孙吴县2014年6月24日龙卷风天气过程分析

焦焕杰+刘亚玲+徐淑华

摘 要：利用常规高空地面资料和自动站、FY-2C卫星云图等，从天气形势、物理机制、云图演变特征、地形作用等方面，分析了发生在2014年6月24日黑河市孙吴县龙卷风天气演变和成因。结果表明：这次中尺度天气过程发生在高空急流轴左前方气旋式切变处，地面冷锋锋生所产生的雷暴超级单体。分析还发现，在高空锋区移动过程中，中高层干冷辐散，低层暖湿辐合，大气层结增强对流不稳定发展，对这次龙卷风的触发、组织、移动具有重要作用。

关键词：龙卷风；急流；分析；孙吴县

中图分类号 S162 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2014）20-89-02

龙卷风是一种强烈的、小范围的空气涡旋，是在极不稳定天气下由空气强烈对流运动而产生的。龙卷风持续时间，一般仅几分钟，最长不过几十分钟，但因具有突发性、风速大、局地旋转性等特点，常造成很严重的自然灾害，是天气预报的难点。2014年6月24日16∶00，受高空急流和地面冷锋过境影响，在黑河市孙吴形成龙卷风，2014年6月24日17∶40～50，扫过孙吴郊区，受其影响，一些树木、房屋等户外设施受到不同程度损害，造成财产损失。根据对受灾现场受灾程度的直观勘察和参考相关气象记录，经推算，中心风力可达10级以上。本文对2013年6月24日出现的龙卷风进行了天气动力学分析，试图探讨龙卷风发生、发展、消亡的物理成因；找出龙卷风发生的规律，可以为以后的预报提供一些参考依据。

1 天气过程概述

1.1 天气实况 2014年6月24日，受高空急流和地面冷锋影响，黑河市孙吴县出现了龙卷风并伴随大雨、局地暴雨、大风等天气。其中孙吴本站雨量58.4mm、南河60.2mm、腰屯59.4mm、晨清46mm，2014年6月24日16∶50的极大风速达到20.2m/s。

1.2 天气形势演变 6月24日8∶00地面图上（如图1），东北低压形成并逐渐加强向南移动，移动中产生冷锋锋生，冷锋在大兴安岭、齐齐哈尔到内蒙古一带，朝鲜半岛附近一直有福热带高压维持并加强，在高低压之间有较强的西南风；6月24日8∶00 850hPa高空图上（如图2），位于我市南部，有较强的暖平流水气输送带，急流中心风速为16m/s；6月24日8∶00 500hPa东亚大陆两槽一脊建立，巴尔喀什湖以北为一宽广槽区，贝加尔湖为一暖高压脊，脊前急流区，中心风速为32m/s，我省为一个低槽，随着系统东移，高空锋区加强。

<＼＼Pc10＼文档 （E）＼姜秀红＼杂志＼安徽农学通报杂志＼2014-20农学通报内文＼6916-2.tif><＼＼Pc10＼文档 （E）＼姜秀红＼杂志＼安徽农学通报杂志＼2014-20农学通报内文＼6916-1.tif>

1.3 红外云图演变分析 在2014年6月24日15∶00卫星云图（如图3）上显示：有中尺度对流系统（MCS）强烈发展，强中心在黑河孙吴附近，云顶温度达-73.3℃，云团的温度梯度和水汽梯度很大，MCS自西南向东北移动。利用FY-2C静止气象卫星云图，可以直观的看到对流云团的生消。

2014年6月24日16∶00在内蒙古和齐齐哈尔交界处，也就是当时冷锋所处的位置，有云团开始发展，2014年6月24日17∶00在孙吴上空，逐渐向东北方向移动。（如图4）对流继续发展，黑体亮温快速降低，到2014年6月24日18∶00相当黑体亮温降到220K，正好位于孙吴、南河乡、腰屯乡、晨清乡附近，此时，对流发展相当旺盛，形成了超级单体雷暴云团，形成了龙卷风，随着龙卷风的发生和能量的释放，黑体亮温很快回升，龙卷风消亡，又转变雷暴云团，（如图5）是2014年6月24日15∶00至21∶00降雨实况。

<＼＼Pc10＼文档 （E）＼姜秀红＼杂志＼安徽农学通报杂志＼2014-20农学通报内文＼6916-3.tif>

图3 2014年6月25日14∶00卫星云图

<＼＼Pc10＼文档 （E）＼姜秀红＼杂志＼安徽农学通报杂志＼2014-20农学通报内文＼6916-4.tif>

图4 2014年6月25日14∶00黑体亮温

<＼＼Pc10＼文档 （E）＼姜秀红＼杂志＼安徽农学通报杂志＼2014-20农学通报内文＼6916-5.tif>

图5 2014年6月25日降雨实况

2 地面主要气象要素分析

根据附近测站地面自动站资料显示：2014年6月24日15∶00以前气压一直在缓慢下降，16∶00气压呈跳跃式升高，20∶00又开始回落；风向从14∶00的西南风到16∶00突然变成东北风，风速突然加大，最大瞬时风速达到26.2m/s；气温15∶00前上升，18∶00后下降，17∶00至19∶00 2h降雨量46.3mm，这些变化和飑线过境相似。

