丁帅 肖楠舒 王翔宇

摘要 对江苏地区的时空分布特征以及苏北地区龙卷发生前的环流背景进行了总结，并对大尺度环流背景进行了分型，得出以下结论：（1）2009—2018年江苏龙卷发生频数呈现出先增加后减小的趋势，从2011年以后，龙卷在江苏的出现次数逐渐减少，这样的变化与大气环流背景变化有关。（2）苏北五市是龙卷出现最频繁的区域，苏北地区一共出现了48次龙卷风暴，其中盐城次数最多，高达16次。（3）总结出3种苏北龙卷所对应的主要天气流型：冷涡槽后型、副高边缘型和热带台风型。

关键词 龙卷;时空分布;环流型

中图分类号：P445.1 文献标识码：B 文章编号：2095–3305（2021）09–0056–03

龙卷（Tornado）又称龙卷风，通常是在极不稳定的天气条件下，由雷暴云中的空气强烈对流运动产生的，从雷暴云底伸展出来并到达地面的、一种伴随着高速旋转的漏斗状云柱的强风涡旋。龙卷的尺度很小，典型龙卷的直径约几百米，其生命周期很短，一般在0.5 h以内，涡旋中心气压很低，从而顺势产生强大的吸引力。中心与外围之间的气压梯度大约可达2 hPa/m，其中心风力可达100～200 m/s以上[1]，它可以把大气中强大的不稳定能量集中在一个狭小的漏斗状空间内不断释放，从而产生巨大的破坏力，所到之处拔起大树、掀翻车辆、摧毁建筑物，甚至將人吸走，途径水面时能够吸水上升如柱（称为水龙卷），虽然龙卷范围不大，但可能造成重大的人员伤亡和财产损失[2]。

我国对龙卷风的研究起步相对较晚，20世纪由于严重缺失观测资料，多数龙卷过程都是依靠目击者描述的资料，因此，对于龙卷风的研究，我国学者早期都停留在对龙卷的天气学特征、时空分布特征等方面的研究，如魏文秀等[3]统计研究了我国龙卷时空分布特征，得出中国东南部的平原地区是龙卷高发地等结论。黄先香等[4]对广东佛山近10年发生的龙卷进行了时空特征分析，并将龙卷发生的环流背景分为台风外围型、锋面暖区型、地面辐合线型和热带扰动型4种类型。龙卷虽然是由中小尺度系统发展而成的，但是龙卷的发生仍然要依托特定的大尺度环流系统。强对流天气过程产生的3个条件是：水汽条件、不稳定层结条件和动力抬升条件。对龙卷风暴环境条件的研究中，大尺度环流背景不容忽视。虽然关于苏北地区龙卷过程的研究较多，但多以个例形式开展，针对苏北龙卷风暴过程发生的环流背景场的分析缺乏系统的统计。

1 资料与方法

主要采用的资料有：2009—2018年《中国气象灾害年鉴》和江苏省气象局提供的统计资料。年鉴内所统计的资料来自我国各级气象部门的气象观测整编资料，灾情数据主要由民政部门会商核定，再配合地方上报的情况综合得出[5];NCAR fnl再分析资料，获取资料每天4个时次，水平分辨率为1°×1°，通过再分析资料可以对龙卷发生时的环境条件进行分析。

主要采用的方法有：时空分布特征统计，将2009—2018年江苏地区发生的龙卷进行逐年统计分析，得出江苏龙卷的年际变化规律，然后对这10年间逐月发生龙卷的频数变化进行规律总结;使用ArcGIS软件对江苏地区龙卷落区进行规律总结。由此完成对江苏地区龙卷时空分布特征的分析和天气环流分型，对2009—2018年苏北地区34个龙卷发生时的大尺度天气环流背景场进行统计分类，总结出苏北龙卷发生所依靠的环流背景频发类型。

