张小弘 马明明

摘要 本文利用常规探空和地面资料、中尺度自动站资料和多普勒雷达资料等，对2016年4月11日海南岛强对流天气背景和演变进行了分析和总结。结果表明，此次强对流过程出现了短时强降水、雷雨大风和冰雹等天气，具有风力强、中尺度强、风暴系统明显、局地性强和灾情严重等特点。飑线是此次强对流天气发生的主要触发机制，海南岛北部地区的平坦地形、华南中层的干急流以及较大的垂直风切变可能是强风暴系统发展和维持的主要因素。

关键词 短时强降水；雷雨；大风；强对流天气；海南岛；2016年4月11日

中图分类号 P458.2 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2018）12-0199-04

强对流天气主要包括短时强降水、冰雹、飑、龙卷风和雷暴等，具有尺度小、突发性强、生命周期短、破坏力强等特点，常发生于春夏之交，给人们的生命和财产安全带来严重的威胁，成为天气预报业务工作中重点和难点之一。强对流天气的生成、发展和移动与地面状况、热力作用、大尺度天气系统、大气不稳定性和垂直风切变强度密切相关[1-2]。Johns等[3]认为，所有的强局地风暴都与深对流有关。Lilly[4-5]研究了螺旋度在形成超级雷暴单体中的作用，指出强对流风暴具有高螺旋度特征，较大的螺旋度抑制了湍流扩散，阻碍了扰动能量串级，对超级单体风暴的稳定维持有重要作用。王坚红等[6]研究天津地区一次强对流天气过程，发现较大的螺旋度与强对流天气及其中尺度系统发生、发展存在着较好的对应关系。丁一汇等[7]研究1998年中国大洪水时期的水汽收支，指出水汽通量最大辐合区与强降水区相对应，暴雨区的水汽辐合是由大尺度（甚至半球尺度）水汽输送造成的，来自南海和孟加拉湾的水汽输送是中国夏季强降水的重要条件之一。此外，李军霞等[8]、周宏伟等[9]、耿建军等[10]研究发现，中尺度涡旋、逆向风、低空急流等特征在临近预报中发挥较大作用。

2016年4月10日夜间，海南岛西部和东部海面、琼州海峡以及海南岛北部陆地出现强雷暴天气。此次过程具有发展迅速、强度强、移动快、历时短的特点，导致儋州、海口、定安、文昌等地短时间内出现不同程度的人员伤亡和财产损失。此次强对流天气的主要天气系统为一个飑线系统，此飑线系统从广西移向北部湾海面，之后在海南岛北部不断发展并最终形成超级单体风暴。

1 过程概况及灾情

2016年4月11日0：00—8：00，受弱冷空气、低层切变和南支槽共同影响，海南出现了雷雨大风和短时强降水、冰雹等强对流天气。海南岛西部和东部海面、琼洲海峡以及北部陆地先后出现了雷雨大风和短时强降水的强对流天气，海口和文昌普遍出现大风降雨天气。最大降水量出现在文昌锦山镇，为76.7 mm，文昌北部和海口普遍出现8级以上的雷雨大风，其中海口局地阵风达11级，文昌铺前和翁田镇阵风达10级（图1～2），2：00前后儋州市峨蔓地区出现冰雹，冰雹直径>10 mm。

此次强对流天气具有如下3个特点：一是发展迅速，在北部湾北部海面，从初始零散的对流回波发展成具有规模的强回波带只经历了70 min左右；二是强度强，从雷达等资料分析，在此次强对流影响过程中，强回波最大值始终在60 dBZ以上，最强时达到77 dBZ，过程中出现了冰雹、雷雨大风和短时强降水等天气，其中测得最大阵风达11级，最大小时雨量达56 mm；三是移动快、历时短，从11日2：00左右影响海南岛西北部近海到4：30左右移到海南岛东北部海面，1.5 h移动距离大约240 km。

此次过程造成了极为严重的损失，海口、儋州、定安等地在短时间内出现了不同程度的人员伤亡和财产损失。儋州市北部海面出现大风天气，最大阵风达9级，大风造成7艘渔船被吹翻，3人死亡，5人失踪；海口市有4个路段积水、7条输电线路停电、954株树木倒伏；定安地区损坏房屋7间，受灾36人，牲畜死亡1头，家禽死亡109只。另外，儋州市峨蔓地区出现冰雹，并伴有6级阵风，冰雹直径>10 mm；受冰雹天气影响，木棠镇黑皮冬瓜受灾约100 hm2，西瓜受灾约53.33 hm2。

2 大尺度环境条件

2.1 环流背景

从4月10日8：00高空形势（图3）可以看出，500 hPa副高控制了南海的中部和南部地区，南支槽维持在110°E附近，位于广西东部至广东西南部。700 hPa西风槽也位于110°E附近，从槽后的西北西风引导地面的冷空气扩散南下，与副热带高压外围的西南暖湿气流在江南到华南一带形成切变，850 hPa和925 hPa切变线位于江南南部到华南中部一带；此时，海南岛北部和雷州半岛附近位于低空西南急流的左前侧，500 hPa干舌位于广东东南部到海南岛的东南部，但低层比湿较大的湿区位于“两广”以北到长江以南一带地区，海南岛的湿度条件和水汽条件并不是特别好。从地面场来看，海南受西风槽后的西北气流影响，可以看到冷空气不断由北向南扩散，海南位于北高南低的背景下，因此海南岛北半部地区一直维持北到东北风和偏南风中尺度切变线。

