Page 84 - 《高原气象》2022年第6期
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6 期                田付友等：中国中低海拔地区三类强对流天气环境条件的基本气候特征                                         1447
               1   引言                                           （2017）研究了位于地中海地区的土耳其直径超过
                                                                 1. 5 cm 的冰雹和龙卷的环境特征。美国尽管地理
                   强对流天气具有空间尺度小、突发性强、生命
                                                                 纬度与我国类似，但其强对流天气主要指最大阵风
               史短、破坏性强等特点，预报预警难度大，常造成
                                                                 风速大于 25 m·s 的直线型雷暴大风、直径大于 1
                                                                                -1
               严重的经济损失，甚至人员伤亡。如 2016 年湖北
                                                                 英 寸（约 2. 54 cm）的 冰 雹 和 龙 卷（Cintineo et al，
               监利局地雷暴大风导致 442 人遇难（Meng et al，
                                                                 2020），短时强降水并不属于美国业务预报的强对
               2016；郑永光等，2016）。2012 年 7 月 21 日北京极
                                                                 流天气现象（Doswell III，2001）。我国强对流预报
               端强降水导致严重洪涝和 79 人因灾死亡（谌芸等，
                                                                                           -1
                                                                 业务中分别将超过 20 mm·h 的累计降水、最大阵
               2012；Zhang et al，2013）。2017 年 5 月 7 日的广州
                                                                 风风力大于 17. 2 m·s 的对流性大风和直径大于 5
                                                                                    -1
               极端强降水造成严重内涝（田付友等，2018；伍志
                                                                 mm的冰雹定义为短时强降水、雷暴大风和冰雹（孙
               方等，2018）。地处内陆腹部的甘肃青海等地也常
                                                                 继松等，2014；郑永光等，2015）。
               有较强的短时强降水出现（孔祥伟等，2021；张青
                                                                     针对我国东亚季风区的气候特征和以短时强
               梅等，2022）。2019年7月3日辽宁开原EF4 级龙卷
                                                                 降水最为常见的强对流天气，我国也开展了一系列
               造成严重经济损失和 6 人死亡（袁潮等，2021）。而
                                                                 的强对流环境特征研究。雷蕾等（2011）利用两年
               冰雹更是长期以来导致农业歉收的重要灾害性天
                                                                 的探空资料，研究了判别北京夏季强对流天气类型
               气（张德二，2000；万红莲等，2017）。
                   强对流天气常发生在有利的环境条件下，通过                          的预报方法。樊李苗和俞小鼎（2013）基于 2002-
                                                                 2011年的强对流过程，对不同种类强对流天气的环
               分析大气环境条件，可以确定强对流天气的可能发
                                                                 境特征进行了对比分析，结果显示，短时强降水与
               生 区 域（Doswell and Bosart，2001；张 小 玲 等 ，
                                                                 雷暴大风和冰雹的环境差异较为显著，但雷暴大风
               2012；张涛等，2013）。在当前全球变暖的大背景
                                                                 和冰雹的环境差异并不显著。Ma et al（2021）研究
               下，西北地区的极端降水日数增速甚至超过了东南
                                                                 指出，大气可降水量（PWAT）是区分我国北方地区
               沿海（卢珊等，2020），较强的短时强降水在新疆东
                                                                 不同类型强对流环境最有效的识别因子。
               部也有出现（庄晓翠等，2020），研究不同类型强对
                                                                     针对单一类型的强对流环境研究也取得了显
               流天气的环境特征，也有助于预估全球变暖背景下
                                                                 著进展。Tian et al（2015）对环境物理量的表征意义
               不同类型强对流天气的可能影响区域。Rasmussen
               and Blanchard（1998）基于探空资料，给出了可用于                  进行分类的基础上，通过划分不同强度小时降水，
               美国超级单体和龙卷预报的多个环境物理量特征。                            对短时强降水的环境特征进行了研究，结果显示，
               Brooks et al（2003）基于获取的美国强对流的环境特                  水汽表征量中 PWAT 的指示意义最好，热力表征量
               征，对南欧等多个地区的强对流潜势进行了估测。                            中，最有利抬升指数和 K 指数指示意义较好，垂直
               欧洲部分国家也开展了相关的研究（Groenemeijer                      风切变难以区分不同强度的小时降水。但除 PWAT
               and van Delden，2007；Tuovinen et al，2015；Kahra‐    外，似乎难以通过类似的方法从普通短时强降水中
                                                                                    -1
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               man et al，2017），但关注大冰雹和龙卷更多一些。                    区分更强（≥50 mm·h 和≥80 mm·h ）的短时强降水
               尽管各个地区得到了对本地强对流天气具有表征                            （田付友等，2017）。曹艳察等（2018）针对我国中东
               意义的环境物理量特征，但 Brooks（2009）对比美国                     部两级阶梯冰雹环境的对比研究发现，两级阶梯冰
               和欧洲的强对流环境时发现，不同地区的强对流环                            雹的环境水汽和热力均存在显著差异。杨新林等
               境差别显著，表明即使是同一类型的强对流天气，                           （2017）针对华南地区雷暴大风的环境特征研究表
               其环境也会存在显著的区域性特征。                                  明，更强的条件不稳定、斜压性和强动力强迫是华
                   强对流天气定义的不同和区域气候环境的不                           南雷暴大风区别普通雷暴的主要特征。费海燕等
               同是造成多个研究结果间差异显著的重要原因。                            （2016）和 马 淑 萍 等（2019）针 对 我 国 强 雷 暴 大 风
                                                                         -1
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               欧洲的一些强对流环境研究中，Groenemeijer and                   （≥25 m·s ）和极端雷暴大风（≥30 m·s ）的研究显
               van Delden（2007）所研究的位于温带海洋性气候区                    示，明显干区的存在是其主要特征。这些研究为认
               的荷兰的强对流主要指直径超过 2 cm 的大冰雹和                         识和预报我国的强对流天气提供了坚实的基础，但
               龙卷。Tuovinen et al（2015）主要基于 23 个过程中               仍然难以满足国家级精细化的强对流业务预报预
               的 35 次冰雹观测研究了靠近北极圈地区的芬兰直                          警需求，即对某一种强对流天气现象有较好指示意
               径 超 过 2 cm 的 冰 雹 环 境 特 征 。 Kahraman et al         义的量是否也适用于其他强对流天气现象，针对业
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