1、第 卷第 期 年 月广 东气 象 收稿日期：基金项目：广东省科技厅社会发展科技协同创新体系建设专项（）；佛山市院士专家工作站项目（）；广东省气象局科研项目（）；广东省气象局青年基金（）；灾害天气国家重点实验室开放课题（、）；佛山市社会领域科技攻关项目（）作者简介：张晶晶（年生），女，硕士，工程师，主要从事强对流天气预报预警研究，：通信作者：黄先香（年生），女，硕士，正高级工程师，主要从事龙卷等强对流预警技术研究。：张晶晶，黄先香，植江玲，等 潮州两次西风带龙卷天气过程对比分析 广东气象，（）：潮州两次西风带龙卷天气过程对比分析张晶晶，黄先香，植江玲，蔡康龙，黄舒婷，顾伯辉（佛山市龙卷风研究中心
2、，广东佛山 ；中国气象局龙卷风重点开放实验室，广东佛山 ；佛山市三水区气象局，广东佛山 ）摘要：利用常规观测和汕头 型多普勒天气雷达等资料，对比分析广东省潮州市 年 月 日和 年 月 日两次西风带系统龙卷过程（简称“”龙卷和“”龙卷）。结果表明：两次龙卷过程都发生在高空槽东移和低层切变线南压、并伴有低空急流的相似天气形势下；但“”龙卷存在有利于强对流风暴发生并增强的前倾槽结构和强低空西南急流。两次龙卷均发生在极低的抬升凝结高度和中等偏弱的深层垂直风切变环境条件下；“上干、下湿”的不稳定层结和整层都具有较大湿度的不稳定层结配置都可能产生龙卷。雷达观测上，“”龙卷发生在飑线的弓形回波前缘，无钩状回
3、波特征和中气旋，属于非超级单体龙卷；而“”龙卷发生在超级单体风暴前部的钩状回波顶端，伴有强中气旋，属于超级单体龙卷。关键词：天气学；西风带龙卷；高空槽；环境条件；雷达回波；潮州中图分类号：文献标志码：从天气背景上看，影响我国的龙卷风主要可分为两大类 ，一类是发生在台风环流背景下的龙卷；另一类是发生在西风带系统，如高空槽、低涡、切变线环流背景下的龙卷。目前国内对中纬度西风带龙卷 和低纬度台风龙卷 ，研究较多。研究表明，中纬度西风带超级单体龙卷与低纬度的 龙卷发生的环境条件存在诸多不同，中纬度西风带超级单体龙卷主要发生在显著不稳定层结（较大的对流有效位能 ）、强的深层垂直风切变及较大的低层垂直风切
4、变和较低的抬升凝结高度（）环境条件下 ；而低纬度的 龙卷的环境大气 一般较小，但同样需要较大的垂直风切变特别是较大的低空垂直风切变及大的风暴相对螺旋度（）和较低的 ，。在雷达观测特征上，中纬度西风带超级单体龙卷和低纬度 微型超级单体龙卷均具有较明显钩状回波特征、明显中气旋或龙卷涡旋特征（），但 龙卷母体风暴的中气旋尺度较小、伸展高度较低 ，。上述研究成果主要针对低纬度 龙卷和中纬度西风带系统龙卷个例取得，目前对低纬度西风带系统龙卷的基础研究还较少 、认识还不够。因此，本研究选取广东两次发生在相同地区、相似西风带系统环流背景下的龙卷天气过程（年 月 日潮州市潮安区凤塘镇龙卷（简称“”龙卷）和 年
5、 月 日潮州市湘桥区意溪镇龙卷（简称“”龙卷）。龙卷资料来源于广东省气候中心和潮州市气象灾害档案。利用 常规观测、汕头 型新一代多普勒雷达等观测资料，本研究对比分析了两次龙卷发生的环境场特征、龙卷母体风暴发生发展的雷达观测特征等，探讨其异同点，以期为低纬度广东西风带系统龙卷的监测、预报及预警提供参考。两次龙卷过程实况 年 月 日下午，受锋面低槽和暖湿气流影响，潮州市出现大雨、局部暴雨，并伴有雷电、短时强降水等强对流天气，：（北京时，下同）前后潮安区凤塘镇书图、淇园、沟头、邱厝及浮洋镇陇美、桥湖、庵后等村落遭受龙卷风袭击，凤塘区域自动站测到的极大风力 （级）。龙卷造成 间房屋和 余家工厂受损，损
