杨晶轶

摘  要：文章利用NCEP 1°×1°再分析资料、常规高空资料和成都双流机场气象观测资料对2010～2019年发生在成都双流机场的初雷天气进行统计分析。结果表明：初雷多出现在4月，大都出现在下午到夜间，以夜间最多（20时～03时）。70%的初雷持续时间在2个小时以内，强度总体较弱，伴随的降水较少。影响初雷的天气系统主要为高空槽和中低层切变线。层结上总体呈现出“近地面干、中低层湿、高层干”的层结特征，850hPA、700hPA多在四川东部、南部出现水汽辐合区。K指数、假相当位温θse与初雷持续时间有较好的对应关系。

关键词：初雷;统计分析;物理量;特征;双流机场

中图分类号：V321         文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2020）26-0074-03

Abstract： Based on NCEP 1°×1° reanalysis data， routine upper-air meteorological data， and the observations data of Chengdu Shuangliu International Airport during the years 2010-2019， characteristics of first thunder storms were analyzed statistically.The results show that most of first thunderstorms occur in April， they mostly occur from afternoon to after midnight， especially during the night（20：00～03：00）. 70% of first thunderstorms last less than 2 hours， there are smaller rainfall and the intensities are weak. Upper trough， middle and low levels shear lines are the main synoptic system of generating first thunderstorms. The states of atmospheric stratification always showthe characteristics of "being dry near surface layer， wet in middle-low layer， and dry in upper layer". Water vapor convergence zones of 850hPA and 700hPA always appear in the east and west of Sichuan province. The correspondence relation between duration of first thunderstorm and K index， potential pseudo-equivalent temperature （θse） has been found.

Keywords： first thunderstorm; statistical analysis; physical quantities; characteristics; Chengdu Shuangliu International Airport

雷暴是一种突发性强，严重影响航空飞行安全的灾害性天气。雷暴和其它灾害性天气相比，具有时间的瞬时性、季节性和频繁性，空间的广泛性、分散性和局地性等特点。初雷是指一年中第一次发生的雷暴，在航空气象保障中，初雷出现意味着进入雷雨季节，保障模式从冬季保障向雷雨季节保障转化，因此初雷的准确预报具有重要意义。由于初雷多出现在春季，大气环流逐渐从纬向环流向经向环流调整，影响系统复杂，另外春季大气层结条件逐渐从稳定层结向不稳定层结过渡，其是否达到强对流的条件难以把握，因此初雷预报的成功率不高。本文对成都双流机场近十年初雷进行统计，分析了初雷的时间分布、持续时间、物理量特征及触发机制，为做好初雷预报提供依据。

1 双流机场春季雷暴天气特点

春季， 西南季风逐渐北抬，双流机场受其影响，水汽输送加强，中低层暖湿，层结不稳定度逐渐加强，促进对流发展，当不稳定能量累积到一定程度，并有冷锋、高空槽等系统配合时，极易触发雷暴。春季多为系统性雷暴，影响系统有冷锋、高空槽、西南涡、中低层切变线等。

2 初雷時间分布

成都双流机场2010～2019年初雷最早出现在2月21日，最晚出现在5月1日，其中2月、3月、5月各出现1次，4月出现7次。4月中上旬是初雷出现的高发期，60%的初雷发生在4月中上旬。春季，南支西风急流较冬季逐渐减弱，夜间高原多短波槽活动，同时中低层切变线多在夜间南下影响四川盆地，夜间易产生对流天气，从统计上看，双流机场初雷多出现在夜间20时～03时，仅有2次出现在下午。

3 初雷持续时间与强度

持续时间1小时以内的初雷次数占60%，持续3小时以上的初雷次数占30%，持续时间1-2小时的初雷次数占10%。出现在下午的初雷持续时间均在1小时以内，持续时间最长的出现在2011年。若以雷暴出现时的雨强判断强度，80%初雷为弱雷雨，20%为中等强度雷雨，这与冬春交替，暖湿空气较弱有关。总体而言，初雷发生时大气层结相对稳定，伴随的降水较少，80%的初雷过程降水量在1mm以内。

4 物理量特征及触发机制分析

雷暴的发生需要丰富的水汽，不稳定层结和抬升气块到凝结高度的启动机制。下面从雷暴产生的三个条件出发，对初雷特征进行分析。

4.1 水汽条件特征

中低层湿空气的存在是雷暴产生的一个有利条件。垂直方向上看，850hPA～700hPA之间存在湿层，总体上呈现出“近地面干、中低层湿、高层干”的层结特征，700hPA相对湿度基本上维持在80%以上。分析比湿条件，850hPA比湿在5.0g/kg～11.6g/kg之间，700hPA比湿在3.6g/kg～9.7g/kg之间。水平方向上，700hPA、850hPA四川东部多为相对湿度大值区，850hPA在成都附近多出现比湿密集区。

