2022年7月28日江苏—山东一次雷暴大风天气过程分析

摘" 要：该文利用逐小时降水资料、地面常规观测资料、多普勒雷达基本产品及再分析资料，研究2022年7月28日江苏至山东的一次雷暴大风天气过程的环流形势及其触发机制，结果表明，处于“槽前脊后”且位于西太平洋副热带高压的附近是该次雷暴大风天气产生的主要环流形势。低空切变线、高空急流和低空急流是该次雷暴大风天气的主要影响系统。江苏至山东存在“高层辐散，低层辐合”的配置结构，与“上干冷，下暖湿”的层结相配合，且地面伴随锋面过程，为触发此次强对流的主要天气条件。雷达回波特征显示，此次雷暴天气是由多个雷暴单体造成，单体合并东移合并在成熟阶段形成弓状回波带。最终雷暴单体解体东移入海，逐渐消亡。

关键词：雷暴大风；环流形势；天气分析；雷达回波特征；环流形势

中图分类号：P458.2" " " 文献标志码：A" " " " " 文章编号：2095-2945（2025）08-0121-05

Abstract： This paper uses hourly precipitation data， routine ground observation data， basic Doppler radar products and reanalysis data to study the circulation situation and trigger mechanism of a thunderstorm and gale weather process from Jiangsu to Shandong on July 28， 2022. The results show that the main circulation situation caused by the thunderstorm and gale weather is \"in front of the trough and behind the ridge\" and located near the Western Pacific subtropical high. Low-level shear lines， high-level jet jets and low-level jet jets are the main influencing systems of this thunderstorm and gale weather. There is a configuration structure of \"high-level divergence and low-level convergence\" from Jiangsu to Shandong， which is coordinated with the stratification of \"dry and cold on the upper side， warm and wet on the lower side\"， and the ground is accompanied by frontal processes， which is the main weather condition triggering this strong convection. Radar echo characteristics show that the thunderstorm weather was caused by multiple thunderstorm cells， and the cells merged eastward and merged to form an arcuate echo belt during the mature stage. Eventually， the thunderstorm cells disintegrated and moved eastward into the sea， and gradually disappeared.

Keywords： thunderstorms and strong winds; circulation situation; weather analysis; radar echo characteristics; circulation situation

中尺度对流系统能产生许多的灾害性天气，尤其是在我国地质地貌复杂、气候多样的情况下，冰雹、雷暴大风、短时强降水等突发性强对流天气发生频繁，其中雷暴大风发生的频率最高。雷暴大风是对流风暴的下沉气流在近地面产生的强风事件，其具有突发性、强度大、持续时间短和破坏力强等特点，并经常伴随强雷电、强降水、冰雹等灾害性天气。近年来，我国多次发生雷暴大风天气，对人们的日常工作和生活都造成了一定程度的影响。

有关雷暴大风的研究，不少学者对我国雷暴大风的时空分布特征等做了大量的研究。费海燕等[1]根据我国各地区的气候资料做出了统计分析，指出我国的强雷暴大风天气主要集中发生在中部和东部地区，并且从3月开始直至5月，这样的灾害性天气从我国西南和华南地区逐渐向北推进至华中和华东地区，而后继续向北推进至华东、东北和西北地区。孔锋等[2]对1961年起，之后56年的中国雷暴日数的时空分异特征进行了研究，研究发现我国发生雷暴的日数呈现出逐年下降的趋势。在国外，Harold等[3]指出强雷暴主要集中发生在欧洲的南部、非洲的中北部、北美洲的中部及西部和喜马拉雅山附近。

关于雷暴大风天气对流风暴的分类和结构特征，国外学者Weisman等[4]根据雷暴大风的尺度不同将雷暴大风的类型分为地面直线型大风和下沉辐散的下击暴流2种类型，并指出下击暴流是小尺度的雷暴大风发生的主要原因。Chisholm[5]则进一步对能够产生雷暴大风的对流风暴进行分类；当雷暴大风天气发生且垂直风切变达到中等及以上时，对流风暴可以分为超级单体风暴、多单体风暴及飑线（线风暴）。

