Page 238 - 《高原气象》2025年第3期
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高     原      气     象                                 44 卷
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             即发生在锋面冷区一侧的雷暴。Grant（1995）认为                        2  资料来源与方法介绍
             典型高架对流发生在地面暖锋前或冷锋后的冷气
                                                                2. 1 资料来源
             团中， 低层大气稳定且对流有效位能不明显。Wil‐
                                                                    本文使用资料： （1）常规气象观测资料以及国
             son and Roberts（2006）指出很多高架对流是由 900~
                                                                家气象中心利用自动观测站、 重要天气报等获取的
             600 hPa上中尺度切变线或辐合线触发。
                                                                对流天气综合监测资料， 包括雷暴、 短时强降水、
                  国内对高架对流的研究起步相对较晚， 吴乃庚
                                                                雷暴大风和冰雹。（2）闪电定位资料来源于河南省
             等（2013）对华南一次高架对流天气分析， 指出边界
                                                                19部 ADTD型闪电定位仪组成的闪电探测网， 时间
             层冷空气补充南下迫使低层暖湿空气抬升， 中高层
                                                                精度 0. 1 μm， 网内水平定位误差<200 m。（3）ERA5
             辐散产生高空“抽吸”作用， 配合华南上空有利的动
                                                                再分析资料， 空间分辨率 0. 25°×0. 25°， 时间分辨
             力和热力不稳定条件， 形成高架强对流。农孟松等
                                                                率 1 h， 包括不同层次逐时温、 压、 湿、 风等要素和
             （2013）分析了广西一次高架对流造成的冰雹过程，
                                                                涡度、 散度、 垂直速度等诊断量， 主要用于诊断分
             得出 700~500 hPa 强暖湿急流、 700~850 hPa 强垂直
                                                                析锋生作用及垂直对流不稳定条件、 对称不稳定条
             风切变、 500 hPa 高空冷槽创造了有利条件。吴庆
                                                                件、 湿位涡等。（4）河南省郑州 CINRAD/SA 和驻马
             梅等（2014）对北京一次回流暴雪天气锋区特征分
                                                                店 CINRAD/SB 新一代天气雷达资料， 时间分辨率
             析， 结果表明低层东北风与中高层西南气流形成
                                                                6 min， 用于分析冷季高架对流的回波结构特征。
             明显的风垂直切变和温度差异， 动力锋生作用强，
                                                                2. 2 河南省冷季显著高架对流判别标准
             其产生的锋面次级环流导致高架雷暴产生。孔凡
                                                                    本文参考已有冷季高架对流判据（俞小鼎等，
             超等（2015）研究表明中高层 θ 平流差造成中层条                         2016）， 并结合河南省气候和地理地形特征， 给出
                                         se
             件不稳定， 850 hPa 切变辐合配合冷平流触发不稳
                                                                冷季高架对流标准如下： （1）3个及其以上站点出现
             定能量释放是造成冷季高架对流的重要原因。鲍
                                                                明显的雨雪天气实况， 并且伴有区域性雷暴发生，
             媛媛等（2015）指出低空急流造成暖湿气流输送和
                                                                或者地面观测到 3 个以上站点的强对流天气， 包括
             高空急流造成冷平流侵入是高架对流触发机制。
                                                                冰雹、 雷暴大风、 短时强降水等； （2）对流落区位于
             黄小刚等（2017）认为地形强迫和锋面抬升、 辐合切
                                                                地面冷锋后冷空气一侧并且距锋面北侧 100 km 以
             变线和对称不稳定等联合作用激发倾斜对流强烈
                                                                外， 剔除锋面雷暴； （3）探空图上锋面逆温明显， 低
             发展。俞小鼎等（2020）指出我国高架对流以雷电
                                                                层冷垫深厚达到 50 hPa 以上。基于上述冷季高架
             和冰雹天气为主， 且多发生在冬春或秋冬转换时期。
                                                                对流标准， 共筛选出 2010 -2021年冷季高架对流个
                  冷季（10 月至次年 4 月）高架对流发生时间早、
                                                                例 56 个。根据对流天气的灾害性程度， 可将 56 个
             社会影响大、 预报难度高， 目前数值模式对流参数                           过程划分为普通高架对流和显著高架对流， 具体方
             化方案多假定深厚湿对流产生于地面， 致使高架对                            法如下： 首先将 3 个以上站点出现冰雹、 雷暴大
             流比地面对流的临近预报难度更大（俞小鼎等，                              风、 短时强降水等强对流天气实况的个例归纳为冷
             2016）。中原地区西起陕西关中、 东至豫东开封，                          季显著高架对流； 若未出现上述天气实况， 则通过
             南至淮河、 北接黄河， 主要指黄河中下游地区， 而                          雷暴小时频次及其持续时间作为判定其显著性标
             狭义上中原指河南地区（朱新玉等， 2012）。作为中                         准 。 按 照 百 分 位 法（Zhai  et  al，  2005；  Wu  et  al，
             原的代表， 河南省冷季高架对流较多， 影响较严                            2019）， 确定将 95% 分位数（即雷暴小时频次 184
             重， 开展高架对流机理研究对中原地区尤其是河南                            次）作为河南省冷季高架对流强弱阈值， 并且持续
             省防灾减灾十分必要。已有相关研究主要针对典                              时间达到 3 h 以上（郑淋淋等， 2011； 曹舒娅等，
             型个例进行诊断分析（张一平等， 2014； 崔慧慧，                         2018）， 也划分为冷季显著高架对流。基于上述划
             2017； 李姝霞等， 2023）， 对于河南省冷季高架对流                     分标准， 在 56 次河南省冷季高架对流样本中共筛
             不稳定机制分类研究相关工作尚未见到。基于此，                             选得出16个冷季显著高架对流个例， 如表1所示。
             本文针对 2010 -2021 年长序列河南省冷季高架对                       2. 3 不稳定机制诊断方法
             流个例， 探讨并加以不稳定机制分类， 概况不同类                               冷季高架对流通常有 3 种不稳定机制： （1）条
             型下雷达基本特征和关键特点， 以加深对中原地区                            件不稳定引起的垂直对流； （2）条件对称不稳定导
             该类型对流的认识， 为改进此类天气预报预警提供                            致的倾斜对流； （3）近似中性条件下由锋生运动强
             更多科学依据。                                            迫引起的次级垂直环流（Colman， 1990a， 1990b； 俞
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