2024年4月1日南昌昌北机场雷雨天气过程分析

摘要：本文主要针对2024年4月1日南昌昌北机场出现的一次大范围雷雨天气进行分析，结果表明：此次过程是由强盛的西南低空急流和超低空急流发展加强引起的强对流天气过程，超低空急流的建立和维持，形成了持久旺盛的水汽输送和不稳定层能量的再生，同时强风速辐合提供了有利的动力抬升条件，造成对流天气不断生成发展和加强。

关键词：雷雨；实况；形势；动力条件；水汽条件

一、天气过程回溯

1.1天气过程概述

2024年4月1日-2日上午，江西中北部地区迎来大范围雷雨天气，其中在赣北大部1日下午和夜间6h降水量达到25-60mm，在2日早间，赣北局地6h降水量达到60mm以上。最强雨带一直呈东北西南带状维持在本场上空。

本场主要天气过程可以分为三个阶段。第一阶段为1日白天，在1日13:12-15:38出现雷暴天气，同时在13:38-13:48，14:24-14:32,15:07-15:24出现了间歇性中到大雷雨，过程降水量13.4mm，共造成四架航班返航备降。第二阶段为1日夜间至2日凌晨，在1日19:36-2日02:04本场出现了连续时长近6个半小时的雷暴天气，同时在1日19:33-19:54，20:23-20:48，22:09-22:46，23:28-2日00:37出现了间歇性中到大雷雨，过程降水量30.4mm，期间共有14架航班返航备降；第三阶段为2日早间至上午，在2日06:18-11:47本场再次出现连续时长近5个半小时的雷暴天气，同时在在2日05:50-07:06,07:41-07:56,08:07-09:14,09:41-10:06,10:39-11:32 出现了间歇性中到大雷雨，过程降水量67.9mm，共造成6架航班返航备降。

1.2天气形势分析

分析1日08时天气图可以看到，500hPa南支槽发展强盛，西南地区至长江中下游地区都为槽前强盛西南急流控制，强辐合区位于湖南西部，本场上空西南风速达到12m/s。700hPa同样维持西南急流控制，急流辐合区位于湖南西部，在赣东北有暖式切变发展，本场上空西南风速达到10m/s，比湿达到7g/kg，具有十分有利的水汽条件。

850hPa上的低涡中心位于四川盆地，本场处于暖式切变附近西南气流控制，风速8m/s，具有形成对流天气有利的动力条件。在湖南东部至江西西部有强盛的暖脊发展，与500hPa温差达到24°，具有明显的热力不稳定条件。水汽条件上，西南地区至江南大部地区都维持一个高湿状态，南昌站比湿达到8g/kg，具有很好的水汽条件。925hPa上暖式切变位于赣南一带，本场处于东南气流控制，比湿达到10g/kg。

综上所述，1日白天天气过程是发生在暖区里的对流天气，850hPa以下强盛暖脊发展配合高湿区，提供了较好的热力不稳定和水汽条件，而浅层暖式切变则是提供了很好的动力抬升条件。

至1日夜间，分析1日20时天气图可以看到，500hPa西南急流较白天发展强盛，本场上空西南风速达到22m/s。700hPa西南急流同样有所发展，急流强辐合区位于湘东至赣西北一带，动力条件十分有利，本场西南风速达到16m/s，比湿增加到9g/kg，具有十分有利的水汽条件。

850hPa上的暖式切变线位于贵州至湖南一带，本场处于强盛西南急流控制，急流轴位于江西上空，急流出口区位于赣北，本场上空西南风速达到20m/s，动力条件十分有利。同时暖脊再次发展旺盛，本场上空气温为15℃，与500hPa温差达到22℃，具有很好的热力不稳定条件。水汽条件上，本场处于湿舌附件，南昌站比湿为12g/kg，具有很好的水汽条件。925hPa上，超低空急流发展建立，本场上空西南风速达到12m/s，比湿为14g/kg配合暖脊发展。十分有利于强对流天气大发展与维持。