不同的天气环流背景所引起的雷暴天气过程活动特征也会有所差异，吴彩霞等[6]根据天气形势研究表明位势不稳定层结的强弱和地面辐合线的走向是决定雷暴大风天气发生的主要因素，当南下的高层冷平流和北上的低层暖气流汇聚，将使得大气增温增湿，从而形成了强的位势不稳定层结，为雷暴大风天气的发生提供了有利的环境条件。陈彰宇等[7]、黄嘉浩等[8]和宋刘明等[9]分别在2017年8月萍乡地区连续性雷暴大风天气个例、2019年6月11日广西雷暴大风天气过程个例以及2020年春季华东地区一次大范围大风天气过程个例中各出己见，他们所提出结论的共同点是为雷暴大风的产生提供层结条件的结构为“高层干冷，低层暖湿”，使得大气环境处于高温高湿，同时也根据低层辐合线的走向来分析雷暴大风的触发机制。杨雪艳等[10]也指出上冷下暖的温度层结和中低层的增温增湿是导致对流层中下层不稳定的主要因素。

本文基于2022年7月28日江苏至山东的一次雷暴大风的天气过程，分析此次天气过程的环流背景和主要影响系统，研究此次雷暴大风天气的成因，分析不同条件对雷暴大风天气的预报预警的指示意义，这对提高预报员对雷暴大风的预报预警和减少雷暴灾害带给人类的损失具有重要意义。

1" 天气过程分析

1.1" 天气实况

2022年7月28日白天至夜间，安徽东北部、江苏以及山东东北部相继出现雷暴大风天气，伴随着短时强降水席卷我国的华东地区。本次降水过程开始于7月28日0500UTC，触发于江苏北部和山东北部。雨带于0600UTC进入江苏北部地区和山东西北部并在江苏北部和山东西北部及部分沿海地区产生局地降水，且每小时降水量最高可达25 mm以上。随着雨带逐渐向东南方向移动和降水的增强，强降水时段主要集中在7月28日0700UTC至1000UTC，且雨带在江苏中部和山东东北部均呈东北至西南向的带状分布，这一期间江苏至山东的大部分地区都出现了短时强降水天气。此后，降水继续向东北方向移动，在1100UTC时雨带基本成纵向分布，大部分位于连云港海区，少部分位于山东东北部和江苏中部。之后降水强度开始逐渐减弱，最终于7月28日1600UTC结束本次强降水。

2022年7月28日最大雨强时序图（图1）显示，当安徽东北部雨带向东移动进入江苏北部地区时，于0600UTC在江苏北部34.7°N，118.65°E处产生的降水量每小时最高可达29.09 mm，此后雨带仍旧盘旋在江苏的上空并随着雨带的移动，每小时降水量呈现出先迅速上升后缓慢下降的趋势；在0900UTC至1000UTC期间，最大降水强度在短短一小时内从38.16 mm/h激增至63.40 mm/h，在江苏省盐城市的右侧黄海上33.85°N，120.25°E处即在盐城市海区达到了整个降水过程的峰值。而后随着雨带继续向东北部移动，每小时最大降水强度总体呈现出下降的趋势，在1300UTC至1400UTC期间，每小时最大降水强度从47.51 mm/h开始下降，在34.1°N，120.35°E处即连云港海区降至26.95 mm/h。

1.2" 环流形势分析

针对此次雷暴大风过程，对2022年7月28日的天气形势进行分析。结果显示，0600UTC的200 hPa，一条高空槽从中西伯利亚开始，穿过内蒙古中部、重庆到达贵州中部，而江苏和山东北部的降水区就处于“槽前脊后”，有较强的正涡度平流。我国黄河附近及其北部上空存在着相对稳定的风速大于30 m/s的副热带西风急流，我国青海省、甘肃省、陕西省等少部分西北地区上空为西北至东南向的高空急流区，而河南省、山东省北部、内蒙古东北部等地区则被风向为西南至东北方向的高空急流区笼罩着。此时此刻处于江苏北部和山东南部降水区也在风向为西南的急流区附近，降水区在急流轴的入口区右侧，所以降水区处于高空正涡度平流区和高空辐散区，有利于上升运动的加强。1200UTC的200 hPa天气分析场显示，0600UTC降水区仍然是处于“槽前脊后”的结构，200 hPa高空天气形势变化较小。另外，副热带西风急流仍然稳定存在并且稍向东移，山东省北部的降水区上空仍然受到风向为西南向的高空急流控制，说明在0600UTC至1200UTC期间，山东北部的高低层垂直风切变强烈。

