2017年3月1日江苏省一次雷雨大风天气过程分析

2017年3月1日江苏省一次雷雨大风天气过程分析

鲁海宁1,杨晓峰2,张微娜3

（1.江苏省东海县气象局 222300；2.连云港市连云区气象局 222000；3.连云港市长虹防雷有限责任公司 222000）

摘要：本文利用地面观测资料、NCEP再分析资料、台站观测资料等对2017年3月1日江苏省一次雷雨大风天气过程进行分析。结果表明：在雷雨大风天气出现前，江苏省500hPa处位于槽前正涡度平流区，中低层存在切变线活动，两股冷空气分别引发了江苏凌晨稳定降水和午后对流性降水；因地面气旋的阻挡，冷空气南下时在上游堆积，气旋入海后冷空气呈爆发式南下，进而引发江苏省大风灾害；在锋线前侧低层处辐合较为明显，说明冷空气向南转移的过程中，锋面抬升是触发雷雨大风天气的主要原因；对流出现前，对流层中高层转为冷平流，且低层有增温幅度明显，温度直减率加大为对流天气的出现提供了不稳定条件；低层且强度较弱区域的水汽输送较为集中，对流出现时高层处抽吸作用不明显，对于对流性天气的维持和强降水天气的出现极为不利。

关键词：雷雨大风   环流形势   物理量场   江苏省

1、天气实况

因冷空气影响，2017年3月1日，江苏大部地区都遭遇了8级以上大风、雷暴天气，涉及连云港、盐城、徐州、泰州、南通、南京、镇江、苏州、无锡等28个县（市）。其中，最大风力出现在盐城阜宁三灶镇，为30.7米/秒，达11级。本次大风天气为今年以来江苏附近最强过程，数据显示，历史上江苏基本站瞬时最大风力仅有30.4米/秒（11级），本次风力强度已超过历史强度极值，属同期罕见。全省因灾死亡3人，重伤13人，使得多处房屋坍塌，造成了严重的人员伤亡和经济损失。

2、环流形势

通过对高低层处的环流形势进行分析，2017年3月1日08时，在200hPa高度处，急流轴出现在30°N附近，且呈现出纬向型分布，而江苏处于冷槽底部的偏西风场上，高层大气的辐合、辐散均不太明显；500hPa高度处，在东北地区中部到河套下游一带存在一槽线，而江苏省则位于槽前处，且上空有大尺度上升运动存在；在850hPa高度场上，1日02时，江苏和山东交界处有一弱的切变线活动，到了08时，该切变线逐渐移动到江苏中部，切变线南侧冷平流明显，而冷平流中心则出现在江苏中南部地区，因冷空气前锋的作用，当天凌晨到早间，江苏省北部地区有小雨天气出现，再加上切变线不断东移南下，影响江苏北部地区的降水天气结束。与此同时，在河南省北部上空的冷平流大值中心则逐渐向南转移，随着时间的推移，到了当天14时，该股冷空气开始对江苏地区产生影响，再加上切变线南下，对于对流性天气的发生、发展提供了有利条件。

在850hPa高度处，1日08时，在渤海湾到河南北部一带有一个-4℃的等温线存在，对于降雪区有一定的指示意义；到了14时左右，该等温线移动到了江苏和山东交界处，由于冷空气不断向南方地区渗透，在降水后期，从液态降水则朝着固态降水进行转变，进而引发连云港市南部县区出现不同程度的雨夹雪和冰粒天气。

结合海平面气压场，1日08时，苏州与山东交界处一直到黄海一带存在气旋活动，对于冷空气南下极为不利。在该气旋的影响下，使得一部分冷空气沿着气旋外围进入到江苏省中南部地区，由于该地的冷空气强度较弱，相较于北部站点，即使南部站点部分气象要素变化略早仍较为缓慢。在地面气旋的阻挡下，在河套下游有大量冷空气堆积，再加上该处有较为密集的异常等压线，气旋东移入海后冷空气开始爆发并向南方地区转移，同时还伴随着大风和剧烈的降温天气过程。

