云系圖在強(qiáng)雷暴預(yù)報(bào)中的應(yīng)用探討

薛楊 金慶忠 張艷艷 高鵬

摘 要 雷暴是一種夏季常見的強(qiáng)對流性天氣，雷暴的出現(xiàn)會帶來大風(fēng)、短時強(qiáng)降水、冰雹等災(zāi)害性天氣?；诮K地區(qū)一次典型的強(qiáng)雷暴天氣過程，分析該天氣背景下兩類云系圖的特征，探討云系圖在強(qiáng)雷暴預(yù)報(bào)中的應(yīng)用，旨在為強(qiáng)雷暴預(yù)報(bào)提供有力的理論、實(shí)踐依據(jù)。

關(guān)鍵詞 強(qiáng)雷暴;云系圖;預(yù)報(bào)

中圖分類號：P458.1+21.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2019.26.076

雷暴具有明顯的瞬時性、季節(jié)性和局地性，且致災(zāi)性強(qiáng)，發(fā)生雷暴時伴隨的閃電、雹塊和強(qiáng)風(fēng)、暴洪是雷暴危害的主要來源[1]。強(qiáng)雷暴作為一種嚴(yán)重的氣象災(zāi)害，往往會對國民經(jīng)濟(jì)和人們的生命財(cái)產(chǎn)安全造成巨大的損失。因此，如何進(jìn)行及時、有效的強(qiáng)雷暴天氣預(yù)報(bào)已成為氣象部門的一項(xiàng)重要工作。隨著雷暴所受重視程度的提高，國內(nèi)外氣象工作者對雷暴做出了許多不同的研究[2-4]。研究表明，雷暴天氣的預(yù)報(bào)和分析要借助常規(guī)天氣圖，在天氣圖上找出有利于雷暴發(fā)生的大尺度環(huán)流形式，綜合大氣不穩(wěn)定參數(shù)指標(biāo)，再結(jié)合風(fēng)云衛(wèi)星云圖資料，多普勒雷達(dá)回波圖等資料才能更準(zhǔn)確地預(yù)報(bào)雷暴最有可能出現(xiàn)的時間和位置，從而起到防災(zāi)減災(zāi)的目的。

通過重點(diǎn)分析云系圖在強(qiáng)雷暴天氣過程中的特征，將理論與實(shí)踐相結(jié)合，選取江蘇地區(qū)一次典型強(qiáng)對流天氣過程，研究云系圖在雷暴發(fā)生、發(fā)展過程中的預(yù)報(bào)價(jià)值。

1 江蘇地區(qū)雷暴發(fā)生發(fā)展的天氣概況

1.1 天氣概況

江蘇省處于亞熱帶和暖溫帶的過渡地帶，夏季易受副高影響，氣候復(fù)雜多變，雨熱同期，強(qiáng)對流天氣活動頻繁。

2013年6月17—18日，江蘇省出現(xiàn)了一次強(qiáng)雷暴天氣，伴有雷鳴、陣雨和大風(fēng)，局部地區(qū)雨量大。6月17日20：00—18日20：00，江蘇省長江以北地區(qū)降水量為0～

10 mm，其中淮河下游地區(qū)的降水量達(dá)到10～25 mm，部分地區(qū)甚至達(dá)到25～50 mm。18日2：00—8：00，江蘇地區(qū)的降水主要集中在鹽城市。江蘇西部和淮河流域地區(qū)閃電主要出現(xiàn)在18日12：00—16：00，江淮地區(qū)主要出在18日20：00—24：00。

1.2 資料來源

通過中央氣象臺、衛(wèi)星氣象中心、江蘇省氣象信息共享平臺收集風(fēng)云1號，風(fēng)云2號氣象衛(wèi)星6月17—18日的可見光云圖，紅外云圖等資料（實(shí)際的云圖取自FY-2號氣象云圖和韓國衛(wèi)星云圖）。通過對云圖的分析和數(shù)據(jù)資料的整理，對2013年6月17—18日發(fā)生在江蘇中北部地區(qū)的一次典型的強(qiáng)雷暴過程進(jìn)行分析。

2 強(qiáng)雷暴天氣的云系分析

2.1 紅外云圖過程分析

南方強(qiáng)雷暴天氣活動頻繁時間從每年的2月下旬底到3月初，觸發(fā)機(jī)制復(fù)雜。由衛(wèi)星云圖可以看出此次影響江蘇中北部地區(qū)的強(qiáng)對雷暴天氣是由東北冷窩和副高共同作用影響而成的。

通過觀察衛(wèi)星云圖，此次強(qiáng)雷暴云團(tuán)位于日本地區(qū)上空的逗點(diǎn)云系尾部的靜止鋒前，而且此雷暴云團(tuán)表現(xiàn)的4個階段（形成階段、發(fā)展階段、成熟階段、消亡階段）均是在靜止鋒前。

