华北冷涡背景下山东两次强对流天气过程对比分析.pdf

Aug.2023METEORECHNOLOGY5412023年8 月第5 1卷第4期Vol.51,No.4象技科华北冷涡背景下山东两次强对流天气过程对比分朱义青12褚涛3刘新磊2（1山东省气象防灾减灾重点实验室，济南2 5 0 0 31；2 山东省临沂市气象局，临沂2 7 6 0 0 4；3山东省枣庄市气象局，枣庄2 7 7 0 0 0)摘要基于地面和高空观测资料、NCEP11再分析资料及多普勒雷达等资料，对发生在山东两次相似环流形势的华北冷涡背景下，造成不同类型的强对流天气进行对比分析。结果表明：2 0 16 年6 月14日发生的强对流天气(“614过程)以雷暴大风和短时强降水为主，发生在低层弱的垂直风切变环境中，对流层中下层（40 0 9 0 0 hPa)存在较为深厚的暖湿平流，水汽输送充沛，同时造成0、一2 0 层高度抬升，有利于短时强降水而不利于冰产生；2018年6 月13日发生的强对流天气（“6 13”过程）以雷暴大风和冰雷为主，发生在较强的条件不稳定层结和强的低层垂直风切变环境中，40 0 5 0 0 hPa冷平流以及低层暖平流的同时增强，有利于对流层中层的温度垂直递减率进一步增大，造成一30 一2 0 层进一步下降，促成了大冰電的发生环境。“6 14”过程是由地面辐合线触发，“613过程是由锋面触发。“6 14”过程强反射率因子高度低，无明显高悬强回波结构，利于出现短时强降水；“613”过程具有单体结构密实和明显高悬强回波结构特征，因此，6 13”过程对流强度更强，更容易出现冰雷。关键词同华北冷涡；短时强降水；冰中图分类号：P458D0I:10.19517/j.1671-6345.20220281文献标识码：A引言强对流是一种深对流天气过程，主要包括雷暴大风、短时强降水、冰電和龙卷等4类强对流现象，一般都伴有雷电。因其一直是预报业务中的重点和难点，许多气象学者都对此做过大量的研究1-16 。郑媛媛等17 从强对流的天气学条件人手，总结出强烈发展的强风暴常有逆温层、强的风垂直切变、中层干冷空气等有利条件。孙继松等18 从预报实践的角度讨论了与强对流有关的基本概念、基础理论以及它们在实际强对流预报中的应用问题，内容包括静力不稳定、动力不稳定有关的基本理论，探空分析与不稳定参数，抬升速度、辐合线与对流垂直运动的关系等。万夫敬等19 对2 0 17 年8 月6 日山东东部地区一次罕见雷暴大风分析表明，10 级以上雷暴大风在雷达平均径向速度产品上的主要特征包括强的中层径向辐合或者近地面径向辐散、大的径向速度绝对值等特征。华北冷涡是指进入35 5 0 N、110 12 5 E范围，至少有一条闭合等高线的5 0 0 hPa冷性低压，华北冷涡常给山东带来雷暴大风、短时强降水以及冰電天气2 0 。影响山东地区的华北冷涡大体可分为移人型冷涡和切断型冷涡。移人型冷涡生成的5 0 0 hPa环流形势是，在乌拉尔山和西伯利亚东部为阻塞高压，其间为宽广的低槽区，当乌拉尔山高压前有较强冷空气侵人槽区时，因低槽北段东移中受西伯利亚高压东部阻高阻挡停滞，冷空气逐渐向南侵袭贝加尔湖及蒙古上空，逐渐发展成冷性低涡，当冷涡向东南方向移动时，会对山东造成强对流天气。切断型冷涡有2 种情况，一种是蒙古横槽切断出来的冷涡，另一种是移动性低槽中切断出来的冷涡。一般情况下，不同的环流形势产生的灾害性天气类型也不同，比如高空冷涡或横槽转竖的环流形势下多发生风電类灾害性天气，而低槽前偏南气流或副高边缘西南气流辐合形势下多出现雷雨大风。但相似的环流形势也可能产生不同类型和不同强度http:/气象科技中国气象局创新发展专项（CXFZ2021Z034）和山东省气象局科研专项（SDYBY2019-14）共同资助作者简介：朱义青，男，19 8 5 年生，硕士，高级工程师，从事中短期预报分析研究，Email:中国气象局创新发展专项（CXFZ2021Z034）和山东省气象局科研专项（SDYBY2019-14）共同资助作者简介：朱义青，男，19 8 5 年生，硕士，高级工程师，从事中短期预报分析研究，Email：l y z h u y i q i n g 16 3.c o m收稿日期：2 0 2 2 年7 月1日；定稿日期：2 0 2 3年5 月18 日542象第5 1卷技科的灾害性天气，因此，分类强对流预报需在流型基础上进一步分析其物理量参数2 1。