、急流和地面冷空气的配置下，高空槽持续提供动力抬升条件，低空切变线和急流提供充分水汽条件和辐合上升运动，由地面冷锋触发强对流使其沿锋区发展，对预报工作有很大指示意义。

（2）强对流天气出现在高空槽前、低空切变线南侧、急流北侧和地面锋区构成的大气强烈对流不稳定区域内，探空图显示有上干下湿的大气层结和较强的垂直风切变，高低层温差高达31℃，同时具备大CAPE值。

（3）雷达分析表明午后对流强风暴单体具备了三体散射、中层悬垂回波、中层径向辐合、回波质心突降接地、高垂直积分液态含水量等利于大冰雹、雷暴大风、短时强降水发生的回波特征；飑线具备了强后侧入流、风速风向辐合、回波质心突升突降等特征，飑线后侧入流区出现速度模糊是一个很好的预警指标，预报员可提前发布相关预警。

参考文献：

1.郭媚媚，赖天文，罗炽坤等， 2011年4月17日广东强冰雹天气过程的成因及特征分析[J]，热带气象学报，2012，28（3）：425-432.

2.农孟松，翟丽萍，屈梅芳等，广西一次飑线大风天气的成因和预警分析[J]，气象，2014，40（12）：1491-1499.

3.俞小鼎，姚秀萍，熊廷南等，多普勒天气雷达原理与业务指南[M]，气象出版社，北京，2006，150-151.

作者简介：邓汝伊（1985.10）女，壮族，广西靖西人，本科学历，副高级工程师，从事研究方向或职业：天气预报。

通讯作者：卢小丹（1984.01）女，壮族，广西南宁人，副研级高级工程师， 
主要从事中、短期天气预报.