云南两次非超级单体龙卷天气特征分析_陈小华.pdf

文章编号：1674 2184(2023)01 0081 09云南两次非超级单体龙卷天气特征分析陈小华1,2,李华宏2,何钰1,2,马文倩1,2,李耀孙1,2（1.云南省气象台,昆明650034；2.中国气象局横断山区(低纬高原)灾害性天气研究中心,昆明650034）摘要：利用普洱和文山多普勒天气雷达资料以及 FY-2G 云图数据，结合 NCEP 再分析资料和天气实况，分别对 2017 年 5 月12 日发生在勐海县和 2021 年 5 月 31 日发生在广南县的龙卷天气进行分析。结果表明：两次龙卷出现区域的地形均为平坦坝子，坝子周围为高山环绕，且在龙卷发生地附近均有水库。从地面图看，两次非超级单体龙卷均是上升气流遇到地面辐合线触发的涡旋所导致的，龙卷天气出现时温度降低且气压下降，垂直结构呈“干-湿-干”的分布特征，对流有效位能值分别为1676.3 Jkg1、2074.2 Jkg1，03 km 垂直风切变最大为 11.1 m/s，形成绝对不稳定的大气层结，具备发生龙卷的有利条件。从云图看，两次龙卷天气过程均由中尺度对流云团引发，龙卷发生区域云顶亮温梯度较大。从雷达图看，两次龙卷天气均表现出“低层辐合、高层辐散”的环流特征。关键词：龙卷；地面辐合线；气旋式涡旋中图分类号：P445+.1文献标识码：Adoi：10.3969/j.issn.1674-2184.2023.01.010 引言引言龙卷是对流云产生的破坏力极大的小尺度灾害性天气，表现为直径从几米到几百米的漏斗状云柱从对流云云底盘旋而下，可造成重大的人员伤亡和财产损失，由于龙卷的尺度小且历时短，对其监测和预报都具有很大的难度。俞小鼎等1指出根据龙卷与中气旋的关系可将其分为超级单体龙卷和非超级单体龙卷，超级单体龙卷发生在深厚持久中气旋内部，非超级单体龙卷常产生在伴有明显风切变的出流边界、地面辐合线等热力边界附近。在非超级单体龙卷研究方面，Bruce 等2分析指出非超级单体龙卷与非超级单体风暴相联系，通常与浅薄的、尺度较小的低层涡旋气流有关。Wakimoto 等3研究发现非超级单体龙卷生命史可分为三个阶段：一是生成阶段，小涡旋首先在云底下方辐合边界的切变区得以发展，随着上升气流的发展，涡旋沿切变带移动；二是成熟阶段，小涡旋由上升气流拉伸时，旋转运动得到进一步发展；三是消亡阶段，降水形成下落，诱发涡旋内下沉气流，使得龙卷减弱。马中元等4对非超级单体龙卷开展研究，指出非超级单体龙卷可以发生在各种利于对流风暴产生的环境下，对该类龙卷的预警非常困难。目前，对龙卷过程的研究以超级单体龙卷个例分析为主，非超级单体个例分析较少。范雯杰等5统计了 19612010 年中国 EF2 及以上的强龙卷和 20042013 年 EF1 及以上级龙卷分布，发现其多发生在中国江淮、两湖平原、华南、东北和华北东南部等平原地区，西部地区极少发生，仅陕西记录有一次 EF3 级龙卷。张小玲等6对江苏省盐城市阜宁县发生的 EF4级龙卷进行分析，指出产生龙卷的天气尺度背景为典型的梅雨期暴雨环流，产生龙卷的中尺度对流系统发生在地面暖锋的南侧，具有经典超级单体的钩状回波和强中气旋特征。李改琴等7对 2009 年 7 月 16 日发生在河南濮阳的龙卷天气过程进行诊断分析，指出龙卷天气发生在副热带高压边缘西北侧、低空急流左前方的暖切变附近，龙卷发生前大气环境具有较大的对流不稳定能量，低层存在大的垂直风切变和丰富的水汽。纪文君等8研究指出发生龙卷的条件包括绝对不稳定的大气层结，较大的水平涡度是产生龙卷风旋转的条件。