王秀明等2 2 对雷暴大风、短时强降水和冰等产生的环境条件及风暴结构特征进行了全面综述。冰的产生需要强而持久的上升气流，需要较大的对流有效位能和较强的深层垂直风切变，大气中0 层的高度不宜太高。绝大多数雷暴大风是由雷暴内强烈下沉气流所导致的，目前公认的有利于雷暴内强烈下沉气流的环境条件主要有2 3-2 4：对流层中层或以上（6 0 0 hPa以上）有明显干层；对流层中下层（5 0 0 hPa以下）大气环境温度直减率较大。一次强对流天气过程常常可以出现多种灾害性天气，不同地区物理量的阈值也存在差异，这给分类强对流预报带来了困难。山东地处我国东部中纬度地区，当有华北冷涡维持时，雷暴大风、短时强降水和冰電等强对流天气频发。2 0 16 年6 月14日和2 0 18 年6 月13日山东出现大范围强对流天气，它们均发生在华北冷涡稳定维持的环流形势下，其中2 0 16 年6 月14日以雷暴大风和短时强降水为主，而2 0 18 年6 月13日以冰電和雷暴大风为主。这两次强对流天气过程，华北冷涡均稳定维持在蒙古东部，环流形势相似。在相似环流背景下为何产生了不同类型的强对流天气？为了分析产生不同类型强对流天气的原因，本文利用地面和高空观测资料、NCEP1X1再分析资料和多普勒雷达等资料对两次华北冷涡背景下环境参数和触发机制的差异进行比较，并给出对流风暴结构的差异。1两次强对流天气概况2016年6 月14日下午到夜间，山东中北部出现雷雨大风和短时强降水天气（“6 14”强对流天气过程），其中仅4站出现冰。全省有17 0 个地面气象站（含国家气象观测站，下同）出现17 ms-1以上的大风，7 5 站出现2 0 ms-1以上的大风，其中淄博市龙泉站出现36.1ms-1的极大风速。全省有135站出现2 0 mmh-1以上的短时强降水，其中潍坊市临胸站出现最大5 0.8 mmh-1的短时强降水。2018年6 月13日中午到夜间，山东中东部地区出现雷雨大风、冰電和局地短时强降水（“6 13强对流天气过程），全省共36 个国家气象观测站观测到冰電，其中济阳冰電直径达4cm。全省有15 8 个地面气象站出现17 ms-1以上的大风，8 0 站出现2 0 ms-1以上的大风,其中青岛奥帆基地观测到39.1ms-1的极大风速。“614”和“6 13”两次强对流天气过程均出现在中午至前半夜，“6 14”强对流天气过程以短时强降水和雷暴大风为主，而“6 13强对流天气过程以雷暴大风和冰電为主。2资料与方法“613强对流天气过程和“6 14”强对流天气过程的对比分析采用的资料包括常规地面、高空观测，山东地面加密观测，济南、潍坊和青岛多普勒雷达观测，NCEP/NCAR1X1的逐6 h再分析资料。雷暴发生的临近探空基于章丘0 8：0 0 探空数据结合雷暴发生前章丘站地面观测数据对资料进行订正，925hPa比湿取0 8：0 0 比湿。采用地面、探空资料分别计算了0 1km和0 6 km水平风垂直切变。两次过程回波结构特征对比分析时，风暴单体的回波强度采用最强时刻值。3影响系统及环境条件分析2016年6 月14日0 8：0 0 的5 0 0 hPa形势场上中高纬度环流形势为两槽一脊型，乌拉尔山以东地区受阻塞高压控制，内蒙古中部地区从5 0 0 8 5 0 hPa均受华北冷涡控制（图1a），华北冷涡后部有明显横槽伸向内蒙古中西部地区。2 0 18 年6 月13日环流形势（图1b)与其类似，不同的是“6 14强对流天气过程华北冷涡的位置较“6 13”强对流天气过程略偏东南。3.1中尺度环境条件对比分析由于两次强对流天气过程出现的灾害性天气有所差异，下面将结合常规观测资料和NCEP1X1的逐6 h再分析资料对两次强对流天气中尺度环境条件进行对比分析。3.1.1水汽条件强对流天气过程一般低层水汽较为充沛，两次强对流天气过程8 5 0 hPa具有比湿大值中心或大值带，但是“6 14”强对流天气过程水汽条件更为充沛。对流发生前的2 0 16 年6 月14日14：0 0（图2 a）山东中北部低层相对湿度较大，8 5 0 hPa比湿强度达到11gkg-1,并在山东中北部地区出现12 gkg-1的比湿大值中心，为对流的发展提供了充沛的水汽条件，对短时强降水的发展较为有利。“6 13”强对流543朱义青等：华北涡背景下山东两次强对流天气过程对比分析第4 期天气过程发生时山东上空8 5 0 hPa（图2 b)整层相对湿度低于7 0%，比湿大值中心位于山东半岛东部，对流单体在干环境中产生并发展。