1）形成階段（如圖1a所示）。在江蘇東北部地區(qū)，該地區(qū)地面過熱導(dǎo)致在上空出現(xiàn)雷暴單體，與此同時隨著冷空氣卷入雷暴內(nèi)，在中層引起強(qiáng)烈的下沉氣流，導(dǎo)致中高壓在底層形成，同時靠近地面的冷空氣從中高壓處向外散出，此時強(qiáng)雷暴的雛形已經(jīng)形成。

2）發(fā)展階段（如圖1b所示）。在此階段雷暴云團(tuán)發(fā)展非常迅速，流入層在對流層開始出現(xiàn);在對應(yīng)地面形成了較大的中高壓冷氣流外流邊界線，這是由于雷暴單體產(chǎn)生外流氣流匯合而成;同時低空有強(qiáng)烈的不穩(wěn)定空氣連續(xù)流入，與外流邊界線相互作用引起底層輻合，并產(chǎn)生較強(qiáng)的對流單體，使系統(tǒng)發(fā)展的速度加快。

3）成熟階段（如圖1c所示）。衛(wèi)星云圖上出現(xiàn)明顯的雷暴云團(tuán)。底層流入的氣流產(chǎn)生不穩(wěn)定潮濕區(qū)，其內(nèi)持續(xù)不斷有強(qiáng)對流單體出現(xiàn)，這十分有利于降水。同時從地面看是形式為進(jìn)一步輻合，在中低壓的上方出現(xiàn)中高壓。此時雷暴云圖邊界十分光滑，基本呈現(xiàn)橢圓型。與之相對應(yīng)的地面，雷暴天氣已經(jīng)開始出現(xiàn)，且局部地區(qū)出現(xiàn)強(qiáng)降雨和大風(fēng)。

4）消亡階段。為系統(tǒng)提供的水汽被中斷，強(qiáng)對流單體被迫停止發(fā)展，導(dǎo)致中尺度系統(tǒng)結(jié)構(gòu)逐漸消失;在衛(wèi)星云圖上，原本圓形的云區(qū)變得雜亂無章;同時冷空氣在地面堆積逐漸增強(qiáng)，為系統(tǒng)輸送水汽的上升區(qū)與地面輻合區(qū)相分離，系統(tǒng)向東移入到氣流場變化較小和底層水汽輻合減小的更穩(wěn)定的大尺度環(huán)境場。最后雷暴云團(tuán)逐漸消失。

2.2 水汽云圖分析

2013年6月17日9：00水汽圖如圖2所示，華北地區(qū)有一條東西走向的水汽帶A-B，從河套地區(qū)到渤海灣，水汽帶的寬度約為5個緯度;水汽帶中游對流單體a、b、c;另外從華南廣東地區(qū)有一條水汽帶E-F呈現(xiàn)東南西北走向，且向北伸大片長江流域及其北段達(dá)江蘇北部地區(qū)。

可以看出，在兩條水汽帶匯合處有一白亮雷暴云團(tuán)形成，這云團(tuán)處于東北低壓的南界。這兩條水汽帶與

850 hPa水汽通量圖兩條水汽通量圖幾乎完全重合，這進(jìn)一步說明江蘇地區(qū)上空有充足水汽，為雷暴的發(fā)生提供了充足的水汽條件。由此可以看出云團(tuán)在此有迅速的發(fā)展。

3 結(jié)論

通過對紅外云圖的分析，能夠清楚地界定強(qiáng)雷暴形成、發(fā)展、成熟到消亡的4個發(fā)展階段。其中發(fā)展階段雷暴云團(tuán)發(fā)展最為迅速，這是由于雷暴單體產(chǎn)生的外流氣流匯合導(dǎo)致，同時低空有強(qiáng)烈不穩(wěn)定空氣連續(xù)流入，與外流邊界線相互作用，引起了底層輻合，從而產(chǎn)生較強(qiáng)的對流單體，致使系統(tǒng)發(fā)展速度變快。成熟階段最有利于強(qiáng)降水的產(chǎn)生，在不穩(wěn)定的潮濕區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)有持續(xù)不斷的強(qiáng)對流單體出現(xiàn)，垂直切變的鋒較小，在中低壓上方出現(xiàn)中高壓。預(yù)計(jì)局部地區(qū)將出現(xiàn)強(qiáng)降雨和大風(fēng)天氣。通過對水汽云圖的分析，發(fā)現(xiàn)江蘇地區(qū)上空有充足水汽，為雷暴的發(fā)生、發(fā)展提供了充足的水汽條件，云團(tuán)在此有迅速的發(fā)展。

本文通過重點(diǎn)分析云系圖在一次典型強(qiáng)雷暴天氣過程中的特征，探討強(qiáng)雷暴天氣的成因、發(fā)展階段、發(fā)展速度、水汽條件等。熟稔強(qiáng)雷暴發(fā)生發(fā)展的機(jī)制，以便及時有效地做出預(yù)報(bào)。

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（責(zé)任編輯：趙中正）