张晰莹等9利用 FY-2E 静止气象卫星和新一代天气雷达资料对 2010 年 5 月 15 日发生在黑龙江省西部地区的龙卷天气进行分析，指出龙卷天气发生在高空槽和地面冷锋前，是由多个小尺度对流发展成为 中尺度对流云团所引发的。Lee 等10分析了发生于 1996 年 4 月 19 日伊利诺州的一次强龙卷过程，指出对流单体的合并对强对流的发展起着重要作用，而且在合并时容易产生龙卷。郑媛媛等11分析2003 年 7 月 8 日安徽系列龙卷，此次龙卷在反射率因子图上几乎没有任何特征，而在径向速度图上呈现为明显的小尺度涡旋特征。唐小新等12分析湖南省永 收稿日期：2021 10 22资助项目：中国气象局创新专项（CXFZ2022J002，CXFZ2023J030）；云南省气象局科研项目（QZ202103）作者简介：陈小华，高级工程师，主要从事短临天气预报研究。E-mail: 第 43 卷 第 1 期高原山地气象研究Vol.43 No.12023 年 3 月Plateau and Mountain Meteorology ResearchMar.2023州市 2006 年 4 月 10 日的龙卷天气，除了有非常经典的钩状回波特征外，强的水平风垂直切变和热力不稳定环境促使了超级单体中的中气旋的产生，中低层的辐合最终在中气旋中形成龙卷。刁秀广等13对发生在山东境内的 6 个非超级单体龙卷风暴特征进行了分析，指出低层大的湿度和 01 km 垂直风切变7 ms1是非超级单体龙卷发生的有利条件。黄舒婷等14利用 FNL 和 ERA5 再分析资料作为背景场，模拟了 2014年 5 月 21 日 17:40 发生在广州市黄埔区九龙镇一次西风带龙卷，指出对于雷达回波、垂直速度、水平风场及水成物，FNL 资料作为初始场对西风带龙卷的模拟优于 ERA5 资料。由于龙卷天气具有空间尺度小和持续时间短的特征，加之云南地区观测站点空间分布稀疏等原因，造成有记录以来云南从未观测到龙卷天气，但随着电子科技产品的发展及普及，一些极端天气事件通过网络传播出来。2017 年 5 月 12 日 13:1713:20，在云南省西双版纳州勐海县勐混镇曼蚌村委会附近的田间出现龙卷天气，此次龙卷天气经云南新闻媒体报道后，相关信息经过勐海县气象局核实；2021 年 5 月 31 日16:25 左右，广南县城宝宁大道八宝贡酒店附近出现龙卷天气。本文利用区域站观测数据、探空观测数据、云图、雷达等数据，对这两次龙卷发生时的天气尺度背景、对流风暴产生条件、中尺度对流云团特征以及雷达回波特征等进行分析，以期为后续业务工作中进一步开展龙卷天气预警预报提供科技支撑。11资料资料研究资料包括 FY-2G 云顶亮温、普洱和文山站多普勒天气雷达资料、国家级自动气象站及区域站观测资料、探空数据以及 NECP 再分析资料，空间分辨率为 0.10.1，时间分辨率为 6 h。龙卷实况资料使用视频及图片资料，龙卷发生地确定使用了 MI-CAPS 系统（中国气象局气象信息综合分析处理系统）提供的地形数据。22天气实况及地形分析天气实况及地形分析2.1勐海和广南龙卷天气实况范雯杰等5根据“增强藤田级别”中不同龙卷特征所归纳的破坏现象，将龙卷分为 EF0EF5 级共 6 个等级。根据西双版纳州勐海县气象局提供的视频、图片等调查信息，2017 年 5 月 12 日 13:1713:20，在勐混镇曼蚌村委会附近田间出现龙卷天气，龙卷沿着那达勐水库下面的一个排水渠运动，未经过住宅区域，没有造成人员伤亡和财产损失，无法对此次龙卷天气等级进行有效评定。图 1a 是当地村民拍摄的照片。如图所示，当时高层为对流云，受对流云遮挡，上冲云顶看不清，云砧伸向前方，在对流云云底有漏斗状云柱盘旋而下，云柱出现倾斜和弯曲的特征，云柱边缘光滑，云柱直径从高空到地面都相同，龙卷漏斗云的右侧出现明显的降水，受降水拖曳导致右侧出现下沉气流，为龙卷后侧的下沉气流区，左侧为干空气的下沉区，未出现降水。