60N60N(a)(b)575765756454545565565151560485684857645一4542564423939568.564-568-3657236L3333730580302727580584580-5849095100105110115120125130135140E9095100105110115120125130135140E图12016年6 月14 日0 8:0 0（a）和2 0 18 年6 月13日0 8：0 0（b)500hPa高度场（单位：dagpm）和风场40N40Na(b)3939103838373736363535343433333232112113114115116117118119120121122123124E112113114115116117118119120121122123124E70809095%70809095%图22016年6 月14 日14：0 0（a）、2 0 18 年6 月13日14：0 0（b）8 5 0 h Pa 比湿（等值线，单位：gkg-1）和相对湿度（填色）3.1.2不稳定层结的发展许爱华等2 5 在对强对流天气过程进行天气特征分类时指出，对流不稳定的发展可以由冷暖平流共同作用导致，可以是中高层冷平流加强产生，也可以是低层暖平流加强产生。两次强对流天气均在山东中北部地区（37 N附近)触发并向偏东方向移动发展，因此沿37 N做物理量场的纬向剖面（图3）。2 0 16年6 月14 日0 8：0 0（图3a）山东中北部115 116 E对流层中下层（4 0 0 90 0 hPa）出现暖平流，强度达6X10-5s-1，7 5 0 h Pa 附近出现暖中心，高层300hPa以上有冷平流，强对流天气从山东中北部开始；14 日14：0 0（图3b）随着西北气流南下，高层冷平流强度加强，115 E附近2 5 0 hPa出现冷平流中心，强度为-10 X10-5s-1，115 118 E附近400hPa以下为暖平流，在5 0 0 hPa和7 5 0 hPa各有一个暖中心。“6 14强对流天气过程存在较为深厚的暖湿平流，造成水汽输送充沛，同时造成0、一2 0 层高度将逐渐抬升，有利于短时强降水的产生而不利于冰電的产生。2 0 18 年6 月13日0 8:0 0（图3c)山东中北部115 119E附近4 0 0 hPa以下为暖平流，7 0 0 hPa有暖平流中心，强度达12 10-5 s-1，400hPa附近为冷平流；13日14：0 0（图3d)随西北气流南下，高层冷平流向中低层侵人，4 0 0 5 0 0 hPa附近出现强度达一2 4 10-5 s-1的冷平流中心，544象第5 1卷技科925hPa以下形成较强的暖平流，中高层冷平流向低层渗透，利于大气温度垂直递减率的增大，利于雷暴大风和冰電的出现。综上分析，两次强对流天气过程对流发生前均存在不同程度的条件不稳定层结；“614”强对流天气过程对流层中下层（4 0 0 90 0 hPa)存在较为深厚的暖湿平流，造成水汽输送充沛，同时造成0、一2 0 层高度的逐渐抬升，有利于短时强降水而不利于冰雷产生。而“6 13”强对流天气过程，4 0 0 5 0 0 hPa冷平流以及低层暖平流的同时增强，有利于对流层中层的温度垂直递减率进一步增大，造成一30 一2 0 层进一步的下降，促成了大冰的发生环境。200200300300七400400500500/600600700700800800900900(a)(b）10001000112 113 114115116117118119120E112113114115116117118119120E2002003招30243003001812400400500500/600600700700800800900900(d)10001000114115116117118119120121122E114115116117118119120121122E图32016年6 月14 日0 8:0 0（a）、14:0 0（b)以及2 0 18 年6 月13日0 8:0 0（c）、14:0 0（d)沿37 N的温度平流（等值线，单位：10-5 s-）纬向剖面3.2探空分析选取距两次强对流触发位置较近的章丘探空站观测数据进行探空分析，两次强对流天气过程的高低层水汽和热力的差异可从探空曲线得到验证。