6、坏厂房面积约 ，导致 人死亡、人受伤，直接经济损失 万元。图 为部分受损厂房，可明显看到铁皮屋顶因龙卷风向旋转，出现扭折。年 月 日 ：前后潮州市湘桥区意溪镇遭受龙卷风袭击，造 余间房屋严重受损或倒塌，树木折断，人受伤，经济损失约 万元。经潮州市气象局现场调查，影响最严重的区域位于一条乡村公路旁，最大破坏面积约 。图 为被掀起的屋顶瓦片，图 为被扭断的大树，并伴有树皮剥落的现象，为明显的龙卷风灾特征，意溪镇区域自动站录得瞬时大风 。根据“增强的藤田级别”（）龙卷定强标准，可以判断两次龙卷灾害强度均为 级，属于弱龙卷。图 年潮州市凤塘镇龙卷（）及 年潮州市意溪镇龙卷（、）破坏现场图片 环流背景对
7、比 年 月 日 ：，副热带高压位置偏东偏南，强度偏弱，中高纬度有西风槽东移，与低纬度广西中部一带的南支槽构成阶梯槽，粤东处于南支槽槽前西南偏西气流影响。，广西中东部同样有短波槽东移，广东处于槽前西南风场中，粤东受西南气流影响，汕头站西南风风速为 。和 ，有切变线南压到粤西北部一带，粤东同样处于西南急流影响，汕头站西南风风速为 ，中低层华南大部处于显著湿区。同时 上广东处于南亚高压北侧西北偏西气流明显辐散区（图 ）。地面 ：广东受低压槽影响，东南沿海一带存在一条明显的辐合线（图略）。年月 日 ：的环流形势与 年月 日相似，副热带高压偏南偏弱，湖南 粤北一带有短波槽东移，粤东处于槽前西南偏西气流影
8、响。广西西部有南支槽东移，广东处于槽前强西南急流影响，汕头站西南风风速为 。，有切变线压到南岭以北，广东受强西南偏南急流影响，汕头站西南风风速分别为 、，中低层华南处于显著湿区，上广东处于南亚高压东部西北气流明显辐散区。地面 ：广东处于脊后槽前，东南沿海一带存在一条明显的辐合线。在系统配置上，该过程 槽线位于 槽线东侧，即存在前倾槽结构，为强对流的发生提供了对流不稳定条件（图 ）。图 年 月 日（）和 年 月 日（）：中分析图 环境条件分析风暴相对螺旋度（，）反映了一定气层厚度内环境风场的旋转程度和输入到对流体内环境涡度的大小，是界定有利于产生超级单体风暴的最低值，也可作为预报有龙卷、冰雹大风
9、、强降水等天气的参考指标之一。能量螺旋度指数（，）是由 等 提出，反映对流有效位广东气象第 卷 能和螺旋度结合的指数，其公式 （），普遍认为 是产生龙卷的有利条件 。选择距离龙卷发生地约 的汕头探空站资料进行分析。分析发现，“龙卷”过程中，：探空资料分析显示（表略）仅为 ；抬升凝结高度（）较低，为 ；中低层垂直风切变较大，但深层 垂直风切变约为 ，中等偏弱；较小，约为 ；也很小，在 值附近；环境条件不利于超级单体风暴的发生。“龙卷”过程中，：探空资料分析显示 值很小，仅 ；抬升凝结高度 较低，为 ；深层 垂直风切变偏弱，约为 ，但中低层垂直风切变很强，垂直风切变和 垂直风切变分别为 和 ，达到
10、强的低空垂直风切变；和 较大，分别为 和 ，环境条件对超级单体风暴的发生有利。雷达观测特征对比汕头多普勒雷达反射率因子产品显示，年 月 日，：前后，揭阳西北部有大片零散对流单体发展东移；：，飑线东移逐渐进入潮州市境内，其前后均有入流缺口，对应径向速度图上雷达未探测到中气旋或 ；：，飑线加强，最大反射率因子达 ，更具有组织性，其前缘更加光滑，径向速度图上相邻两个像素点之间出现切变（即龙卷涡旋特征（），切变值为 ，底高约 ，位于揭阳境内，距离雷达约 ；：，飑线主体进入潮州境内，对应径向速度图上凤塘镇附近雷达自动识别出 ，明显增强，其切变值达 ，底高维持在 ；龙卷发生在 ：前后，位于弓形回波中部前端
11、的 附近。随后回波继续东移，特征消失（图 ）。（为龙卷触地位置，?为雷达识别到 ）图 年 月 日 ：（、）、：（、）、：（、）汕头雷达 反射率因子（、）和径向速度图（、）该次潮州龙卷雷达上并未探测到中气旋，属于非中气旋龙卷（非超级单体龙卷），但探测到了 ，较龙卷提前 个体扫出现。龙卷发生在飑线的弓形回波前缘，地面有辐合线配合，强度等级较小，符合非中气旋龙卷（非超级单体龙卷）的特征，这也是广东首次在雷达上探测到弓形回波前侧的非中气旋龙卷（非超级单体龙卷）过程。汕头多普勒雷达反射率因子产品显示，年 月 日 ：前后，在揭阳和潮州交界处有对流单体生成，之后对流单体向东移进入潮州境内；：，对流单体发展为
