河南省2022年4月下旬一次强对流天气分析

河南省2022年4月下旬一次强对流天气分析

张建彬

河南大学人工智能学院，河南 开封  475000

摘要：本文根据雨量和常规天气图等气象观测资料，对2022年4月24-25日出现在河南省的一次强对流天气过程进行分析，结果显示：大范围降水、暴雨甚至大暴雨、雷暴大风等天气是本次强对流过程的主要实况天气；上干下湿、低层辐合线、高空低槽、低空西南急流、地面气旋等是影响本次天气过程的主要系统；带状强回波是短时强降水原因之一，强回波的持续是极强短时降水的主要回波特征。

关键词：河南降水；强对流天气；天气形势；回波特征

引言

    河南省位于中部地区，大部分地带属于暖温带，南部局地属于亚热带，大陆性季风气候特征显著，由于地势西高东低，气候还带有自西向东丘陵山地气候向平原气候过渡的特征。全省四季分明，雨热同期，气候类型复杂多样且气象灾害出现频率较高。每年的4-5月，由于冷空气势力较秋冬季节弱，西南暖湿气流发展旺盛并且继续北上，导致冷暖气团容易在河南省西南部交汇，出现强降水、雷电和冰雹大风等天气，持续性降水还会引起暴雨和大暴雨，给本地经济社会发展和人民生命财产安全带来不利影响。强对流天气由于发展周期较短且尺度小，但致灾性强，成为近年来气象工作者的研究热点。

1 降水实况

2022年4月24日16时至25日6时，河南省西南部和南部地区出现小到中阵雨、雷阵雨天气，其中南阳、信阳、平顶山和驻马店部分地区出现大到暴雨，局部大暴雨。河南省有147个雨量观测站的累计降水量达到50mm以上，100mm以上的雨量站有22个；最大降水量高达196.7mm，出现在南阳市唐河县昝岗站和白马堰站，最大小时雨强为唐河县张店站，达到92.8mm。本轮强降水天气对河南省西南部影响较大，强对流天气表现为短时强降水、强雷电等。

河南省气象局在4月21日上午及时制作发布《重要天气报告》，4月23日15时发布暴雨蓝色预警，24日18时至25日06时南阳、信阳、驻马店、平顶山、周口、漯河等市县气象台站递进式发布暴雨、雷暴大风、雷电等气象灾害预警信号65条，其中镇平、唐河、新野、南阳市、息县于24日21时15分至25日5时43分先后发布暴雨红色预警信号。同时多地还实施人工防雹作业，减少冰雹灾害可能造成的损失。

2 中尺度分析

每年的4、5月份正值我国大部分地区对流发展最为强盛阶段，天气回暖加之高原短波槽活跃，北方冷空气和暖湿气流交汇易产生大范围强降水天气。本次河南强降水过程是2022年4月下旬我国四波强对流过程的第二波，第一波是4月22—23日，此次槽深度有限，主要是从四川盆地延伸到贵州广西，然后逐步东移，在南方大部地区引发对流。由于第一波过程北支槽配合很差，冷空气强度不足，局地强对流无法完全消耗大气能量。于是在第二波（24—26日）强对流过程中虽然北支槽强度不高，但高原短波槽深度大幅增加，暖湿急流更为强劲，并出现西南低涡（图1），西南涡向东北方移动，影响湖北河南安徽江苏上海等地。

    本次强降水天气重要受到活跃在对流层中层西风带上的高空低压槽和中低层切变线以及低空西南急流等系统的综合影响。4月24日20时，低压槽距离地面低气压中心较近，低压槽在110°E附近，地面低压中心在长江中游地区，湖北省境内，距离河南省尚有一定距离。500hpa的干区和850hpa的饱和区在河南南部地方交汇，850hpa在豫南地区出现了风速辐合现象，500hpa、700hpa和850hpa的显著气流在豫南汇合，导致上层空气干下层空气湿，低层辐合。4月24日晚豫南地区出现了强降水天气。

4月25日凌晨，低压槽逐步向东移动，850hpa冷涡向长江中下游移动，地面低压中心已经移动至皖西一带，中低层的急流势力强劲，700hpa风速高达22.8m/s，850hpa西南风速高达17.7m/s，925hpa风速为13.5m/s。此时200hpa高空分流区在豫南地区，在500hpa低压槽前侧出现了低层辐合、高层辐散的特征，低空西南气流将大量暖湿水汽携带至豫南，环流的不稳定能量增强，促生强对流天气。4月25日06时，对流层中低层700hPa和850hPa等压面上切变线东移，中低层辐合趋于强化，降水强度继续保持。在4月25日上午，中低层急流南退，200hpa高空分流区退至浙江省境内，强对流回波带东移南压，河南省本次强降水天气趋于结束。

图1  2022年4月24日12时西南低涡发展情况

3 物理量场分析

4月24日14时，豫南地区对流CAPE值显著增加，垂直大气偏向不稳定，易发生对流。500hpa—400hpa是干区层，低层风向由东南随高度增加顺时针旋转为西南风，这表明出现率暖平流。中层空气西南急流发展强盛，风速高达20m/s。CAPE值达到了1845.6J·kg-1，抬升指数为-4.52℃，沙氏指数达到—3.64℃，K指数为40.8℃，这表明层级结构不稳定性强。此外，水平风向和风速在垂直距离上的变化较大，3.5—5km的最大变化值高达20m/s。0度层适宜，位于4.6km的高层附近，总的来看，形成了十分有利于强对流天气产生发展的环境。4月24日20时，CAPE值有所降低，但中低层的西南急流发展趋势仍在持续，100hpa的西南风速最高在13m/s以上，850hpa—750hpa间绝大部分区域在18-20m/s左右，而且在600hpa—500hpa之间出现干层。虽然CAPE值降低，但强度仍在590～600J·kg

-1之间，抬升指数为—2.43℃，沙氏指数为-2.31℃，处于低位，K指数则为39.5℃，比较强。南阳信阳一带的850hpa气温达到20℃上下，是一个暖中心，和500hpa的温度差达到25.6℃，比周边气温显著较高。低层暖湿，中层出现干区、气温垂直递减率大表明大气中温度、湿度等气象要素的垂直分布结构不稳定，易产生强对流天气。4月25日6时，中层干区减弱，水汽已经饱和分布，700hpa以下风对高度顺时针转，暖平流出现，600hpa—500hpa的偏西风转为西南风，存在厚度较为薄的冷平流，CAPE、抬升指数、沙氏指数、K指数等对流参数均有所降低，但仍存在一定强度。这种物理量参数特征和水汽分布特征更加有利于强降水天气发展。

4 结语

由以上分析可知，上干下湿、低层辐合、高层辐散和发展强劲的低空西南急流为本次强降水区域不断输送暖湿水汽，提供不稳定能量，地面出现了气旋成为本次河南省境内强降水天气的有利天气形势。CAPE值中等或偏高，大气中温度、湿度等气象要素的垂直分布结构不稳定、中层干下层湿、垂直风切变较强、低层存在明显暖平流等要素是本次强降水天气出现并且持续发展的重要大气状态特征。

参考文献

[1]杨萌, 孟杰, 徐擎擎. 2021年4月15~16日影响潍坊的一次强对流天气过程分析[J].气候变化研究快报, 2022, 11(6):7.

[2]邹晓宏, 陈鲍发, 马中元,等. 2022年4月25日江西暴雨强对流过程分析[J]. 江西科学, 2023, 41(1):7.

  作者简介：张建彬（1983-），男，新疆米东，硕士研究生，高级工程师，研究方向：天气预报分析。