对流触发前，2 0 16 年6 月14 日0 8：0 0 章丘探空图（图4 a)呈“喇叭口”形态，8 5 0 30 0 hPa干冷层深厚,对流有效位能（CAPE）仅为5 6 Jkg-1，利用14：0 0 章丘站地面温度（2 7）和露点（19）订正探空数据后（图4 b），对流有效位能为110 0 Jkg-1，中低层温差（T850一T50）为2 7，达到了山东地区6月出现强对流天气的指标2 0，说明大气不稳定度较高。风的垂直分布来看，近地面层为西南风，风速为2 4 ms-1,风速随高度增大,8 5 0 hPa为西西南风，风速10 ms-1,700hPa为西西北风，风速为15 ms-1，风向随高度顺时针旋转，为暖平流；5 0 0 hPa为西西北风，到高层2 0 0 hPa逐渐转为西西南风，风随高度逆时针旋转，为冷平流，这样形成高层冷平流叠加在低层暖平流的不稳定结构，利于对流天气的发生。01km垂直风切变为6 10 3s-1,06km垂直风切变为2.8 10-3s-1,属于中等强度的深层垂直风切变，利于高度组织化对流风暴的产生。0 层高度距离地面4.2 km，一2 0 层高度距离地面545朱义青等：华北冷涡背景下山东两次强对流天气过程对比分析第4 期7km，由于中低层湿层深厚，而使冰電在下降过程中经过融化而降落到地面，因此环境条件不利于强冰電的产生。从章丘探空图还可以看出，92 5 hPa比湿12 gkg-1，1k m 高度以下相对湿度达90%，利于短时强降水的出现。因此2 0 16 年6 月14 日利于短时强降水和雷暴大风的产生。由2 0 18 年6 月13日0 8:0 0 章丘探空图（图4 c)可知，中高层干冷层深厚，对流有效位能为12 8 5 Jkg-1，利用14：0 0 章丘站地面温度（30）和露点（2 1）订正探空数据后（图4 d），对流有效位能（CAPE)达3800Jkg-1，92 5 7 0 0 h Pa 温度垂直递减率为7.56km-1，中层环境相对较干和温度直减率较大利于强下沉气流的发展，从而利于地面大风出现。风的垂直分布来看，近地面层为偏南风，风速为24 m s-1,风速随高度迅速增大，8 5 0 hPa为西西南风，风速达16 ms-1，风向随高度顺时针旋转幅度较“6 14”强对流天气过程更大，暖平流更强；5002 0 0 h Pa 风随高度逆时针旋转，为冷平流，01k m垂直风切变达16 10-3s-1,06 k m垂直风切变为2.310-3s-1,利于高度组织化对流风暴的产生。0 层高度距离地面4.1km，一2 0 层高度距离地面6.7 km，由于中低层湿层浅薄，而使冰電在下降过程中不经过太多融化而降落到地面，因此环境条件利于冰電的产生。9 2 5 hPa比湿10gkg-11km高度以下相对湿度小于5 0%，不利于短时强降水出现。因此2 0 18 年6 月13日利于冰電和雷暴大风的产生。hPa=80-70-60-50-40-30-20-10010203040100200200(b)0-12小时对流天气展盟预报温度对数压力圈(a)o-12hConvectionOutlook测站：章丘5 4 7 2 716年0 6 月14 日0 8 时Thunderstorm（雨）（Y-有N-无）=N无250250150Probability=0.412（临界值0.5 0 0）30030020020mm/h（短时强降水）有/N-无）=N-无YDC9kmProbability=0.105（临界值0.2 4 0）-30250400E4004-2050mm/24h（暑雨）（Y有/N天）=N-无300业Probabllity=0.024（=临界值0.5 0 0）300300420020mm/m（短时强降水）（Y-有/N-无）=N无9kmProbabllity=00.179（临界值0.2 4 0）-30250400400W50mm/24h（暴雨）Y-有/N-无）=N-无20300Probabllity=o0.034（临界值0.2 7 0）5006km500400Severe_weather（强对藏）Y-有N-无=Y有Probability=6006000.263（=临界值0.2 0 0）500TFC7007003kmCCL3322km8508507009251km92510001000850-80-70-60-50-40-30-20-1001020 30 4018681850湿层（相对湿度8 0%）-80-70-60-50-40-30-20-1001020304050 