西南低涡作用下的成都重庆机场一次雷雨过程分析

摘 要：根据成都双流国际机场及重庆江北国际机场开航以来的数据统计，雷雨天气是两个机场造成飞行延误的主要天气之一，文章利用常规观测资料、NCEP全球再分析资料等，对2015年5月7-8日出现的一次西南涡诱发的雷暴伴短时强降水天气进行诊断分析。文章分别从水汽条件、不稳定能量条件、动力抬升条件等方面进行分析并总结。因雷雨发生在春季，副热带高压势力较弱，西南涡对两机场的影响时间总体较短，未对飞行造成长时间的持续影响。
　　关键词：西南涡；川东重庆；雷暴；短时强降水
　　引言
　　四川盆地处于青藏高原（下称高原）东侧，在有利的环流形势下移出高原的低涡常致使川东重庆甚至中国东部广大地区产生雷雨、暴雨，造成灾害性天气，为飞行安全带来的较大隐患。然而，实际预报业务中春季西南涡预报仍是预报难点。为了提高对此类雷雨过程的认识，非常有必要对新近发生的一些个例进行深入研究，如2015年5月7-8日受高原低涡切变影响先后发生在川东重庆的一次雷雨天气过程。
　　1 过程概况
　　受高原槽与西南涡共同影响，2015年5月7日夜间1400（以下时间如未特别说明均使用UTC世界协调时）到8日凌晨2000时，成都双流国际机场（以下用ZUUU简称）及重庆江北国际机场（以下用ZUCK简称）先后出现了一次雷暴伴强降水天气过程。
　　降水主要分为两个阶段，第一阶段为7日前半夜，ZUUU先行出现弱雷雨天气，其后在1430-1530时出现一个时次的中阵雨强降水天气；雷暴时间前后持续3个小时。
　　第二阶段从7日1418时ZUCK先出现干雷暴，其后开始小阵雨天气，在1800-2000出现了两个时次的中阵雨天气。
　　因此次雷暴和强阵性降水时间多集中于夜间进场航班密集时段，且先后发生于ZUUU和ZUCK两场，对航班造成一定的影响，短时增加了管制调度的难度。
　　2 雷雨成因分析
　　2.1 高空环流形势分析
　　500hPa上：7日12时（图1a）亚洲中高纬可见一脊一槽的环流形势，贝湖以东我国东北地区有一深厚低涡中心，中低纬四川盆地受高原东移低槽影响，副高588线退居海岸线上，受高空低槽影响580线略有南压，12时后成都重庆主体位于高空槽前西南气流控制，槽后冷平流明显，有利于强对流天气的产生。7日18时（图1 b）低槽主体位于四川盆地和重庆交界处，其后川东重庆已逐渐转为槽后偏北气流。
　　700hPa上：7日12时（图2a）西南涡已经形成，308线闭合中心位于川东南重庆西部附近，从孟湾北上的西南急流显著加强，最大风速达16m/s；到18时（图2b）风速已加强到20m/s，并伴有5℃左右的负变温，北方冷空气进一步南下，与西南急流暖湿气流的强烈交汇，低涡在此期间发展后逐渐演变成切变线，继续在川南维持，强度在18时后开始减弱。
　　850hPa上：川东南存在一闭合低涡，配合高原槽和700hpa切变加之前期高温高湿大气层结，触发了暖区强对流天气的发生。成都重庆两场处于辐合后部偏北气流，冷空气影响明显，配合到盆地有连续的偏南气流输送水汽。（图略）
　　2.2 地面形势分析
　　着眼于成都（56187）及重庆（57516）两站7日12时地面三线图（图略）来看，基本满足典型雷雨天气条件：前期连续高温聚集大量能量，7日午后气温下降出现拐点，相对应的气压微降，湿度始终维持较高的状态，大气近乎于饱和，极利于强对流过程的产生。从地面24小时变温场和24小时变压场上可以看出，7日前半夜，冷空气主体还在川北零变压线位于绵阳-德阳-成都一线，7日夜间到8日凌晨伴随着一个负变温中心和正变压中心南压的动态过程。从三小时变压图上可以看出冷空气南下前，川东南低涡附近有较大的负变压中心区，热低压仍在发展。到18时冷空气主体已经南下，与高空环流形势反应相一致，且与降水开始时间以及强对流发生时间相吻合。
　　2.3 水汽条件
　　水汽通量散度：西南低空急流提供了源源不断的水汽供应，但水汽在降水区附近是否有辐合上升，水汽在何处辐合上升则是判断暴雨落区的关键。
　　在700hPa水汽通量散度图上（图3a、c），7日12时低涡附近开始出现负值中心，中且低值中心与低涡中心基本一致，而18时负值中心强度明显加大，水汽辐合中心的移动方向与前文分析的系统移动方向一致，最后移向川东北-重庆。表明在动力抬升强烈的区域同时也有水汽辐合的大值中心与之对应，最大中心值随着系统东移先后为四川盆地和重庆区域的雷雨伴短时强降水提供了十分有利的条件。850Pa水汽通量散度与700hPa类似。可看出本次过程川东重庆区域中低层始终处于较强的水汽辐合区中，西南急流和偏南气流送来的水汽得到了强的辐合抬升，形成短时强降水。
　　2.4 不稳定能量条件
　　通过对探空站参数列表分析（表2）表明：成都、重庆站能量条件与不稳定条件表现均较好，K指数大于24，SI沙氏指数均小于1℃，CAPE对流有效位能在强降雨发生前出现了大于1200的大值j·kg-1；抬升凝结高度较低，这些都是有利于产生雷雨的物理环境场。这次过程前和发生时层结都处于不稳定条件下。但是过程前和发生时水汽条件都较好，因此这次降雨过程具有短时强降水的特征。