Page 242 - 《高原气象》2025年第3期

高 原 气 象 44 卷
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-0. 6 PVU以下， 并且MPV 中心在1. 0 PVU以上， 主 值区， 其中最大中心强度达到 40×10 K·m ·s ，
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要为条件对称不稳定触发； 另外 2 次过程［图 2（e）， 同时锋区之间存在北侧有冷空气下沉、 南侧有暖空
（h）］ MPV 接近0， 呈现近条件对称中性层结。 气上升， 形成了明显的垂直锋面正的次级环流。环
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由上述分析可知， 2011-11-28、 2014-03-18 和 流中心高度位于 850~700 hPa 之间， 锋面环流的上
2018-03-04 高架过程既不存在条件不稳定也不存 升支向上伸展至 500 hPa 以上甚至更高的高度， 与
在条件对称不稳定， 为探讨这类高架对流的不稳定 高架对流发生落区对应较好。正次级环流由锋面
机制， 本文进一步分析其锋生作用及次级环流。如 激发， 其上升支有利于高架对流产生， 同时又与锋
图 3 所示， 垂直方向等假相当位温密集带反映出锋 面 的 维 持 和 发 展 形 成 正 反 馈 作 用（张 桂 莲 等 ，
区的存在， 锋区向北倾斜显著， 锋面坡度明显， 锋 2023）。由此可见， 上述 3 次高架对流的不稳定机
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区中出现多个 20×10 K·m ·s 以上的锋生函数高 制主要来源于锋面次级环流。

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图3 3次显著高架对流锋生函数（彩色阴影， 单位： ×10 K·m ·s ）、 假相当位温（蓝色等值线， 单位： K）以及垂直环流
（v-ω， 黑色等值线）垂直剖面（ω扩大20倍）
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Fig. 3 The vertical profiles of frontogenesis function （shaded are positive values， unit： ×10 K·m ·s ）、
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pseudo-equivalent potential temperature （blue contours， unit： K） and vertical circulation （v-ω）
（ω is expanded 20 times） in the significant elevated convective
如表 2 所示， 16 次冷季高架对流天气过程中 三种不稳定类型高架对流中， 也会存在锋面次级环
（图 4）， 有 5 次过程为条件不稳定释放形成的高架 流的影响， 但相比锋生次级环流触发类高架对流而
垂直对流， 占比达 31. 25%， 条件对称不稳定释放 言， 前三类过程中锋生环流并不起主导作用， 表现
形成的高架倾斜对流、 条件不稳定和条件对称不稳 在锋生环流上升支与高架对流落区并不一致等。
定共存类（简称混合类）的高架对流分别为 4 次， 各 综上所述， 河南省冷季高架对流主要不稳定机制包
占比 25%， 另外 3 次过程则由湿中性层结下锋生次 括条件不稳定和条件对称不稳定， 单纯由锋生次级
级环流触发， 占比 18. 75%。需要指出的是， 在前 环流引发的高架对流较少。

表2 2010-2021年河南省冷季显著高架对流不稳定机制分类统计表
Table 2 Statistical cases of typical cold season elevated convective instability in Henan Province from 2010 to 2021

不稳定机制类别 具体个例
条件不稳定类 2010-02-10、 2010-02-28、 2015-04-01、 2017-04-16、 2020-02-27
条件对称不稳定类 2010-03-02、 2010-04-12、 2014-02-05、 2015-03-17
条件不稳定与条件对称不稳定混合类 2012-03-21、 2014-04-18、 2019-04-09、 2021-02-24
锋生次级环流触发类 2011-11-28 、 2014-03-18、 2018-03-04

4 各类不稳定机制下的雷达特征分析 图 5为该类型不稳定机制下的高架对流雷达组合反
射率、 2. 4°仰角基本反射率和径向速度分布。此类
4. 1 条件不稳定类雷达特征 高架对流组合反射率［图 5（a）~（e）］以层积混合型
通过多普勒雷达实时监测可弥补常规观测资 回波为主， 回波梯度大， 没有固定回波形态， 对流
料的不足， 对高架对流预报预警有较好指示意义。 单体相对孤立并且镶嵌在层状云回波中， 最强反射