12、超级单体风暴，低层具有较明显的前侧入流缺口和钩状回波特征，对应低层径向速度上出现中气旋，旋转速度约为 ，直径约 ，底高约 ，距离雷达 （图略）。此后该超级单体风暴继续加第 期张晶晶等：潮州两次西风带龙卷天气过程对比分析强，最强反射率因子 ，：，低层径向速度图上中气旋强度加大，旋转速度达 ，直径紧缩至 ，并开始探测到像素到像素的切变即 ，切变值为 ，底高约 （图 ）；：，超级单体风暴继续东移影响潮州湘桥区意溪镇，低层钩状回波更加明显，对应低层径向速度图上中气旋和 继续维持，龙卷发生在 ：前后，出现在钩状回波顶端和中气旋中心、附近。超级单体风暴中气旋一直维持至 ：（图略），之后逐渐减弱。（为龙卷触
13、地位置，为对应中气旋位置，?为雷达识别到 ）图 年 月 日 ：（、）、：（、）和 ：（、）汕头雷达 反射率因子（、）和径向速度图（、）结论通过对比分析发生在广东潮州的两次西风带系统龙卷（年 月 日龙卷和 年 月 日龙卷）的环境背景场、与龙卷发生相关的关键环境参数以及多普勒雷达观测等特征可以得到以下结论：）两次龙卷过程发生在相似天气形势下：均受高空槽东移和中低层切变线南压影响，并伴有低空急流，但“”龙卷过程在广东境内存在前倾槽结构，且其低空西南急流的强度明显更强，更有利于强对流风暴的发生。）从发生环境条件看，两次龙卷过程均发生在极低的抬升凝结高度（）和中等偏弱的深层垂直风切变环境下。中等强度的对
14、流不稳定能量和“上干、下湿”的不稳定层结以及强的对流不稳定能量和整层都很湿的不稳定层结配置都可能产生龙卷。）雷达观测特征方面，“”龙卷属于非超级单体龙卷；而“”龙卷属于超级单体龙卷；两次龙卷都伴有 ，但前者 相对较弱，较龙卷出现仅提前 个体扫，最大预警发布提前量约 ，而后者 强度更强，持续时间更长，较龙卷出现提前 个体扫，最大预警发布提前量可达 ，对龙卷预警发布有更好的指示意义。致谢：感谢广东省气候中心提供的资料；感谢潮州市气象局丁丽佳台长对本研究的指导！参考文献：郑永光 中国龙卷气候特征和环境条件研究进展综述 气象科技进展，（）：黄先香，俞小鼎，炎利军，等 珠江三角洲台风龙卷的活动特征及环境
15、条件分析 气象，（）：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 广东气象，（）：郑永光，蓝渝，曹艳察，等 年 月 日辽宁开原 级强龙卷形成条件、演变特征和机理 气象，（）：张小玲，杨波，朱文剑，等 年 月 日江苏阜宁 级龙卷天气分析 气象，（）：广东气象第 卷 曾明剑，吴海英，王晓峰，等 梅雨期龙卷环境条件与典型龙卷对流风暴结构特征分析 气象，（）：俞小鼎，郑媛媛，张爱民，等 安徽一次强烈龙卷的多普勒天气雷达分析 高原气象，（）：王秀明，俞小鼎，周小刚 中国东北龙卷研究：环境特征分析 气象学报，（）：黄先香，俞小鼎，炎利军，等 号台风“艾云尼”龙卷分析 气象学报，（）：
16、李彩玲，杨宇声，郑启康，等 一次台风暴雨中的龙卷风天气 广东气象，（）：黄先香，炎利军，王硕甫，等 号“山竹”台风龙卷过程观测与预警分析 热带气象学报，（）：朱文剑，盛杰，郑永光，等 号“彩虹”台风龙卷现场调查与中尺度特征分析 暴雨灾害，（）：郑媛媛，张备，王啸华，等 台风龙卷的环境背景和雷达回波结构分析 气象，（）：黄先香，俞小鼎，炎利军，等 年 月 日广东徐闻强龙卷天气分析 气象，（）：王沛霖，珠江三角洲春季龙卷发生的环境条件 热带气象学报，（）：黄先香，炎利军，植江玲，等 年 月 日佛山龙卷风过程分析 广东气象，（）：黄先香等 广东一次超级单体强龙卷的形成环境和观测特征分析 热带气象报，（）：，：，：，（，；，；，）：，（“”“”），；，：；第 期张晶晶等：潮州两次西风带龙卷天气过程对比分析