从水汽通量散度上看，850hPA、700hPA多在四川东部、南部出现水汽辐合区，为雷暴的产生提供水汽供应，辐合区内水汽通量散度整体梯度较小，水汽辐合中心强度偏小。从中低层风场看，整体风速不大，成都以南风向多为西南偏西，由孟加拉湾至西南地区的低空急流尚未建立，水汽供应上偏弱，因此初雷发生时的降水总体偏弱。

初雷发生时，大气可降水量在18.8mm～36.2mm之间，总体上看，大气可降水量在30mm以下时，持续时间基本在1小时以内，大气可降水量在30mm以上时，持续时间基本都在1小时以上。

4.2 不稳定层结特征

大部分初雷天气伴有逆温层存在，多出现在近地面至5500m之间，出现在近地面的有2例，3000m～5000m出现有5例，其中2例还出现了双层逆温的情况。由于暖盖的存在限制、抑制对流的发展，有利于不稳定能量的聚集，当有足够的动力抬升强迫气块，将促使逆温层破坏，不稳定能量得到释放，从而触发强对流天气。

K指数是反应大气温湿层结的常用物理量，根据统计K<20时，无雷暴发生，K指数越大，雷暴发生的概率和强度就越大。初雷发生时K指数在21.2～40.5之间，多在27以上，有2例在21附近，K指数较小的2例初雷持续时间都在1小时以内。K指数与初雷持续时间有较好的对应关系，总体看，K指数越小，初雷持续时间相对越短，K指数越大，初雷时间相对越长。

由于大部分初雷出现时伴有逆温结构，Si指数的指示意义不是很明显。根据统计，Si指数越小，层结越不稳定，0

Cape指数数值越大，发生强对流天气的可能越大，春季近地面层相对较为稳定，因此在初雷发生时指示意义不是很明显，大部分初雷天气Cape指数为0。

假相当位温θse在强对流天气过程中，能较好的反应出能量的累积和释放。初雷发生前，△θse（表1中△θse为500hPA假相当位温与850 hPA假相当位温差值）在13℃到24℃之间，主要分布在16℃到22℃之间，雷暴发生后△θse下降，层结逐渐趋于稳定。在中低层，成都附近没有出现明显的等θse线密集带，只有3例（持续时间均超过2小时）在四川东北部地区出现等θse线密集带，具有很强的不稳定性。等θse线密集带与初雷持续时间有很好的对应关系。

4.3 抬升气块到凝结高度的启动机制

具有使气块达到自由对流高度的上升运动是雷暴发生的关键条件。雷暴的发生常常是在水汽和不稳定条件已满足的条件下等待抬升强迫，克服对流抑制能量，直至自由对流高度以上，因此抬升条件通常是触发条件。从10次初雷过程看，双流机场影响初雷的天气系统主要有高空槽、中低层切变线、地面冷锋。中低层切变线是影响初雷的主要天气系统，初雷天气发生时一般都有中低层切变线的存在，其中，高空槽伴中低层切变线的天气形势有8次，地面冷锋伴中低层切变线有3次。高空槽位置有3次出现在85°E～95°E，有5次出现在95°E～100°E，中低层切变线位置一般出现在30°N～35°N。春季，西南地区高层以偏西风气流为主，常伴有短波槽活动，中低层西南暖湿气流逐渐加强，为雷暴产生带来丰富的水汽和不稳定能量，当北方有冷空气南下时，冷暖空气在川渝地区交汇形成切变，切变线附近往往伴随着强烈的辐合上升运动，从而触发雷暴天气。

切变线南部的西南气流为雷暴发生带来水汽供应，在中低层正涡度的作用下形成低空辐合，造成较强的上升运动，使暖湿不稳定的空气释放不稳定能量，促进对流发展。初雷发生时，700hPa以下正涡度中心逐渐从成都北部逐渐南进，双流机场辐合逐渐加强，中低层垂直上升运动加强;高层以辐散为主，高空辐散，低层辐合的配置，抽吸作用加强，有利于水汽积聚及其垂直向上输送。当高层、中层同时出现低值系统时（即500hPA高原东部高空槽、700hPA四川北部切变线、850hPA四川盆地内辐合），500hPA以下正涡度加強，高空槽（中低层切变线）前部西南气流加强，触发的雷暴也越强。2011年、2018年初雷天气在上述天气形势下发生，其雷暴的强度、持续时间均明显强于普通初雷过程。

5 结束语

初雷多出现在春季，发生时水汽条件、不稳定层结条件、动力条件较夏季明显偏弱，因此初雷持续时间短、强度弱、伴随的降水偏少。从物理量分布上看，相对湿度、水汽通量散度、K指数、假相当位温θse对初雷的预报有较好的指示意义。高空槽、中低层切变线是影响初雷的主要天气系统，高层、中层、低层多系统叠加共同触发的初雷天气明显强于普通初雷天气。

参考文献：

[1]王秀明，余小鼎，周小刚.雷暴潜势预报中几个基本问题的讨论[J].气象，2014，40（4）：389-399.

[2]敖淑珍.近十年来广州白云机场初雷的特征分析[J].中国民航飞行学院学报，2002，13（2）：29-32.