3 天气形成因素分析

3.1 热力和不稳定条件分析 （1）假相当位温：2014年6月24日8∶00，从各层假相当位温场可以看出，925～700hPa都位于高能区里，低层能量相当大，850hPa的最大值是345K，中心向东北伸展，龙卷风发生在低层θse的高能区里。（2）不稳定指数：从表1可以看出，2014年24日8∶00大气层结由稳定转变成不稳定，并且逐渐向强烈不稳定状态发展。另外从各层的相对湿度可知，低层湿度大，中层相对小，高层的湿度大，且低层有暖湿空气输送，这有助于不稳定能量的加速发展。

表1 2014年6月23～25日孙吴站大气层结热力参数

[＼&23日

20∶00＼&24日

8∶00＼&24日

20∶00＼&25日

8∶00＼&25日

20∶00＼&K指数＼&9＼&28＼&35＼&36＼&9＼&θse850-θse500＼&-2.7＼&3.2＼&6.4＼&9.8＼&-4.0＼&沙氏指数＼&6.0＼&-0.1＼&-3.3＼&-4.1＼&6.0＼&T850-T500＼&23＼&27＼&28＼&27＼&24＼&]endprint

3.2 天气物理量诊断分析 高低空急流是输送大量的水汽，地面幅合上升运动、高空辐散下沉运动是龙卷风发生必要条件。在龙卷风发展期的物理量分析，涡度分析；孙吴站的西北部正涡值明显增大，中心位于大兴安岭北部，2014年24日8∶00 500hPa涡度中心强度为60×10-5/s，从高空到地面向前倾斜，上升速度从850hPa到500hPa逐渐减弱。地面分析；地面气旋迅速加强，低压前部辐合气流明显增强。强度是-10×10-5/s；这为龙卷风提供有利的对流条件。

3.3 地形作用 孙吴是位于2个小兴安岭北麓，地势南部和西部高，北部和东部低，有西南向东北倾斜。西部是低山丘陵，东部是沿江平原。西南-东北走向山脉的谷地里，一定强度的气流越过山脊后可形成准静止被风波和下坡风，山脉越高、背风坡度越大，则产生的下坡风越强。由于山脉的阻挡和迎风坡的抬升作用，对流云团加强，在越过山脉后，速度加快，孙吴东面山脉又阻挡抬升，促使对流迅速发展形成发展旺盛的雷暴云团，孙吴特殊地形给这次天气过程创造一个次要条件。

4 灾情

通过对现场的勘察了解，这次短时强降雨、龙卷风天气一度造成大面积的农田被淹，多处房盖摧毁，铁路、电力、通讯中断，特别是孙吴铁路出轨，300多m路基塌方，中断运输60d之久。

5 结论

（1）当高空有明显低槽或锋区并拌有急流时，地面有发展旺盛低压，且有锋生时容易出现龙卷风天气。

（2）龙卷风是发生在雷暴云团中，在卫星云图上能清晰看到对流云团的生消，当黑体亮温低于220K时，雷暴云发展相当旺盛，容易出现龙卷风。

（3）西北冷空气处使低层不稳定能量堆辐合上升，在高层较强的辐散下沉气流环绕，形成低空辐合、高空辐散抽气筒，在地面低压涡旋和高低空急流的作用下，是龙卷风发生的必要条件。

（4）同样的天气形势，出现不同的天气现象，具备了出现龙卷风的必要条件，也不一定出现龙卷风，有可能是雷雨大风天气，有可能是飑线天气，所以说龙卷风的天气出现的次数很少，预报难度之大，是今后的工作不断加以分析和研究。

参考文献

[1]李江波.河北平原一次春季强对流天气分析[J].气象.2007（9）：45-46.

[2]李均英等.一次热对流降水的成因[J].气象学报.2008（2）：60-61，79.

[3]丁铁，王丽娟，郭翔宇.一次龙卷风天气过程分析[J].黑龙江气.2009（4）：70，89. （责编：徐焕斗）endprint

3.2 天气物理量诊断分析 高低空急流是输送大量的水汽，地面幅合上升运动、高空辐散下沉运动是龙卷风发生必要条件。在龙卷风发展期的物理量分析，涡度分析；孙吴站的西北部正涡值明显增大，中心位于大兴安岭北部，2014年24日8∶00 500hPa涡度中心强度为60×10-5/s，从高空到地面向前倾斜，上升速度从850hPa到500hPa逐渐减弱。地面分析；地面气旋迅速加强，低压前部辐合气流明显增强。强度是-10×10-5/s；这为龙卷风提供有利的对流条件。