综上所述，1日夜间低空西南急流和超低空西南急流的发展建立配合浅层暖脊和高湿区的发展，具有形成强对流天气的动力、水汽和不稳定层结条件，对流强度也比白天明显增强。

1.3探空分析

再看1日08时温度对数压力图（图1a），按照1日最高气温订正后，CAPE达到320.5J/KG，同时K指数为28.6℃，具有一定的对流不稳定层结。同时DCAPE达到430.3J/KG，考虑雷暴大风概率较大。0-6公里垂直风切变达到15.2m/s，0-3公里为10.5m/s都较小，不利于冰雹的出现。同时浅层比湿较大，有利于短时强降水出现。综合考虑仍以雷暴伴短时大风和强降水天气为主。

至1日夜间，从1日20时温度对数压力图（图1b）可以看到，虽然CAPE仅有8.8 J/KG，但K指数达到36.6℃，BLI指数为-1.2℃，仍有一定的不稳定层结。同时，湿层厚度一直延伸至对流层顶，湿层深厚，暖云层厚度也达到了4000多米，十分有利于短时强降水的出现。但0-6公里垂直风切变达到20.6m/s，强的垂直风切变有利于对流的发生发展和维持。虽然0℃层高度在600hPa，-20℃层高度在400hPa，是形成冰雹的有利层结，但湿球0℃（WBZ）层高度位于4300米附近，偏高一些。因此，综合考虑对流天气类型以雷暴伴短时强降水为主，雷暴大风和冰雹概率小，与实况较为一致。

图1 1日南昌站温度对数压力图（a：08时、b：20时）

二、天气机制分析

2.1雷达资料分析

雷达回波分析对于对流天气的预报分析（特别是临近预报分析）十分有利，在1日13:12时基本反射率图（图2a），此时关键区西南侧内有分散强对流回波，回波强度在50-55dbz，范围20-30公里，整个回波强度大，受中层西南引导气流影响，整体回波以40km/h速度向东北方向移动，受其影响本场第一次听到雷声，16分钟后，强对流云团覆盖本场，本场出现强雷雨天气，大雷雨持续时间近10分钟。后续考虑，受西南急流共同影响，在本场西南侧仍会有对流云团发展东移，影响本场。至14:24基本反射率图（图2b），强对流回波再次覆盖本场，并在西南方向40-50公里处仍有对流回波发展，考虑回波呈西北-东南带状，且向东北方向移动，移速较快，间歇性对本场造成影响，每波中到大雷雨持续时间在10-20分钟左右，并对外通报。后续对流回波在15:07时再次覆盖本场，大雷雨持续时间17分钟，并在15：38结束对本场影响。

至1日19:30（图2c）西南侧再次有成片强对流生成向东北移动影响本场，回波形态呈西北-东南带状，范围20-25公里，强度50-55dbz，同时移动速度达到40-50km/h，说明此时中层西南急流是有所加强的。至21:00（图2d），对流回波已逐渐移出关键区，但在西南侧仍有对流云团东移发展，考虑后续仍有强对流天气影响本场。至22:00(图2e），对流回波再次影响本场，本场出现了半个多小时的强雷雨天气。至2日01:58(图2f）对流回波移出本场关键区。

2日05：26（图2g）在本场西侧10-20公里处有东北-西南向带状强回波以30-40km/h向东移动影响本场，强度在45-60dbz，至00:50本场出现大阵雨天气，并在06：18分听到雷声。后续湖南至江西西北部不断有对流回波发展东移影响本场，一直持续至11：47（图2h）。

图2  1日雷达反射率因子（a：1日13:12，b：1日14:24，c：1日19:30，d：1日21:00，e：1日22:00时反射率因子，f：2日01:58，g：22日05:26，h：2日11:47）

2.2数值预报资料分析

2.2.1 EC模式风场和湿度场预报

从EC风场和相对湿度场可以看出，至1日14时850hPa西南急流发展加强，本场上空西南急流达到14-16m/s，同时925hPa西南急流也有所发展，达到8-10m/s，在本场上空有风速辐合存在，有利于对流天气的发展。同时浅层湿区一直维持，相对湿度在90%以上，动力和水汽条件满足午后对流天气的出现，当时考虑午后以分散性对流天气为主。