607080图4章丘站2 0 16 年6 月14 日0 8:0 0 T-1np图（a）及14:0 0 订正T-1np图（b）和2 0 18 年6 月13日0 8:0 0（b)T-lnp图（c）及14:0 0 订正T-lnp图（d)（订正图基于0 8：0 0 章丘探空资料）546象第5 1卷科技综上所述，较大的CAPE值对冰的产生更加有利；两次强对流天气过程中低层都有暖平流特征，但是“6 13”强对流天气过程暖平流更强，0 1km垂直风切变比“6 14”强对流天气过程大得多，使对流风暴的加强和发展更为明显；“6 14”强对流天气过程近地面层湿度、大气可降水量明显比“6 13”强对流天气过程要大的多，湿层更为深厚，利于产生大面积的短时强降水（表1）。表1“614和 6 13两次强对流天气过程章丘站0 8：0 0 探空要素对流抑制能量0层高度-20层高度融化层高度抬升凝结高度自由对流高度对流上限Jkg-1mmmmmhPa2016-06-14-3424200700034009565563722018-06-13一32 7410067003100802660230对流有效位能温度露点差/925hPa比湿大气可降水量500hPa与8 5 0 hPa温度差Jkg-1700hPa与4 0 0 hPa平均925.hPagkg-1mm2016-06-1456/1100*12.71.31231272018-06-131285/3800*11.813102833注：*为订正数据。3.3触发机制分析2016年6 月14 日的雷暴触发较2 0 18 年6 月13日晚，“6 14强对流天气过程14 日15:0 0 仅在山东的中北部地区出现3个孤立的雷暴，而“6 13”强对流天气过程在13日11：0 0 前后在山东中北部多个地方有雷暴产生，呈现“遍地开花”状，15：0 0 前后已在山东中东部出现强雷暴。利用地面加密观测资料分析“6 14”强对流天气过程的地面形势场，由于雷暴在14 日15:0 0 前后触发，从14 日14：0 0 地面图（图5 a分析可见，山东西北部有2 条辐合线存在，一条位于沾化一阳信一乐陵一带，另一条位于济阳一齐河一在平一带，辐合线附近有较明显的露点等值线密集区，干湿对比显著，在地面辐合线抬升下，对流天气首先在辐合线和露点梯度大值区附近产生。17:0 0（图5 b)辐合线处于露点192 0 的高湿区中，条件不稳定性增强，16:0017:00淄博周村萌水气象观测站出现41.7mmh-1的短时强降水。随着地面辐合线向偏东方向移动，2 0：0 0 前后（图5 c)移至山东中东部地区，在移动过程中由于一直处于露点温度在192 0 的高湿区中，其南侧前方不断有西南暖湿空气的供应，维持雷雨大风和短时强降水等强对流天气，致使多站出现短时强降水，其中潍坊临胸辛寨气象观测站1h降水量达5 0.3mm。分析“6 13强对流天气过程的地面形势场，由于雷暴是在13日11：0 0 前后在山东中北部多个地区同时触发的，从13日11：0 0 地面图（图5 d)分析，山东西北部武城一商河一滨州一带有一锋面存在，在锋面附近有对流单体生成，呈现“遍地开花”状。到13日14：0 0（图5 e）锋面位于济南一博山一临胸一安丘一带，锋面附近露点温度在192 0 的高湿区中，条件不稳定性增强，大片对流单体位于锋面附近，锋面南侧的露点温度在8 10 之间，无明显暖湿气流的输送，锋面附近产生了较强的雷暴大风和冰電，而短时强降水出现站数较少。17:0 0（图5 f)前后锋面移至青岛一安丘一带，锋面附近露点温度1718 之间，此时段主要为雷暴大风和冰電的影响，而短时强降水较少。综上所述，“6 14”强对流天气过程干湿对比显著，在有利的环境下由辐合线触发，有较强的暖湿气流输送，出现了雷暴大风和短时强降水，仅4 站出现冰。“6 13”强对流天气过程雷暴的触发位于锋面附近，由于无明显暖湿气流的输送，出现了雷暴大风和冰，而短时强降水站数较少。“6 14”强对流天气过程是由辐合线触发，而“6 13强对流天气过程则是锋面触发，这也是“6 13”强对流天气过程组织化程度更好的机制之一。4风暴结构对比分析4.1“614”强对流风暴的演变和结构特征2016年6 月14 日15：0 0（图6 a）前后在山东济阳县境内西北部开始有孤立的普通单体生成，此后547朱义青等：华北#涡背景下山东两次强对流天气过程对比分析第4 期(a)(b)(c)威海191820东营东营东营德州滨州德州德州滨州202019-淄博潍坊20淄博潍坊19.