2021年4月底宿迁一次风雹天气过程诊断分析

摘要：本文利用地面观测资料、常规观测资料、NCEP再分析资料等对2021年4月30日出现在宿迁市的风雹天气过程进行分析。结果表明：江苏省来自500hPa西北气流带来的冷空气与低层暖脊的配置，形成了上冷下暖的层结特征，直接加深了大气层结的不稳定性水平；宿迁以北有明显的辐合线，气流辐合为上升运动的发展加强有推动作用，直接触发了对流天气；低层辐合、高层辐散的形势直接触发了强对流天气；从17时往后，低层处的假相当位温较为密集，对流极不稳定且层结强度较大，直接造成对流发展加强；宿迁北部的水汽辐合中心强度减弱，对于触发局部地区的回波较为有利，同时与实况16时左右的局地回波波形位置对应。

关键词：风雹天气   环流形势   物理量场   宿迁

1、天气实况

2021年4月30日18时许，宿迁市多地出现雷雨、大风、冰雹等强对流天气，共造成 1609人受灾。全市迅速启动《宿迁市自然灾害救助应急预案》，组织相关应急力量全力开展抢险救灾，全面核查受灾情况，统筹谋划灾后恢复重建工作，确保人民群众生命安全和最大限度减少财产损失。4月30日，泗阳县、沭阳县等多地出现了7~9级雷雨、大风、冰雹等强对流天气，最大雨量出现在沭阳县沂涛镇达到12毫米，最大风速出现在沭阳县刘集镇达到24.4米/秒（9级），部分农房及农作物损毁。根据宿迁市各地初步统计核查，全市受灾人口共1609人，农作物受灾面积约410.65公顷（含绝收面积约48.59公顷），倒塌房屋4户12间，严重损坏房屋11户30间，一般损坏房屋155户462间，造成直接经济损失约807.6万元。此次灾情未造成人员伤亡。

2、环流形势

通过对高低层处的环流形势进行分析，在强对流天气还没有出现之前，30日08时500hPa高度处（图1a），有一发展旺盛的冷涡出现在东北地区，冷涡中心的气压为532hPa，而冷中心处的气温为-34℃。副热带高压位置偏南，而20°N以南存在120°E脊线，冷涡底部存在前倾槽，并对华北平原产生影响。槽后西北气流发展极为强盛，徐州上空的风速在28m/s；这支强盛的西北气流将源源不断地冷空气输送到南方地区，直接造成中低层处的垂直风切变加强，对流层中低层气流辐合加深，为风雹强对流天气的出现提供了动力条件。

在700hPa高度处（图1b），东北冷涡始终保持不变，而江苏省仍旧处于西到西北急流的控制区内。在我国西南地区，暖脊呈现东北到西南走向。850hPa高度处（图1c），低压槽出现在东北和朝鲜半岛附近。西南气流主要控制苏北以西地区，徐州上空的风速在10m/s。偏西气流的出现为强对流天气的发生发展提供了有利的水汽条件，只是水汽条件不太充足，对于强降水的天气的形成不利。闭合的暖中心出现在湖北、陕西及湖南南部，江苏以西地区大都出现在暖脊上。结合500hPa、700hPa及850hPa不同高度处的配置，江苏省来自500hPa西北气流带来的冷空气与低层暖脊的配置，形成了上冷下暖的层结特征，直接加深了大气层结的不稳定性水平。结合08时实况资料，江苏地区850hPa与500hPa高度处的温差在30.0℃以上，促进了苏州强对流天气的出现。

图1 2021年4月30日08时500 hPa(a)、700 hPa (b)、850 hPa (c)形势场和14时地面图(d)

地面图中（图1d），14时安徽、江苏与山东交界处的低压系统明显，而苏州以北的大部分地区位于低压中心东南部，且随着时间的推移，低压东移南下，对于强回波向南传输较为有利，低压东移南下，对于强回波向南传播较为有利，同实况对流东移南下有很好的对应关系。从风场中看出，宿迁以北有明显的辐合线，气流辐合为上升运动的发展加强有推动作用，直接触发了对流天气。结合实况资料，在16时左右，宿迁以北切变线维持少动，且辐合附近有新的对流回波出现，之后该回波与来自路南地区的回波合并东移南压。

