2023年3月22日江南地区大范围强对流天气分析

⒈实况： 22日早晨开始，江西，湖南、福建、浙江等地遭受大范围强对流天气袭击，江西等地出现明显短时强降雨天气，最大降水量大于50mm，局地伴有小冰雹或8级以上大风，22日午后开始浙江等地出现强对流天气，浙江部分地区出现30m/s大风。22日16时左右江西赣州出现强冰雹天气，最大冰雹直径达到5-6cm，达到我国强对流业务中规定的极端强冰雹阈值(>5cm)，本次强对流天气过程以混合型强对流天气

赣州冰雹实况(图源微博) ⒉天气背景： ⒉⒈500hpa层面上，东亚地区中高纬度地区大致呈西高东西型分布，其中贝加尔湖-我国东北为一宽限低涡，该低涡下摆槽下探到山西一线，地面上一个强气旋位于该低涡的东南象限。中东附近为一个强的切断低涡，该低涡向下游频散能量导致南支西风剧烈震荡，南支西风上多短波活动，高原一带有一条有温度槽配合的短波槽下滑东移，在槽前正涡度平流对低层降压的作用下，22日槽前的江南-江淮一线盛行天气尺度的上升运动。昨日江淮一带的气旋波在暖平流的作用下有明显加深，对应今天早上08时的东亚天气图上江淮一带有一明显短波槽。500hpa华东地区有一-12℃温度槽。副热带高压陆地脊线位于中南半岛东部。

亚洲地区22日08时500hpa天气图

东亚地区22日08时500hpa层面天气图 ⒉⒉850、700、300hpa：850hpa层面上，由于地面气旋强烈发展加深导致安徽一带出现一明显的气旋性环流，一条明显的切变线横贯江苏-贵州的广大地区，切变线低空西南急流强度显著，低空急流强度>12m/s，在850hpa低压加强的过程中伴随着低空急流的明显加强。在西南急流的引导下，华南一带>12的大比湿区开始向北扩散至江南地区。850hpa福建-江西中南部-浙江南部一带有暖温度脊。与温度槽叠加进一步增大了上层的对流不稳定性，700hpa层面上700hpa槽略滞后于500hpa，形成前倾结构，但槽线重合度较高表明整层锋区较为陡峭。300hpa层面上高空急流辐散区位于华东地区上空。呈现出分流特征。高层辐散的抽吸作用进一步使天气尺度的上升运动维持或加强

东亚地区22日08时850hpa 天气图

东亚地区22日08时700hpa 天气图

东亚地区22日08时300hpa 天气图 ⒉⒊地面天气图：地面气旋在500hpa高空槽前正涡度平流和暖平流的作用下明显加强，14时地面气旋中心位于浙北一带。其南侧地面冷锋与暖平流区域形成准静止锋，仅有弱冷空气渗透南下进南侧暖区。地面锋区形成明显的抬升和上升运动。

⒊探空分析： 选取江西南昌(58606)站和赣州(57993)站进行分析后发现：08时南昌整层稳定，状态曲线位于层结曲线左侧，900hpa层面左右存在逆温层，而露压曲线与层结曲线较近表明整层湿度较大。850hpa西南急流强盛，而地面为东北风控制。从地面抬升cape为0，但是自最不稳定层(逆温层层顶)抬升后的Mucape达到600j/kg以上，探空呈现出明显的高架对流探空特征，0℃高层在3.5km左右，整层干区并不强，但500hpa急流强度较强且整层风向重合度较高，表明强对流天气类型以短时强降雨，小冰雹和7-8级的雷雨大风为主，与春季高架对流强对流天气类型较为接近。而对赣州地区的探空进行分析后发现其整层急流强度更强，具备更大的垂直风速切边，而0度层高度与南昌接近或略高。Mucape达到1000j/kg以上。且存在明显的上干下湿喇叭口型湿度层结特征。推测存在较大的Dcape，尽管近地面存在逆温层，但在午后平流增温的作用下逐渐消失。且午后的差动平流进一步增大了整层的不稳定性。强大的垂直风切变有利于高度组织化的对流发生发展，并足以支持产生强烈的冰雹和雷雨大风等强对流天气。EL高度大概在300hpa左右，根据风矢端图判断赣州0-1km和0-3km存在较大的SRH，但高层存在VBV或许一定程度上对风暴的入流有一定抑制，且垂直风向切变相对南昌较好但顺转程度仍不是很强，或导致对流更快速的线性化

