张恒
1.四川省巴中市气象局，巴中市,636000
摘要：本文利用NCEP1o×1o6小时再分析资料、探空资料以及常规观测资料，针对2019年4月发生在四川盆地东北部的两次强对流天气过程进行对比分析。其结果表明：（1）两次过程都有高空低槽和切变线的影响，高层干冷空气和低层暖脊的叠加有利于强对流的发生，第二次过程南北气流长时间辐合有利于降水的维持；（2）各物理量值对强对流天气都有很好的指示，第二次过程水汽条件明显更好。（3）水汽辐合无论范围、强度还是影响时间，第二次过程都明显优于第一次。
关键词：强对流；物理量；水汽通量散度
引言
强对流天气是指对流旺盛的天气系统所引起的雷暴、冰雹、大风、短时强降水、龙卷等天气现象，这种对流性天气十分激烈，容易成灾，对于四川盆地东北部来说，雷暴、大风、短时强降水是春夏季出现频率比较高的强对流天气[1]。由于它的发生具有突发性，来不及做好充分的应急准备，常给人民的生命、财产造成严重损失。所以做好强对流天气的预报，预防其突然袭击，对于城镇建设、防灾减灾有十分重要的意义。
强对流天气的形成是一个非常复杂的物理过程。首先，强对流中尺度天气系统酝酿、发生、发展、消亡的物理过程受制于天气尺度的演变和环境大气基本要素的配置结构的影响，一般认为，强对流天气的发生需要以下基本条件：不稳定层结、垂直风切变、初始的抬升触发机制和适当的水汽补充条件[2-3]。本文就2019年4月9日和4月20日发生在四川盆地东北部（达州、南充、广元、巴中、广安）的两次强对流天气进行对比分析，讨论两次过程中的异同。
资料与方法
本文所使用的资料包括：（1）川东北5市逐小时降水观测资料（包括国家观测站和自动站）。（2）物理量分析主要采用micaps探空资料。（3）每天4个时次NCEP/NCAR1o×1o再分析资料，主要利用高空水平经向和纬向风、地面气压、相对湿度、温度等数据。
1 实况分析
2019年4月9日和4月20日，四川盆地东北部分别出现了两次强对流天气。两次过程的共同特点是都出现了雷电和大风天气，不同的是9日降水基本以小到中雨为主（图1a），在达州东部出现了局部暴雨点，主要降水时段在9日02-05时，有小范围的短时强降水，且移动速度快。20日这次过程巴中、广元、南充都出现了大范围的暴雨，部分地方还出现大暴雨（图1b），短时强降水从19日20时开始出现，直到20日11时才结束，整个过程持续时间长，影响范围广，小时雨强大（最大61.6mm/h）。
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图1 降水实况（单位：mm）（a.8日20时-9日20时;b.19日20时-20日20时）
2 天气形势对比分析
从环流形势来看（图略），两次过程的共同特点是500hPa高空有低槽东移影响，槽后偏北气流引导北方强冷空气南下，850hPa川东北地区内对应有暖脊，这种高低层叠加的形势，有利于强对流天气的发生[4]，不同的是9日的冷空气强度较19日的更强。700hPa风场能明显的看出两次过程的区别，在8日20时和19日20时，川东北都以偏南气流为主，到凌晨2点的时候，第一次过程（4月9日）（图2a）偏北气流已经入川，并影响川东北的大部分地方，在广元、绵阳一带风速明显较强，达州一带受槽前的西偏南气流影响，有利于降水的产生；第二次过程（4月20日）（图2c），北风从盆地西北部入川，此时南北气流势均力敌，在广元一带交汇。到08时，两次过程的区别更为明显，第一次过程北风占据整个川东北片区，且风速较大，主要辐合区在重庆一带，达州地区也转为偏北风控制（图2b），整个过程南北风的辐合时间较短；而第二次过程北风在绵阳、广元西部更强盛，偏南气流和偏北气流的切变正好位于川东北的广元一带，巴中、南充正好处于切变线右侧，有利于降水的产生（图2d）。850hPa与700hPa有着相似的特征（图略），第一次过程由于北风强盛，快速南下，辐合维持时间较短，且辐合位置明显偏东，导致川东北地区虽然有强对流天气，但短时强降水时间短，且范围较小；第二次过程，冷空气南下入川，虽然北风强盛，但由于偏南气流也较强，从重庆经达州在广元、巴中一带与北风汇合，南北气流的辐合在盆地东北部维持，形成较长时间的辐合，且水汽通道畅通，有利于降水维持。
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图2 700hPa风场（单位：m/s）
（a. 9日02时;b.9日08时;c.20日02时;d.20日08时）
3 物理量对比分析