结合地面14时温度，强对流出现之前，地面温度较高对不稳定能量的积聚较为有利，同时加快了强对流天气的形成与发展。通过分析实况回波的演变情况，地面偏冷一侧始终有强对流系统移动发展，且同低压系统移动路径保持一致，说明在强对流回波移动中东移南下的地面低压系统发挥着十分重要的作用。

3、物理量场诊断

3.1动力条件

结合泗阳穿城上空的散度时间剖面演变图（图2），穿城存在低层辐合、高层辐散的配置。30日08时到17时，穿城上空850hPa高度及以下的散度始终以负值为主，说明低层辐合明显；14时到17时低层辐合逐渐增强，且17时左右达到最强；11时到17时850到700hPa高度处的散度以正值为主，说明一直存在辐散，同时存在最强辐散中心。在300hPa高度以上，散度以负值为主，始终维持辐散，且抽吸作用明显，对于上升运动的维持较为有利，还为强雷暴天气的发展提供了有利的环境条件。低层辐合、高层辐散的形势直接触发了强对流天气。另外，30日17时，辐合辐散场均达到极值，实况资料中也有冰雹天气出现。

图2 2021年4月30日穿城散度垂直剖面图

3.2热力条件

假相当位温可将大气温湿情况反映出来，结合宿迁假相当位温随时间剖面图（图3），30日11时低层存在逆温，层结表现的较为稳定。低层假相当位温密集，近地面层到700hPa处被暖湿气流控制，假相当位温增加，500hPa高度以下有干冷空气入侵，随着高度的增加，假相当位温值不断减小，说明对流极不稳定。到了17时，宿迁强对流天气还没有出现之前，312K等温线不断朝着700hPa高度扩张，说明干冷空气不断下渗，低层暖湿空气强度加大，近地面层的位温值超过了332K，对流不稳定性加强。随着时间的推移，从17时往后，低层处的假相当位温较为密集，对流极不稳定且层结强度最大，直接造成对流发展加强。

图3 宿迁市假相当位温随时间变化剖面

3.3水汽条件

强对流天气的形成是离不开水汽条件，其中雷暴大风对水汽的需求量最少，而短时强降水则最多，冰雹介于两者之间。结合30日14日水汽通量图（图4a），江苏省位于水汽通量大值区内，大部分地区的水汽通量在10g·cm-1·hPa-1·s-1，而南京附近存在水汽通量大值中心，中心值达到了18g·cm-1·hPa-1·s-1左右。由此看出，这次强对流天气出现期间离不开水汽条件，只是水汽条件一般。降水天气的主要来源有两处，其一是低涡向东移动使得偏西北气流带来的水汽不断在江苏省堆积；其二则是来自洋面的水汽。两条不同的水汽路径移动中在江苏省汇合，且辐合带明显。结合水汽通量散度图，宿迁北部的水汽辐合中心强度减弱，辐合中心值不足-4×10-7g·cm-1·hPa-1·s-1，对于触发局部地区的回波较为有利，同时与实况16时左右的局地回波波形位置对应。因回波东移南压，宿迁市东南部的泗阳最先出现冰雹天气。结合水汽通量散度演变（图4b），30日14时到17时，泗阳一带一直位于水汽通量散度负值区内，水汽辐合为冰雹天气的形成较为有利。

结论：

（1）江苏省来自500hPa西北气流带来的冷空气与低层暖脊的配置，形成了上冷下暖的层结特征，直接加深了大气层结的不稳定性水平；宿迁以北有明显的辐合线，气流辐合为上升运动的发展加强有推动作用，直接触发了对流天气。

（2）低层辐合、高层辐散的形势直接触发了强对流天气；从17时往后，低层处的假相当位温较为密集，对流极不稳定且层结强度最大，直接造成对流发展加强。

（3）宿迁北部的水汽辐合中心强度减弱，对于触发局部地区的回波较为有利，同时与实况16时左右的局地回波波形位置对应。

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：刘玲（1994.12），女，汉族，江苏南通，硕士，中级工程师，从事研究方向或职业：气象工作。