上图22日08时赣州探空，下图22日08时南昌探空 ⒋具体对流过程分析 ⒋⒈ 22日早对流过程：22日早晨，沿着地面的江西中北部一带气旋波西侧的准静止锋上有雨带发展，探空显示江西北部整层静力稳定且存在明显的风向风速切变，构成条件对称不稳定(CSI)机制。边界层大气稳定在强抬升运动下促进了重力波的发展，多个重力波之间的波谷产生的垂直运动导致条件性对称不稳定的释放形成了相对于平流静止的多条平行雨带，伴随高空槽前正涡度平流对底层的降压作用和暖平流的作用下雨带逐渐转变为逗点状。而其西侧的准静止锋雨带随着气旋逗点状的演变也略有南探。气旋和雨带在700hpa高空风的领导下向东-偏东北的方向移动。其中早晨8-9点袭击南昌的强单体在上午11时左右进入上饶附近时快速加强，地形分布上，上饶地处玉山和武夷山之间的一个接近喇叭口地型区域，且根据再分析显示11时左右该地区附近存在右偏北风和西南风构成的气旋性辐合气流，对应该地区存在水汽通量散度辐合和较强的垂直上升运动。500hpa层面上该地区上空存在显著干空气层。单体移动到此处后垂直扰动叠加使上升运动快速加强，而气旋性环流使中层干空气快速卷入风暴内部导致大量雨滴/冰雹蒸发/升华，快速加强了下沉气流并导致单体向弓型回波转化。

4.2 浙江强对流天气过程：13时左右弓型回波进入浙江，其后侧入流缺口逐渐明显且其北侧气旋性环流再度加强，使整条弓型回波逐渐呈现出LEWP型形态，由于浙江处于气旋波南侧暖区，500hpa层面上有一-12℃的冷槽，具备更强的中尺度热力条件，对流风暴进入浙江后维持强度甚至再度加强，弓型回波路径上皆出现 10级以上大风(最大阵风达到33m/s)，根据台州多普勒雷达观测显示弓型回波后侧入流最大达到27m/s，对应地面最大风力应该在25m/s以上，考虑到距离折叠并未观测到弓型回波北侧气旋性环流结构，由于近地面急流强度较强，弓型回波前侧阵风锋与低空急流之间形成正负涡度平衡(RKW理论)，进一步导致垂直运动加强及维持。而较强的引导层风速导致弓型回波移动速度较快使其前侧冷池达到一种准平衡状态，前后两支入流与环境相互作用使弓型回波长久维持。而在对流单体的潜热释放导致中层加热(导致PV正异常并导致气旋性环流加强和入流加强)和地转偏向力的作用下，位于浙江北部的中β尺度对流系统开始出现类似于气旋性环流的结构。而位于江西-浙江交界的线性对流在底层暖平流持续增温，环境静力稳定度持续减小的环境下逐渐从平行的多条雨带转化为一条包含了多个强单体的线性对流带

4.3.江西中南部-福建强风暴过程：22日12时开始，地面准静止锋的北侧的冷空气开始向南渗透，14时左右赣州一带地处暖区，底层盛行偏西南气流，冷空气沿地形渗透与边界层西南风产生气旋性辐合式环流，且由于上午边界层相对稳定，西南急流与地形相互作用有重力波产生，重力波波谷上升运动与气旋性辐合区域叠加加强了垂直运动，沿其逐渐有单体新生，并在良好的热力环境和强的垂直风切变背景下快速组织化，风暴系统逐渐发展出了强风暴的入流缺口，反射率因子高梯度区等特征，表明风暴逐渐向超级单体风暴转变，部分超级单体风暴最大反射率一度达到70dbz以上，雷达上曾观测到影响赣州的超级单体风暴出现TBSS和旁瓣回波特征，对应赣州出现5-6cm左右的大冰雹。16:30以后，强风暴单体在700hpa气流的引导下进入浙江南部和福建北部，16:50台州双偏振多普勒雷达观测到位于泰顺的超级单体风暴，0.5º仰角上，该风暴具有显著的中层入流缺口和反射率因子高梯度区特征，并仍伴有明显的TBSS和旁瓣回波特征。0.5º-1.5ºZDR(差分反射率)存在一明显的ZDR柱提示风暴的强烈上升运动。在ZDR柱东北侧，0.5º仰角上存在一处与高反射率因子区对应的ZDR低值区，表明存在强降雹。垂直累计液态含水量>65kg/m2。江西南部-浙江南部-福建皆存在显著干空气层，进一步降低了湿球零度层高度，减少了冰雹下落过程中的融化程度。17：00以后伴随着地面冷空气的渗透暖区孤立强单体逐渐激发从江西进入福建境内。伴随着低空急流的日际变化冷锋向南渗透，导致夜间湖南-福建南部出现大范围强对流风暴。