潍坊济南酒博济南聊城青岛莱芜20济雨聊城莱芜青岛泰安聊城.莱芜添安2泰安19日照201918-20济宁20日照.临沂日照济宁.枣庄.济宁菏泽临沂菏泽临沂枣庄(d)19(e)海.东营德州1滨州.东营1618滨州1919-维坊1润博.淄博.潍坊济南18129Y9东营聊城莱芜青岛20德州滨州泰安莱芜青岛潘博潍坊日照济南济宁日照聊城临沂莱芜.泰安，临沂.枣庄图52016年6 月14 日14：0 0（a）、17:0 0（b）、2 0:0 0（c）和2 0 18 年6 月13日11:0 0（d）、14:0 0（e）、17:0 0（f)地面中尺度分析综合图（虚线为露点温度，单位：；红色实线表示地面辐合线；矢量箭头表示地面显著流线）(b)dBz-505济阳1015齐河临胸2025济南3035404550556065AITKMMAX-65DBZAZ/R)-141/42(d)(e)18/dBz15-5-270-205-15210-10临购15-520产-10189585865101532027RFKM91928371656657483(z./R)（2 5 5/8 0)(141/35)(275/1D)图62016年6 月14 日济南多普勒天气雷达1.5 仰角15：0 4 反射率因子（a)以及潍坊多普勒天气雷达1.5 仰角17:59（b）、18:2 3（c)反射率因子，0.5 仰角18:2 3径向速度（d)和18:2 3沿图c中黑线雷达反射率因子垂直剖面（e）548象第5 1卷技科回波单体不断发展加强并向偏东方向移动，14 日18:00（图6 b)前后在山东中西部已出现大面积对流性回波，中心强度达5 5 6 5 dBz,其中大于6 0 dBz的强降水回波单体位于淄博东南部地区。18：2 3（图6 c)强降水回波单体东移南压至潍坊西南部地区，强度维持在5 5 6 5 dBz之间，临胸辛寨气象观测站观测到1h降水量达5 0.3mm；临胸附近0.5 仰角（距地约7 0 0 m)径向速度图上（图6 d)出现一2 7 ms-1的大风，与地面大风相对应。沿图6 c黑线反射率因子剖面（图6 e)可以看出大于5 5 dBz的强反射率因子高度在3km以下，低于0 层高度（4.2 km），无明显高悬强回波结构，实况出现大风和短时强降水。4.2“613强对流风暴的演变和结构特征受华北冷涡影响，2 0 18 年6 月13日11：0 0 前后，在地面锋面附近有对流单体生成，呈现“遍地开花”状。此后，在地面锋面附近不断有大小不等、强度不同的回波单体新生合并发展，部分单体发展为结构密实和明显高悬强回波结构的超级单体风暴，带来大风冰電天气。16：31（图7 a）前后在锋面附近的青岛西北部观测到一线状回波，线状回波由3个独立的风暴组成，16：37（图7 b)线状回波北侧的A风暴逐渐减弱，线状回波南侧的C风暴逐渐加强并与B风暴合并。合并后的线状对流风暴结构密实，风暴中心强度超过7 0 dBz，对应的垂直液态水含量超过6 4 kg?m-，风暴右侧具有强反射率因子梯度区。在同时段径向速度图上，0.5 仰角线状对流风暴对应的是向着雷达的大风速区，最大风速达2 7 ms-l。16:54（图7 c、d），线状对流风暴发展成弓形回波，风暴后侧有明显的弱回波通道，弱回波通道的出现表明中低层有干冷空气侵人，干冷空气夹卷进入风暴内部，使得雨滴蒸发，进一步加强了下沉气流，有利于进一步加强灾害性大风的强度2 0 。弓形回波右侧顶端9.9、6.0 仰角反射率因子强度达到6 5 dBz以上，4.3、3.4、2.4、1.5、0.5 仰角分别为6 0 dBz、58dBz、5 0 d Bz、4 3d Bz、30 d Bz（图略），具有明显的高悬强回波特点。青岛奥帆基地观测到39.1ms=1的极大风速和直径超过2 0 mm的冰。以上分析可知，两次过程的雷达特征存在差异，对应的天气实况也有所差异。“6 14强对流天气过程大于5 5 dBz的强反射率因子高度在3km以下，对应径向速度上近地面层存在一2 7 ms-1的速度区，主要造成大风和短时强降水天气。“6 13”强对流天气过程风暴单体在有利于雷暴大风形成的潜势区域内快速发展加强，造成其影响区域的大风冰天气，其中一个线状对流风暴发展为弓形回波，弓形回波呈现结构密实，风暴中心强度超过6 5 dBz和明显的高悬强回波结构，弓形回波后侧弱回波通道中干空气被夹卷进人下沉气流使得雨滴迅速蒸发，加强了下沉气流强度，造成其影响区域的极端大风和超过2 0 mm的冰電天气。