7月28日0600UTC的500 hPa天气分析场显示，我国中低纬地区存在2条槽线，分别为一条从河北北部出发呈东北西南向延伸至湖北西南部的高空槽和一条湖南西部至云南东部的短波槽。除此之外，我国" " 低纬地区出现了呈东西带状分布的副热带高压，且降水区处于588 dagpm线以北的西南气流中，副热带高压北缘的暖湿气流与西风槽携带南下的冷平流相遇，产生强降水。江苏大部分地区和山东北部沿海地区均位于槽前，意味着有大量从西南来的暖湿气流汇聚于此，槽后则为从西北来的干燥冷平流；且槽前为正涡度平流区，有利于空气的上升运动，并有着温度槽脊均落后于高空槽脊的结构。由7月28日1200UTC的500 hPa天气分析场可以看出，我国中低纬地区的环流形势与0600UTC相比而言基本没有变化，槽线向东南方向运动，高空槽移至河北一带，呈东北西南向，延伸至河南南部；另一条槽线移动至湖南，延伸至贵州。相较0600UTC而言，此时山东北部已经进入槽区，江苏仍然位于槽前，温度槽脊依旧落后于高空槽脊，太平洋海面上的副热带高压有所北抬但仍在江苏和山东的附近。

2022年7月28日0600UTC的700 hPa天气分析场可知，有一条从天津出发呈东北西南向穿过河南到达湖北省的冷式切变线和一条较短的横穿贵州东北部至西南部的冷式切变线。而江苏北部降水区和山东北部沿海降水区都位于切变线附近，切变线两侧呈现出气旋式结构，有利于气流辐合上升，再配合两地都受到西南暖湿气流的控制，容易产生雷暴。另外，此时安徽北部、江苏北部以及山东南部被呈西南至东北向的低空急流所笼罩。根据1200UTC的700 hPa天气分析场可知，有一条从渤海以西沿岸出发呈东北西南向延伸至河南的冷式切变线和一条相较0600UTC而言变化不大的横穿贵州的切变线。与0600UTC相比，此时切变线均稍向东移并且已经抵达山东北部也更靠近江苏，槽前的正涡度平流有利于上升运动的形成。此时山东的东北部上空受到低空急流的控制，而江苏位于急流轴的左侧，位于急流轴的左侧即位于正切变涡度区，以上升运动为主，同样有利于对流活动的发生。由此可见，低空急流在雷暴或雷雨的形成和发展的过程中具有重要作用。将2022年7月28日700 hPa的天气形势与200 hPa的相结合，可以发现降水区既处于高空急流入口区右侧的高层辐散区，又处于低空急流左侧的低层辐合区，且低空急流的位置恰好处于高空急流入口区的右侧，形成高层辐散和低层辐合的高低空配置结构，形成有利于强对流形成的动力条件。

根据2022年7月28日0600UTC的850 hPa天气分析场可知，此时在四川一带出现了暖中心，降水区处于切变线附近；另外，我国重庆、安徽和江苏中部、河南、山东北部、辽宁及河北少部分地区的相对湿度大于70%，均受到湿区控制，这说明降水区的水汽含量充足，为后续雷雨云的形成和降水的持续提供了有利的条件；时间推移至1200UTC，可以从图中看到切变线依然存在于降水区附近，但湿区相较于0600UTC范围减少，主要集中在我国辽宁和山东北部且湿度有所降低，结合降水时序可知此时由于水汽条件变差，降水逐渐减弱。

根据2022年7月28日1 000 hPa天气分析场0600UTC的散度场可知，我国江苏北部及山东西北部及部分沿海区域内散度均小于零，即处于辐合区。这样的低层辐合会引起空气的上升运动；与0600UTC的散度场对比，1200UTC的散度场中江苏北部辐合减弱，江苏中南部的辐合加强，山东东北部仍处于辐合区，即空气的上升运动依然在发生。除此之外，与降水图对比会发现，降水区的移向与辐合区基本上是一致的。

通过分析环流形势，可以发现，此次江苏至山东地区出现雷暴大风天气的原因首先是两地均位于“槽前脊后”且受到了高空急流和低空急流的共同作用，使江苏中北部与山东西北部及部分沿海地区处于“高空辐散，低空辐合”的配置，有利于上升运动的维持；其次，两地均位于西太平洋副热带高压的附近，当低层北上的暖湿气流与高层南下的冷平流相汇后，便会形成可以促进强对流天气发生的“上干冷，下暖湿”的结构；最后，由于两地都处于温度槽脊落后于高空槽脊的结构且两地都处于湿区，使得两地的水汽条件相当充沛，这也是此次强对流天气得以持续的重要因素。