2 江苏龙卷时空分布特征

2.1 龙卷的时间分布特征

作为短时强对流天气过程，龙卷在时间分布上具有一定规律，根据中国气象灾害年鉴和江苏气象局的资料，统计出2009—2018年10年间江苏龙卷发生个数共计80个（可能存在一定程度低估）。

从2009—2018年江苏龙卷频数逐年的变化序列图可见，2009—2018年江苏龙卷发生频数呈现出先增加再减小，然后又小幅度上升的趋势。江苏龙卷的逐年变化趋势为双峰型，第一个峰值出现在2011年，也是2009—2018年间出现龙卷次数最多的年份，多达14次;第二个峰值出现在2016年，次数达8次;在2015年和2018年均为谷值，均发生5次龙卷。从整个变化趋势来看，从2011年以后，龙卷在江苏的出现次数逐渐减少，这样的变化与大气的环流背景变化有关。

从江苏龙卷频数分布的月变化图（图1）可以看出，江苏龙卷发生次数的逐月变化规律基本呈现出单峰型特征，6、7、8月是江苏龙卷的高发期;7月是龙卷发生的峰值，高达27次，约占全年的33%，8月份次之，发生了18次，约占全年的22%。由于气温回升，6月较5月的龙卷发生次数有一个跃升;9月龙卷出现频次才显著减少。

江苏地区的龙卷风主要发生在春夏季，由冬入春，气温的升高使得近地面暖湿气流变得不稳定，此时冷空气势力尚未完全消退，在相对偏冷的温度环境下，低层暖湿气流的扰动使得对流活动增强，为龙卷天气的产生创造了良好的条件。到了夏季以后，暖湿气流进一步加强，大气层结特征与春季相比发生了变化，江苏地区的热力条件愈加有利于龙卷天气的产生，在相对暖湿的环流背景下，遇到中高层的干冷空气则会使得大气层结出现不稳定，进而易于产生龙卷风。

2.2 龙卷的空间分布特征

从2009—2018年江苏龙卷落区频次分布图（图2）可以看出，苏北五市是龙卷出现最频繁的区域，苏北地区一共出现48次龙卷风暴，其中盐城次数最多，高达16次，其次是徐州，出现13次;苏中地区（扬州、泰州、南通）一共出现23次龙卷，虽然不及苏北地区产生的龙卷频次多，但是扬州一共出现了12次龙卷，单个区域出现龙卷的频次同样很高，其中，扬州高邮市被称为“中国龙卷风之乡”，是龙卷风经常光顾的地区;苏南地区出现龙卷风的次数较低。造成这种情况的原因是苏北地区地势比较低洼平坦，相对于地势不平的地区，苏北平原对气流产生的摩擦力更小，从而使得苏北地区容易形成龙卷风。此外，苏北地区水网密集，临河临海，再加上处于亚热带和暖温带气候的过渡地带，容易积聚不稳定能量，这为龙卷的产生提供了良好的热力和动力条件。

3 苏北地区龙卷风暴环流分型

利用分辨率1°×1°NCAR fnl再分析资料对2009—2018年发生的龙卷过程的环流背景场进行环流分型，主要以500 hPa上的影响系统为基础，再结合700 hPa、850 hPa的环流特征，总结出下面3种苏北龙卷对应的主要天气流型：冷涡槽后型、副高边缘型和热带台风型。

3.1 冷涡槽后型

冷涡槽后型是苏北地区龙卷风较为典型的天气环流场，同样也是江淮地区强对流天气比较常见的环流背景之一。此种天气环流形势多出现于4—6月上旬左右，天气在逐渐回暖的过程中，环流场主要被东北冷涡所笼罩，冷涡在移动时，若存在冷空气向南下沉发展，再配合环境风场的扰动使得处于西北风场的苏北地区上空偏北气流加强，促使冷空气顺利输送，有利于苏北地区出现大风冰雹等强对流天气过程。