5结论与讨论（1)两次强对流天气过程均发生在华北冷涡背景条件下，“6 14强对流天气过程以短时强降水和雷暴大风为主，而6 13”强对流天气过程以雷暴大风和冰雷为主。（2）“6 14”强对流天气过程对流层中下层（4 0 090 0 h Pa 存在较为深厚的暖湿平流，水汽输送充沛，同时造成0、一2 0 层高度的逐渐抬升，有利于短时强降水而不利于冰電产生。而“6 13强对流天气过程，4 0 0 5 0 0 hPa冷平流以及低层暖平流的同时增强，有利于对流层中层的温度垂直递减率进一步增大，造成一30 一2 0 层进一步下降，促成了大冰的发生环境。(3)探空分析表明较大的CAPE值对冰電的产生更加有利，“6 14”强对流天气过程近地面层湿度明显比“6 13”强对流天气过程要大的多，湿层更为深厚，利于产生大面积的短时强降水；但是“6 13”强对流天气过程暖平流更强；“6 13”强对流天气过程01km垂直风切变比“6 14强对流天气过程大得多，使对流风暴的加强和发展更为明显。（4)“6 14”强对流天气过程是由辐合线触发，“613”强对流天气过程则是由锋面触发，这也是“613”强对流天气过程组织化程度更好的机制之一。（5）“6 14”强对流天气过程强反射率因子高度在3km以下，对应速度上低层有大速度区，主要造成大风和短时强降水天气。“6 13”强对流天气过程单体结构密实和明显高悬强回波结构，极端大风由线状回波上发展的弓形回波所导致，弓形回波后侧弱回波通道中干空气被夹卷进人下沉气流使得雨滴迅速蒸发，加强了下沉气流强度，对应大风冰電等天气。华北冷涡背景下影响山东地区的强对流天气预报一直是业务预报中的重点和难点，本文对华北冷549朱义青等：华北冷涡背景下山东两次强对流天气过程对比分析第4 期涡相似环流背景条件下，两类不同强对流天气过程的环境条件和触发机制进行了分析研究，下一步将继续利用高分辩率数值模式的输出结果详细分析华北冷涡对中尺度系统发生发展的作用。(b)(d)大风区弱回波通道-505101520253035404550556065dBz-27-20-15-10-5-101510152027m/s图72018年6.日青鸟多兰勘天气雪5仰鱼1637（6）16547反射率因子和1径向速度（）日72018年6 月13日青岛多普勒天气雷达1.5 仰角16:31（a）、16：37（b）、16：5 4（c）反射率因子和16：5 4 径向速度（d）参考文献1康康岚，刘炜桦，肖递祥，等.四川盆地一次极端大风天气过程成因及预报着眼点分析J.气象，2 0 18 4 4（11）：14 14-14 2 3.2李静，郭晓宁，张青梅，等.祁连山南麓一次冰天气成因分析J.气象科技，2 0 2 0，4 8（2）：2 8 4-2 91.3孙密娜，韩婷婷，王艳春，等.华北一次冷涡背景下跑线雷暴大风成因分析LJ.气象科技，2 0 2 0，4 8（2）：2 6 3-2 7 3.4李永军，陈科艺一次攀西地区跑线天气过程形成机制分析J.气象科技，2 0 19，4 7（6：997-10 0 5.5罗菊英，谭江红.鄂西山区一次早春局地强冰过程分析.气象科技，2 0 19，4 7（6）：97 6-98 5.6盛志军，周雨，张国平.两次斜压锋生类强对流过程对比分析J.气象科技，2 0 2 1，4 9（4）：5 6 9-5 7 8.7方桃妮，张小泉，叶妍婷，等，浙中一次多风暴类型强对流天气成因及多普勒雷达特征J.气象科技，2 0 19，4 7（5）：851-858.8蔡雪薇，谌芸，沈新勇，等.冷涡背景下不同类型强对流天气的成因对比分析J.气象，2 0 19，4 5（5）：6 2 1-6 31.9符式红，王秀明，俞小鼎，相似环流背景下海南两次不同类型强对流天气对比研究J.气象学报，2 0 18，7 6（5）：7 4 2-7 5 4.10 杨波，孙继松，刘鑫华.两类不同风灾个例超级单体特征对比分析J.气象学报，2 0 19，7 7（3）：4 2 7-4 4 1.11武威，牛淑贞.2 0 15 年河南两次东北冷涡型强对流天气对比分析J.暴雨灾害，2 0 17，36（5）：397-4 0 9.12裴昌春，赵宇，程思.福建沿岸一次跑线过程发生发展机理分析.气象科技，2 0 19，4 7（5）：8 4 1-8 5 0.13高晓梅，俞小鼎，王令军，等.山东半岛两次海风锋引起的强对流天气对比.