3.3 地形作用 孙吴是位于2个小兴安岭北麓，地势南部和西部高，北部和东部低，有西南向东北倾斜。西部是低山丘陵，东部是沿江平原。西南-东北走向山脉的谷地里，一定强度的气流越过山脊后可形成准静止被风波和下坡风，山脉越高、背风坡度越大，则产生的下坡风越强。由于山脉的阻挡和迎风坡的抬升作用，对流云团加强，在越过山脉后，速度加快，孙吴东面山脉又阻挡抬升，促使对流迅速发展形成发展旺盛的雷暴云团，孙吴特殊地形给这次天气过程创造一个次要条件。

4 灾情

通过对现场的勘察了解，这次短时强降雨、龙卷风天气一度造成大面积的农田被淹，多处房盖摧毁，铁路、电力、通讯中断，特别是孙吴铁路出轨，300多m路基塌方，中断运输60d之久。

5 结论

（1）当高空有明显低槽或锋区并拌有急流时，地面有发展旺盛低压，且有锋生时容易出现龙卷风天气。

（2）龙卷风是发生在雷暴云团中，在卫星云图上能清晰看到对流云团的生消，当黑体亮温低于220K时，雷暴云发展相当旺盛，容易出现龙卷风。

（3）西北冷空气处使低层不稳定能量堆辐合上升，在高层较强的辐散下沉气流环绕，形成低空辐合、高空辐散抽气筒，在地面低压涡旋和高低空急流的作用下，是龙卷风发生的必要条件。

（4）同样的天气形势，出现不同的天气现象，具备了出现龙卷风的必要条件，也不一定出现龙卷风，有可能是雷雨大风天气，有可能是飑线天气，所以说龙卷风的天气出现的次数很少，预报难度之大，是今后的工作不断加以分析和研究。

参考文献

[1]李江波.河北平原一次春季强对流天气分析[J].气象.2007（9）：45-46.

[2]李均英等.一次热对流降水的成因[J].气象学报.2008（2）：60-61，79.

[3]丁铁，王丽娟，郭翔宇.一次龙卷风天气过程分析[J].黑龙江气.2009（4）：70，89. （责编：徐焕斗）endprint

3.2 天气物理量诊断分析 高低空急流是输送大量的水汽，地面幅合上升运动、高空辐散下沉运动是龙卷风发生必要条件。在龙卷风发展期的物理量分析，涡度分析；孙吴站的西北部正涡值明显增大，中心位于大兴安岭北部，2014年24日8∶00 500hPa涡度中心强度为60×10-5/s，从高空到地面向前倾斜，上升速度从850hPa到500hPa逐渐减弱。地面分析；地面气旋迅速加强，低压前部辐合气流明显增强。强度是-10×10-5/s；这为龙卷风提供有利的对流条件。

3.3 地形作用 孙吴是位于2个小兴安岭北麓，地势南部和西部高，北部和东部低，有西南向东北倾斜。西部是低山丘陵，东部是沿江平原。西南-东北走向山脉的谷地里，一定强度的气流越过山脊后可形成准静止被风波和下坡风，山脉越高、背风坡度越大，则产生的下坡风越强。由于山脉的阻挡和迎风坡的抬升作用，对流云团加强，在越过山脉后，速度加快，孙吴东面山脉又阻挡抬升，促使对流迅速发展形成发展旺盛的雷暴云团，孙吴特殊地形给这次天气过程创造一个次要条件。

4 灾情

通过对现场的勘察了解，这次短时强降雨、龙卷风天气一度造成大面积的农田被淹，多处房盖摧毁，铁路、电力、通讯中断，特别是孙吴铁路出轨，300多m路基塌方，中断运输60d之久。

5 结论

（1）当高空有明显低槽或锋区并拌有急流时，地面有发展旺盛低压，且有锋生时容易出现龙卷风天气。

（2）龙卷风是发生在雷暴云团中，在卫星云图上能清晰看到对流云团的生消，当黑体亮温低于220K时，雷暴云发展相当旺盛，容易出现龙卷风。

（3）西北冷空气处使低层不稳定能量堆辐合上升，在高层较强的辐散下沉气流环绕，形成低空辐合、高空辐散抽气筒，在地面低压涡旋和高低空急流的作用下，是龙卷风发生的必要条件。

（4）同样的天气形势，出现不同的天气现象，具备了出现龙卷风的必要条件，也不一定出现龙卷风，有可能是雷雨大风天气，有可能是飑线天气，所以说龙卷风的天气出现的次数很少，预报难度之大，是今后的工作不断加以分析和研究。

参考文献

[1]李江波.河北平原一次春季强对流天气分析[J].气象.2007（9）：45-46.

[2]李均英等.一次热对流降水的成因[J].气象学报.2008（2）：60-61，79.

[3]丁铁，王丽娟，郭翔宇.一次龙卷风天气过程分析[J].黑龙江气.2009（4）：70，89. （责编：徐焕斗）endprint