对流有效位能与强对流天气发生、发展密切相关的大气不稳定能量，它表示在自由对流高度之上，环境的正浮力对气块做功而使气块获得的能量[5-6]，从两次过程20时的物理量场来看，CAPE值都较高，有利于出现强对流天气。K指数和沙氏指数也对对流天气的出现有一定的指示作用，从两次过程来看，K指数都大于35℃，沙氏指数都小于零，出现雷暴的可能性很大，而第二次其值明显强于第一次过程。从水汽条件来看，温度露点差和比湿，700hPa在两次过程中条件相当，但低层850hPa的水汽条件第二次过程明显优于第一次过程。假相当位温则无论在那一层，第二次过程都更强。根据作者对川东北片区2000-2014年间36次区域性暴雨过程分析得出的物理量阈值（项目）来看，8日20时的探空物理量值不满足出现区域性暴雨条件，但19日20时物理量值除700hPa比湿和假相当位温没有达到标准，其它物理量皆超过阈值，表明川东北出现区域性暴雨的可能性较大。
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4 水汽条件分析
水汽条件作为短时强降水形成的必要条件之一，是过程分析中的重要环节。前文对比分析了两次过程的环流形势和物理量，发现两次过程均存在低槽的影响和不稳定能量。就温度露点差和比湿反应出的水汽条件来看，第二次过程较第一次更好。水汽条件的分析，不仅要看空气中水汽的含量，还要看是否有源源不断的水汽流入降水区以及水汽是否存在辐合，下面我们就水汽通量和水汽辐合、辐散来进一步讨论两次过程的异同。
8日20时850hPa上空（图3a），川东北地区水汽通量散度为负值，其中心值较小，在-2×10-5g·hPa-1·cm-2·s-1左右，说明水汽的辐合上升较弱，到9日02时（图3b），水汽的辐合有所加强，中心明显向东移动，在重庆一带，川东北片区只有达州地区水汽的辐合上升运动较强，与实况相吻合。到9日08时（图略），水汽通量散度负值中心继续东移，川东北大部分地方转为正值，在达州中东部和南充部分地方还存在弱的辐合，此时的降水也明显较弱。再看19日20时（图3c），整个川东北片区都处于水汽的辐合上升状态，中心值在-4×10-5g·hPa-1·cm-2·s-1左右，中心位置在广元东部到巴中地区，与强降水落区较为一致。到20日02时（图3d），强降水中心不断加强，中心强度达-8×10-5g·hPa-1·cm-2·s-1整个川东北片区的水汽辐合也在加强，辐合中心稳定在广元东部。到20日08时（图略），广元东部水汽通量散度逐渐转为正值，降水减弱，但川东北地区其它地方依然为辐合上升运动，同时在南充、广安到重庆西部一带的辐合明显加强，形成新的辐合中心。19-20日这种长时间的水汽辐合上升更有利于强降水的形成和维持。
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图3 850hPa水汽通量散度（单位：g·hPa-1·cm-2·s-1）
（a. 8日02时;b.9日02时;c.19日20时;d.20日02时）
5 结论
2019年4月发生的两次过程主要受高空低槽东移和低空切变线影响，低层明显的南北风辐合，高层强冷平流与低层暖脊配合，形成雷暴大风等强对流天气。
大的对流有效位能和K指数以及负的沙氏指数对强对流的发生具有很好的指导意义，水汽条件的好坏在一定程度上决定了降水的强度。19日各物理量值条件明显优于8日，特别是850hPa的温度露点差及比湿。
水汽的辐合、辐散对降水强度有明显的影响，两次过程水汽的辐合区与强降水落区都对应较好，辐合的持续时间可以很好的反应总降水量的大小，从两次过程的水汽通量散度来看，第二次过程的水汽辐合强度和持续时间都明显优于第一次过程。
参考文献：
[1] 朱乾根，林锦瑞，寿绍文等. 天气学原理和方法[M]. 气象出版社，2003,400-406.
[2] 孙继松，陶祖钰. 强对流天气分析与预报中的若干基本问题[J]. 气象，2012,38（2）:164-171.
[3] 孙继松，戴建华，何立富等. 强对流天气预报的基本原理与技术方法[M]. 气象出版社，2003,1-158.
[4] 许爱华，孙继松，许东蓓等. 中国中东部强对流天气的天气形势分类和基本要素配置特征[J]. 气象，2014,40（4）:400-411.
[5] 周后福，邱明燕，张爱民等. 基于稳定度和能量指标作强对流天气的短时预报指标分析[J]. 高原气象，2006,25（4）:716-722.
[6] 钱传海，张金艳，应冬梅等. 2003年4月江西一次强对流天气过程的诊断分析[J]. 应用气象学报，2007,18（4）:460-466.
[7] 许新田，刘瑞芳，郭大梅等. 陕西一次持续性强对流天气过程的成因分析[J]. 气象，2012,38（5）:533-541.