1.3" 地面分析

根据2022年7月28日地面图可知，在0700UTC时，南京的中南部仍然高温不减且大部分地区温度都在30 ℃以上，而南京北部此时已经出现降水和大风天气且温度有所下降，基本处于25 ℃左右；山东的中北部同样也出现了局地降水且大部分地区气温低于30 ℃。随着江苏雨带呈东北至西南的分布自西北向东南移动，在1000UTC时，雨带已经到达了江苏的中部，而山东雨带则是向东移动到达了山东东北部。可以发现，雨带所经过的区域由于降水蒸发冷却引起当地气温的下降，且江苏中北部与南部温度差异还是比较明显的。

1.4" 垂直热动力条件

2022年7月28日0600UTC过降水中心（３５°Ｎ，１１９°Ｅ）的相对湿度、垂直速度及涡度经向及纬向剖面图如图2所示。沿35°N，在115°E至118°E间即江苏北部附近在400 hPa至200 hPa为上升运动（dp/dt），速度最大在-0.2×10-1 hPa/s左右；而在低层则为明显的下沉运动（-dp/dt），最大速度为0.1×10-1 hPa/s（图2（a））。同时，沿119°E，气流于34°N至38°N抬升，上升运动贯穿对流层至200 hPa，最大速度达-0.6×10-1 hPa/s（图2（b））。并且在30°N，也就是主要上升气流的前侧，925 hPa至600 hPa存在新生的上升气流，且上升速度最大可以达到-0.8×10-1 hPa/s。这是由于此次过程江苏和山东位于高空槽前，槽前会使气旋性增强，逆时针运动增强，地转偏向力向外，进而形成了高层辐散区，加强了江苏北部的高层空气的上升运动，建立了较好的抬升条件。且山东北部在200 hPa上正好位于急流轴上，使得山东北部的高低层垂直风切变强烈，这同样会使得山东北部的中高层空气产生强烈的上升运动，有利于空气的抬升；在低层，江苏和山东均位于切边线右侧且受到低空急流的控制，形成了低层辐合区，使得低层产生了明显的下沉运动。

沿35°N的涡度垂直剖面，在115°E至119°E间即江苏北部附近，从近地面层至400 hPa附近存在着正涡度区，其表现为气旋性环流逐渐增强，利于气流辐合上升，产生空气的上升运动；400 hPa以上为负涡度区，对应反气旋性环流增强，存在下沉气流（图2（a））。同时，沿119°E，观察到在32°N至36°N附近即江苏的西北部，近地面为正涡度区，负涡度区从对流层延伸至100 hPa附近；36°N至42°N间深厚的正涡度区从近地面层一直延伸至对流层顶，在250 hPa以上才出现了负涡度区，在600 hPa上空出现了较强的正涡度中心（图2（b））。这说明此时江苏北部和山东北部存在高层负涡度和低层正涡度的配置，使得气旋性环流依然保持完整，空气的垂直上升运动显著，利于强对流天气发生。

分析完此次过程的动力条件后，根据沿35°N的位温垂直剖面分布情况可知，在116°E至118°E间，低层存在弱的暖心结构，500 hPa至250 hPa存在明显的冷心结构（图2（a））。当降水发生时，由于降水蒸发的冷却，在32°N至42°N之间，低层出现了冷心结构，而在200 hPa以上存在着弱的暖心结构（图2（b））；除此之外，根据等位温线的密集倾斜区可以判断此次雷暴大风天气与锋面有关，在锋区外，等位温线基本呈水平方向分布，垂直梯度较大，水平梯度很小；在锋区内，等位温线呈垂直走向，垂直梯度很小，水平梯度却很大。江苏中北部和山东西北部位于锋前，所以此次天气过程受到了冷锋的控制，降水过程具有锋面型降水的特点，以稳定性降水为主，降水持续时间也比较长。