至1日20时，850hPa暖式切变线位于湖北至安徽中部地区，江西地区处于西南低空急流核中，急流发展强盛，风速达到20-24m/s，本场处于急流辐合区，风速辐合达到8-10m/s。925hPa超低空急流同样发展建立，风速达到16-20m/s，本场同样处于强风速辐合区中，具有十分有利的动力抬升条件。同时，湿度都在90%，水汽条件十分充沛。

至2日05时，850hPa在安徽中部有低涡生成，本场虽然仍处于西南急流控制，但急流辐合区北抬至长江以北，同时本场上空有风速辐散，因此考虑此时对流回波是在长江沿线，对本场影响较小。

从EC预报的1日20时和2日08时850hPa和700hPa风场和实况对比后可以发现，1日20时EC对于850hPa风场预报较为准确，风速较实况偏大2-4m/s，925hPa较实况偏大4-6m/s，从而导致对流回波位置稍偏南一些，导致预报结束时间偏早。至2日08时，EC预报850hPa风速比实况大了8-12m/s，925hPa风速同样比实况大了8-12m/s，预报偏差极大，导致实况对流回波位置比预报的偏南，刚好覆盖在本场上空。当时，考虑EC对温度场预报准确率较高，当时预报2日最高气温在31℃，验证了2日强盛西南急流发展，与风场预报较为一致，因此当时考虑2日05日以后，对流位于长江以北，白天本场是回暖形势，午后有分散性对流发展。

2.2.2 EC模式物理量场预报

强对流天气的出现需要满足不稳定条件、水汽条件和抬升条件这三个基本要素，因此物理量的预报对于强对流天气预报来说十分重要。从EC物理量场可以看出，1日14时-2日05时，在江西大部一直维持着较高CAPE值，1日白天在200-400J/KG左右，夜间加强至800-1000J/KG左右，不稳定条件十分有利于对流天气的发展。同时在比湿图上可以看到，江西大部一直维持高湿区，比湿在12g/kg以上。整体来说，大气处于高湿强不稳定状态，配合低空西南急流和超低空急流的发展，十分有利于对流的发生发展和长时间维持。

2.2.3 模式降水对比预报

从全球和区域模式降水预报中（图3）可以看到，对于1日午后对流降水天气过程，全球模式中NCEP_GFS和JAPAN对此次降水过程时段预报较为一致，整体落区偏南，且JAPAN在强度预报上更为准确，EC和GRAPES_GFS出现了漏报。区域模式中，GRAPES_3KM、华东9公里和华东3公里对于降水落区预报都偏南，只有GRAPES_3KM预报与实况较为吻合。综合考虑，当时对对午后对流天气做出了准确预报。

对于1日夜间至2日凌晨对流天气过程，全球模式中EC和GRAPES_GFS在降水落区和强度上都做出了比较准确的预报，NCEP_GFS明显偏弱，JAPAN则出现了漏报。区域模式中，GRAPES_3KM、华东9公里同样在强度和落区做出了准确预报，其中华东9公里在强度上与实况更为贴合。

对于，2日早间至上午的对流天气过程，各家模式中，只有JAPAN预报了在本场上空预报了降水，但强度明显偏弱。其余各模式预报的降水落区都在长江沿线，因此导致对该时段对流天气的漏报。

图3不同模式1日08时起报的3小时降水量预报（a:区域模式，b：全球模式）

三、预报服务过程

3.1MDRS预警服务情况

针对此次长时间雷暴天气过程，在前一日下午进行了气象、管制、流量之间的三方协同会商，根据气象预报，制定次日的预战术流控方案。在3月31日15:00发布了MDRS重要天气预报中，明确指出在1日12:00-2日00:00南昌本场及终端区受分散性中到大阵雨伴雷暴影响，覆盖率10-15%，发生概率≥70%,经对比实况，此次预报结论和次日本场及终端区过程天气吻合度很高。预报的开始时间误差为1小时，评估结果为准确；结束时间误差为0分钟，评估结果为准确。整体来说，对于1日的对流天气已经提前一天做出了较为精准的预报，用户满意度评分高达100分，三方协同预报服务效果可以说相当成功。