2.2 地面中β尺度辐合线

研究表明，阵风锋和海风锋相互碰撞，在交叉处有强对流天氣的形成[11]。从海南岛区域加密自动站10 min平均风向、风速（图4）可以清楚看到中β尺度的辐合线存在。10日白天，海南主要受西南热低压控制，海南处在热低压东南部，近地层以偏南风为主。午后，由于海陆风效应的影响，海南岛西南部出现了东北风，因而海南岛北部出现了1条东北风和偏南风的中β尺度辐合切变线。从图4（b）（c）（d）可以看出，夜间该中β尺度辐合切变线仍持续维持，并于11日5：00随着冷平流向南扩散移动。该中β尺度辐合切变线与弓形回波前沿阵风锋的相遇不仅加剧了强对流天气的强度，更加有助于其维持。

2.3 探空资料分析

分析海口10日20：00的探空资料（图5），等饱和曲线和层结曲线显示为“S”形，850 hPa以下为倒“V”形，850 hPa以下较潮湿，温度露点差小，LI为-1.79 ℃，SI为-3.6 ℃，850 hPa与500 hPa的假相当位温差达25 ℃，有利于短时历时强降水的条件。从能量指数来看，低层有明显的对流不稳定层结。20：00海口站垂直切变非常大，925 hPa与700 hPa之间的垂直风切变达到5.42×10-3/s，有利于强对流天气的发生。20：00北海站和阳江站上空均存在强烈的不稳定，925 hPa与700 hPa之间的垂直切变也较大，北海垂直风切变达到6.3×10-3/s。因此，10日夜间整个华南沿海一直到海南岛北部地区均处于不稳定层结中。从卫星云图演变来看，500 hPa西风槽南侧的北部湾北部海面存在雷暴云团，自西向东移动过程中，由于其前方为层结不稳定区域，因而该雷暴云团在东移过程中得到了强烈的发展。从卫星云图动画来看，11日8：00前后500 hPa高空槽云系越过了110°E后，海南岛北部的强对流天气基本趋于结束。

3 中尺度飑线风暴系统及演变

3.1 多单体带状回波特征

从海口的多普勒雷达监测可以看出，此次强对流天气是受到飑线系统的影响。11日1：00飑线从北部湾海面向东南方向移动，靠近海南西部近海，之后向偏东方向移动，自西向东影响海南岛北部地区。飑线系统发展十分强烈，11日4：00飑线系统东南侧出现了非常清楚的阵风锋（图6），同时伴随强烈的大风过程。从10 min平均风风场来看，10日夜间到11日凌晨，由于北方弱冷空气的渗透，海南岛北部地区始终维持东北—西南向的中尺度辐合。飑线系统自西向东影响海南北部地区时，移动过程中与中尺度辐合线的相遇使其得到维持和发展，造成海南北部地区强烈对流天气的发生。

分析飑线的演变过程（图7）可知，11日1：55，飑线系统由A、B、C 3个雷暴云团组成，在东移过程中，B雷暴系统速度加快；2：44，B雷暴系统已经追上C雷暴云团，此时飑线系统显示为一个准东北—西南向，逐渐演变成“S”形回波，继续东移到雷达站的时候，入流非常强烈；3：22，“S”形回波逐渐演变成弓形回波；5：13东移到文昌等地区。整个过程中，A雷暴云团始终相对独立，从发展直至消亡一直位于飑线系统的南端。1：24—1：55，超级单体A的最大反射率因子维持在65 dBZ以上，中高层回波悬垂和低层弱回波区的强雹暴回波特征十分明显。对比同时次径向速度（图8）发现，整个飑线系统的后侧入流非常清楚，2：19，后侧入流出现速度模糊，并且此时近地层风速明显增大。4：18，飑线系统从文昌东移出海，最大阵风风速达到36.5 m/s。飑线过程的径向速度非常大，造成明显的大风天气。

分析A、B、C 3个云团的结构特征，从剖面图可以看到A、B、C 3个云团在靠近海南岛西部陆地时都是以一个超级单体形状存在，伸展高度较高，在40 dBZ以上的回波都伸展到9 km以上，并且3个云团在底层存在弱回波区，中高层回波悬垂。从速度垂直剖面图来看，A、B、C 3个云团排列都有一个中尺度气旋；从结构场来看，3个云团靠近海南岛西部地区时，演变为超级单体，尤其A云团强度非常强，在靠近陆地时强度达到70 dBZ，在儋州附近造成了大风冰雹天气过程。

3.2 弓形回波特征及阵风锋

由前可知，在11日2：44，B云团追上C云团并合并，具有雷暴大风的弓形回波特征。B云团和C云团发展期间，均有较强的后侧入流气流，其合并成为一支入流急流。3：15之后，弓形回波特征更加明显，并在其东移过程中造成文昌北部地区10级大风。在1：24—4：11，强对流天气过程中一直可见明显的阵风锋，位于弓形回波前沿，二者移速相近，距离维持。

4 结论

（1）2016年4月11日0：00—8：00海南岛北部强对流天气过程是由有利的天气尺度背景和中小尺度背景相互配合形成的，西风槽、切变线、低空急流和中β尺度辐合线相互配合均为强对流天气的形成及维持提供有利条件。

（2）超级单体风暴的强中尺度对流系统是导致雷暴大风的风力强、局地性强和灾害严重的主要原因。

（3）中尺度对流天气系统在海南岛西北部触发，并在东移过程中发展为超级单体风暴，主要是由于海南岛北部地区存在更有利强中尺度对流系统产生的环境条件。

（4）多单体带状回波和弓形回波的长时间维持导致了海南岛北部雷暴大风天气。

5 参考文献

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