图3为此种环流型500 hPa高度场，从图3中可以看出两槽一脊型的大尺度环流背景，西伯利亚冷空气南下移入蒙古地区，再进入我国东北地区停滞徘徊形成东北冷涡，冷涡后部有冷中心相配合，使得气旋性环流在垂直空间内充斥整个对流层。500 hPa槽后偏冷气流南下，由此形成了一股穿越苏北的西北急流（或较强的西北气流），从而增强了不稳定层结和垂直风切变强度，创造了良好的强对流条件。水汽条件良好的情况下配合地面中尺度触发机制，强对流天气便自然产生。

3.2 副高边缘型

副高边缘型主要是由西风槽东移导致的，入梅期之后暖湿气流向北推进，副高脊线处于21°N以北，苏北地区处于583～588 dagpm附近，在副高移动过程中，强对流天气过程出现。

苏北地区龙卷天气出现最频繁的天气环流背景就是副高边缘型，此种环流型常在6月中旬—7月上旬梅雨季出现。从环流背景场（图4）可以看出，伴随副热带高压（下称副高）增强，暖湿气流北上。500 hPa上120°E副高脊线处在21°N以北，副高588 dagpm西界向大陆伸展，此时苏北地区处在副热带高压附近。西风槽向东移动，配合700 hPa與850 hPa存在的槽或者切变线，苏北地区位于槽前或切变线南侧西南气流之中，使其水汽条件相当好。

3.3 热带台风型

热带台风型的环流天气配置较为多样化，苏北地区的龙卷天气过程与台风低压、台风倒槽等热带台风系统相联系，因此将其总结为热带台风型。此种背景下的水汽条件异常充沛，多属于暖云降水，抬升凝结高度很低，此种类型的龙卷多伴随短时强降水。

从图5中的500 hpa高度场上可以看到，陆上台风低压可以直接影响苏北地区，还有可能低压倒槽伸至苏北地带.原来控制苏北地区上空的副高位置减弱东退，而后位置偏东至洋面上，与大陆高压相对峙，中高纬伴随西风槽向东移。台风低压与副热带高压之间维持强势的偏南气流，水汽输送通道完整，当北上暖湿气流与高层渗透下沉的冷空气相遇便会为龙卷的产生提供良好的对流条件。与500 hPa相对应，对流层低层700 hPa、850 hPa同样存在减弱的低压环流。

4 结论

本文对江苏地区的时空分布特征以及苏北地区龙卷发生前的环流背景进行了总结，并对大尺度环流背景进行总结分型得到如下结论。

（1）2009—2018年江苏发生龙卷共计80个，发生频数呈现出先增加再减小，然后又小幅度上升的趋势。从整体变化趋势来看，2011年以后，龙卷在江苏的出现次数有所减少，这样的变化与大气的环流背景变化有关。苏北五市是龙卷出现最频繁的区域，苏北地区一共出现48次龙卷风暴，其中盐城次数最多，高达16次，其次是徐州，出现13次。

（2）总结出3种苏北龙卷发生对应的主要天气流型：冷涡槽后型、副高边缘型和热带台风型。冷涡槽后型多出现于4—6月上旬左右;副高边缘型是苏北地区龙卷天气出现的最频繁的天气环流背景，此种环流型常在6月中旬—7月上旬梅雨季出现，副高边缘型主要由西风槽东移所导致的;热带台风型的环流天气配置多变，苏北地区的龙卷天气过程与台风低压、台风倒槽等热带台风系统相关，故将其归类为热带台风型。

参考文献

[1] 黄姚钦，陈小芸.一次龙卷风天气的热力学动力学分析[J].广东气象，1996（2）： 17-19.

[2] 谭冠日.气候变化与社会经济[M].北京：气象出版社，1992.

[3] 魏文秀，赵亚民.中国龙卷风的若干特征[J].气象，1995（5）：36-40.

[4] 黄先香，炎利军，王硕甫，等.佛山市龙卷风活动的特征及环流背景分析[J].广东气象，2014，36（3）：20-24.

[5] 中国气象局.中国气象灾害年鉴（2013）[M].北京：气象出版社，2009.

责任编辑：黄艳飞