图1 2017年3月1日08时200hPa（a）、500hPa（b）、850hPa（c）高度场及海平面气压场（d）

3、物理量场诊断分析

3.1动力和热力条件

在2017年3月1日14时，降水回波从北向南移动到江苏省境内，通过对当天14时的垂直速度和散度沿着119°E的垂直剖面进行分析，不难发现垂直速度和散度同降水区有很大的对应关系，在江苏和山东交界处的35°N附近，而在900~800hPa高度处则存在垂直速度大值中心，达到了2.5hPa/s。在锋线前侧低层处辐合较为明显，说明冷空气向南转移的过程中，锋面抬升是触发雷雨大风天气的主要原因，而200hPa高度层处的散度值几乎为0，且在下一时刻立即转为负值，对于雷雨大风对流性天气的发展和维持极为不利。

对于K指数，其可以将中低层大气稳定度反映出来，主要是由温度直减率、低层水汽条件和中层饱和度三项构成的物理量，K指数越大，说明大气层结越不稳定。在3月1日14时（图2），江苏省东北部地区存在K指大值区，中心值在30℃以上，因冷空气过境，使得大值区不断向东转移，江苏省的K指数则开始大幅度下降。需要引起注意的是，结合K指数中的温度直减率，在14时单项数值已经达到了30℃左右，同K指数较为接近，可以忽略掉850hPa露点温度项和700hPa露点温度差项对K指数的贡献。由此不难看出，随着K指数的增加，对于雷暴天气的发生发展有一定的促进作用，而中低层水汽条件不足则是引发降水量偏少的主要原因。

图2 2017年3月1日14时（a）和20时（b）K指数分布

3.2水汽条件

结合925hPa和850hPa处水汽通量及水汽通量散度分布图（图3），在925hPa高度处，1日14时有水汽通量大值区存在，主要位于山东半岛南部，而江苏省北部水汽通量散度主要为负值，说明该位置处存在水汽辐合，对于降水的形成较为有利。因冷空气逐渐向南转移，在下一时刻水汽通量大值区也快速南下。结合850hPa高度处，在江苏地区上游也就是江苏省西北部地区存在水汽通量大值区，且大值区范围要比925hPa高度要低，水汽辐合也相对较弱，说明低层且强度较弱的区域的水汽输送较为集中。水汽辐合主要在对流层低层集中，说明锋面引发的近地层抬升作用是这次对流性天气的主要触发机制。

图3 2017年3月1日14时925hPa（a）和850hPa（b）水汽通量、水汽通量散度分布

结论：

（1）在雷雨大风天气出现前，江苏省500hPa处位于槽前正涡度平流区，中低层存在切变线活动，两股冷空气分别引发了江苏凌晨稳定降水和午后对流性降水；因地面气旋的阻挡，冷空气南下时在上游堆积，气旋入海后冷空气呈爆发式南下，进而引发江苏省大风灾害。

（2）在锋线前侧低层处辐合较为明显，说明冷空气向南转移的过程中，锋面抬升是触发雷雨大风天气的主要原因；对流出现前，对流层中高层转为冷平流，且低层有增温幅度明显，温度直减率加大为对流天气的出现提供了不稳定条件。

（3）低层且强度较弱的区域的水汽输送较为集中，对流出现时高层处抽吸作用不明显，对于对流性天气的维持和强降水天气的出现极为不利。

参考文献：

[1]张树民,缪燕,周金磊,等.副热带高压脊线附近江苏两次强对流天气对比分析[J]. 暴雨.灾害,2017,36(5):422-430.

[2]赵虹,燕成玉,刘寅,等.江苏一次强对流天气的中尺度诊断分析[J].科技通报,2020,36(3):34-42.

作者简介：鲁海宁 （1977.11）男，汉族，江苏东海，本科学历，工程师，从事气象防灾减灾工作。