应用气象学报，2 0 18，2 9（2）：2 4 5-2 5 6.14高晓梅，马守强，王世杰，等.山东两次强对流天气雷达特征及环境场对比J.气象科技，2 0 18，4 6（6）：118 8-12 0 0.15 冯箫，施萧，李勋.海南一次冰天气过程成因分析J.气象科技，2 0 2 0，4 8（4）：5 4 2-5 5 3.16朱义青，管叶莉，王玉亮.山东中西部一次超级单体分裂过程的雷达回波结构和环境条件分析J.气候与环境研究，2020,25(3):320-332.17郑媛媛，姚晨，郝莹，等.不同类型大尺度环流背景下强对流天气的短时临近预报预警研究J.气象，2 0 11，37（7）：795-801.18孙继松，陶祖钰.强对流天气分析与预报中的若干基本问题J.气象，2 0 12，38（2）：16 4-17 3.19万夫敬，江敦双，赵传湖.2 0 17 年8 月6 日山东罕见雷暴大风成因分析J.海洋气象学报，2 0 18，38（2）：6 0-6 6.2 0 阎丽风，杨成芳.山东省灾害性天气预报技术手册M.北京：气象出版社，2 0 14.21俞小鼎，周小刚，王秀明.雷暴与强对流临近天气预报技术进展J.气象学报，2 0 12，7 0（3）：311-337.2 2 王秀明，俞小鼎，周小刚.雷暴潜势预报中几个基本问题的讨论J.气象，2 0 14，4 0（4）：38 9-399.23 Johns R H,Doswell II C A.Severe local storms forecasting J.WeaForecasting,1992,7(4)588-612.24JDoswell CA,Brooks HE,MaddoxRA.Flash flood fore-casting:An ingredients-based methodology J.Wea Fore-casting，1996,11(4)：5 6 0-5 8 1.2 5 许爱华，孙继松，许东蓓，等.中国中东部强对流天气的天气形势分类和基本要素配置特征J.气象，2 0 14，4 0（4）：400-411.550象第5 1卷技科Comparative Analysis of Two Severe Convective Weather Processes inShandong Under Background of North China Cold VortexZHU Yiqing1，2CHU Tao3LIU Xinlei2(1 Shandong Provincial Key Laboratory of Meteorological Disaster Prevention and Mitigation,Jinan 25o031;2 Linyi Meteorological Bureau,Shandong,Linyi 276004;3 Zaozhuang Meteorological Bureau,Shandong,Zaozhuang 277000)Abstract:This paper compares and analyzes different types of strong convective weather under thebackground of the North China cold vortex that occurred in two similar circulation situations in Shandongbased on ground and high-altitude observations,NCEP 1X1 Reanalysis data and Doppler radar data.Theresults show that the strong convection weather process on 14 June 2016(6.14)was dominated bythunderstorm gale and short-term heavy precipitation,which occurred in the low-level vertical wind shear,and there was relatively deep warm and moist advection in the middle and lower troposphere(400 to 900hPa)with abundant wate