对于1日夜间至2日天气过程，在1日15:00发布的MDRS重要天气预报中，明确指出在1日18:00-1日20:00终端区受分散性中到大阵雨伴雷暴影响，覆盖率15-20%，发生概率≥70%,1日20:00至2日05:00，本场及终端区受成片的中到大阵雨伴雷暴影响，覆盖率25-30%，发生概率≥70%，2日14:00-3日00:00本场及终端区受分散性中到大阵雨伴雷暴影响，覆盖率15-20%，发生概率≥70%.经对比实况，对于1日夜间至2日凌晨雷雨天气过程做出了精准预报，开始时间和结束时间偏差为0分钟，评估结果都为准确。但对2日早间至上午强雷雨天气过程出现了漏报的情况，对于2日午后至夜间的雷雨天气也做出了准确预报，开始和结束时间都评定为准确。整体用户满意度评分高达100分。

在2日06：02组织与江西省气象台和华东气象中心天气会商，省气象台认为低空急流和超低空急流出口辐合区位于赣西北，昌北机场对流天气在2日07：30-08:00间减弱，强度更强的一波天气在2日夜间开始。华东气象中心认为位于湖南处的回波移动过程中偏东分量更大，后续仍会影响本场，考虑10:00以后切变北抬，影响昌北机场的对流天气减弱，同样强度更强的一波天气在2日夜间开始。因此，综合考虑在06:45修订MDRS，预报2日07:00-11:00有系统性成片的中到大阵雨伴雷暴，14:00-19:00有分散性中到大阵雨伴雷暴，19:00-24:00有系统性成片的中到大阵雨伴雷暴、冰雹。

3.2机场警报及终端区服务情况

终端区预警：1日09:49发布了本场终端区天气预警，预计1日11:20-19:00终端区将出现对流天气，提前量为71分钟，偏差量10分钟，综合质量得分73.91。随后在1日17:56、2日04:12和2日07:06三次更新终端区预警，综合质量得分分别为73.66、33.65和98.92

机场警报：1日11:39发布首份雷雨机场警报，预计1日13:30-18:00有对流影响关键区，实况在13:10开始有中等到强的对流影响机场关键区,提前量91分钟，偏差量75分钟，综合质量得分56.33，期间共造成4架航班返航备降；1日18:08发布首份雷雨机场警报，预计1日20:00-24:00有对流影响关键区，实况在19:36开始有中等到强的对流影响机场关键区,提前量88分钟，偏差量75分钟，综合质量得分57.39，随后在1日19:36、23:30和2日00:33三次更新机场警报，综合质量得分分别为18.75、63.64和51.31，期间共造成14架航班返航备降。

2日04:45发布首份雷雨机场警报，预计2日05:40-08:15有对流影响关键区，实况在05:38开始有中等到强的对流影响机场关键区,提前量53分钟，偏差量68分钟，综合质量得分47.30。随后在07:15和10:17更新发布机场警报，综合质量得分分别为99.1和67。整个过程，共发布终端区预警4份，机场警报8份，趋势预报14份，组织临时天气会商1次，修订MDRS一份。

四、思考与总结

1、对于此次过程，在1日白天和夜间的两波对流天气，各家数值预报模式都做出了一定的预报，当值预报也经过仔细分析对比和调整，同样做出了较为准确的预报。但对于2日早间至上午的对流天气过程，由于各家模式在大的形势场上预报都出现了明显偏差，导致了漏报。

2、在此次过程的预报服务中，对于1日白天和夜间对流天气过程预报员通过多种服务形式提供了较为准确的预报结论。首先，提前一天预判雷雨过程，并在MDRS中有所体现。其次，在雷雨当日通过现场天气讲解、微信预报群服务、短信、电话通报等多种服务形式提供了精准的预报。最后，对于2日早间对流天气过程，预报员能够根据实况，及时组织与江西省气象台和华东气象中心的临时天气会商，并修订相应MDRS结论，通报给管制、航司和运管委等用户。

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作者简介：罗尔曼（1998.12）男，汉族，江西南昌人，大学本科，助理工程师，研究方向：气象观测预报。