1.5" 雷达回波特征分析

针对2022年7月28日江苏至山东的一次雷暴大风的天气过程，多普勒雷达组合反射率因子显示0600UTC为雷暴的初生阶段，此时在江苏中北部和山东东北部及部分沿海地区有对流性回波发展。其中雷暴单体在江苏境内主要呈东北至西南向带状分布且在徐州附近出现一小的对流单体，在宿迁和淮安等地的雷达基本反射率较高即强回波中心位于这一区域，回波强度在40～50 dBZ；山东地区则是在潍坊以北沿海地区出现一个小雷暴单体，回波强度在30～50 dBZ。第二阶段为此次雷暴大风天气的发展阶段，0700UTC时原来在徐州附近的小对流单体和右侧强对流单体合并，形成的强对流回波带继续向东移动并发展成类似弓状的回波，其头部在连云港和临沂一带，尾部在南京的西北侧，此时江苏中北部的大部分地区回波强度都在30 dBZ以上，同时强回波中心也已经东移至连云港一带，最高可达55 dBZ。而此时山东地区的强回波中心从潍坊也向东移动至渤海，且泰安和莱芜等地的回波强度增强至30～45 dBZ；山东地区的对流回波带呈现出一条狭长的线状回波并向东移。随着时间的推移，雷暴单体不断发展至第三阶段即成熟阶段，在1000UTC时形如“弓”状的强回波带已经不复存在，此时有一强对流单体纵向分布在江苏的东部并且回波强度在泰州盐城一带较强，基本处在35～60 dBZ之间，其中强回波中心位于泰州附近，回波强度最高可达65 dBZ左右；同时，在山东的日照北侧、青岛左侧出现一个呈东北至西南向分布的雷暴单体，影响着潍坊和青岛的天气，回波强度高达55 dBZ。最后一个阶段是在1100UTC，此时雷暴单体基本已经进入消亡阶段，上一时次的强对流单体已经逐渐东移至黄海并且发生解体和分散，少部分雷暴单体仍旧停留在江苏东部，强回波中心东移至南通附近，其回波强度下降至60 dBZ；上一时次位于山东东部的小对流单体也分裂开来分布在青岛的西北侧，山东东部大部分地区的回波强度已经降至50 dBZ以下。

2" 结论

利用CMPA逐小时降水资料、MICAPS地面常规观测资料、多普勒雷达基本产品及FNL逐6小时的再分析资料，研究2022年7月28日江苏至山东的一次雷暴大风天气过程的环流形势及其触发机制，得出以下结论：

1）引发此次雷暴大风天气主要是因为江苏和山东均处于“槽前脊后”且两地均位于西太平洋副热带高压的附近，位于槽前和副热带高压北缘的暖湿气流与西风槽携带南下的冷平流相遇，对强降水的发生起到了积极的作用。同时，江苏中北部和山东西北部及其部分沿海地区在高层有西北气流输送干冷空气，在低层有偏南气流输送暖湿空气，使得江苏中北部和山东西北部及其部分沿海地区上空存在“上干冷，下暖湿”的结构。除此以外，江苏中北部与山东西北部及其部分沿海地区存在高层负涡度和低层正涡度的配置，并且江苏中北部与山东西北部及其部分沿海地区均位于切变线右侧，这使得江苏与山东两地气旋性环流显著，是利于强对流天气发生的动力条件之一。另一动力条件是江苏中北部与山东西北部及其部分沿海地区受到了高空急流和低空急流的控制，使江苏和山东存在“高层辐散，低层辐合”的特殊结构，使江苏和山东两地空气发生强烈的上升运动。这样的有利于气流辐合上升的动力条件与“上干冷，下暖湿”的结构配合，很容易的就会触发强对流天气并维持其发展。根据位温的垂直分布情况可知，此次雷暴大风天气过程与锋面有关，江苏中北部与山东西北部及其部分沿海地区位于冷锋前，以稳定性降水为主，降水持续时间也比较长。

2）雷达组合反射率因子组合图显示，此次雷暴天气经过了出生阶段、发展阶段、成熟阶段和消亡阶段。当江苏和山东的对流触发后，首先在江苏境内出现了一个呈东北至西南向带状分布的雷暴单体和一个位于徐州附近的小雷暴单体，而山东北部沿海区域也同样出现了一个雷暴单体，回波强度基本都在30～50 dBZ。之后有利于强对流发生发展的大气环境使得江苏境内的两个雷暴单体东移合并，回波快速发展并加强，形成了“弓”状回波带，而山东地区则是发展出一条狭长的线状回波。随着江苏和山东两个强回波带的东移发展，在成熟阶段时呈现纵向分布并且回波强度最高可达65 dBZ，导致了大范围的短时强降水天气和雷暴大风天气的发生；最终雷暴单体东移至海，逐渐减弱并解体分裂出多个对流单体，经过一段时间后，此次雷暴大风天气结束。

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