上述特征与寿绍文等15研究得出“龙卷天气中云柱的内部结构类似台风，中心为下沉气流，四壁为上升气流”的结论一致。到了消散阶段（图略），云柱从地面开始消散，其直径从高到低逐渐减小，边缘的云系也逐渐散开。此外，从视频资料中还可以确定龙卷移动距离较短。(a)勐海龙卷照片(b)广南龙卷照片龙卷位置龙卷位置龙卷位置龙卷位置(c)勐海龙卷地理位置(d)广南龙卷地理位置 图 1 两次龙卷照片及地理位置 根据文山州广南县气象局提供的视频、图片等信息，2021 年 5 月 31 日 16:25 左右，广南县城宝宁大道八宝贡酒店附近出现龙卷天气，龙卷天气持续了约7 min。图 1b 是龙卷天气视频截图，可以看到龙卷风挟卷碎物在空中盘旋。此次龙卷风造成道路两侧树木成片倒伏、电力设施和多处房屋不同程度受损，龙卷等级定义为 EF0 级。2.2两次龙卷天气发生地的地形特征范雯杰等5分析得出，中国强龙卷的发生与地形关系密切，易出现在地形平坦地区，江河湖泊、沿海等地形条件对强龙卷生成也有一定的促进作用。纪文君等8研究指出南北高、中间低的喇叭口地形易生成强对流天气，也可能促进龙卷生成。马文倩等16研究云南地形与降水关系中得出哀牢山地形有利于降水云系在迎风坡发展、维持，进一步有利于降水的累积。云南位于青藏高原东南侧，自身也是高原（海拔 12003600 m），其中云南南部海拔高度随着纬度增82高原山地气象研究第 43 卷加而增加，且是受哀牢山、无量山等山脉影响，形成喇叭口地形，此地形易积聚不稳定能量，在合适的动力条件下，极易导致大气对流强烈发展，有助于龙卷生成。图 1c 是勐海龙卷风发生地的地形分布。如图所示，龙卷出现地区为类似三角形状的平坦坝子，坝子周围为高山环绕，龙卷发生在靠近南侧高山的区域，那达勐水库在其东南方，距离龙卷发生地约 5.8 km。图 1d 是广南龙卷风发生地的地形分布。如图所示，广南县城也是个三面环山的平坦坝子，发生龙卷的位置靠近西侧的高山，同时在广南县城附近有两个水库，距离龙卷发生地分别为 3 km、6 km。33天气形势分析天气形势分析3.1环流形势在 2017 年 5 月 12 日 08 时，500h Pa 层面（图略），欧亚大气环流呈经向环流，中高纬为两槽一脊型，其中乌拉尔山东部存在低压槽，高压脊位于西伯利亚海中部，东北低涡位于内蒙古东部靠近黑龙江地区，低压槽向南延伸到湖南北部，从新疆至四川南部为一致的槽后西北气流，四川盆地南部有24 的 24 h 变温，云南地区 24 h 变温在12，西太平洋副热带高压（以下简称副高）中心位于菲律宾东部，副高外围环流向西影响到北部湾以北，云南受偏西气流影响。在 700 hPa（图略）上，切变线位于丽江、昆明、贵阳、长沙附近，西双版纳在切变线的南边；由于中高层的低压槽逐渐向东移动，后部无强冷空气补充，因此700 hPa 上的切变线系统不会继续南移影响滇西南地区。在 850 hPa（图 2a）上，切变线位于蒙自、南宁附近。在地面形势（图 3a）中，08 时冷锋移至红河和玉溪的西部，靠近哀牢山附近，到 14 时地面辐合线位于孟连至景洪。综上可知，中高层的天气系统影响到了云南中北部地区，未影响到西双版纳地区；低层和地面的切变线系统位于龙卷发生区域附近，可对龙卷发生产生影响。2021 年 5 月 31 日 08 时，500 hPa 层面（图略），欧亚大气环流呈经向环流，低槽位于蒙古中部至四川北部，槽后西北气流引导冷空气南移。在 700 hPa（图略）上，切变线系统位于川滇间，到 20 时南移到了丽江至广西西部。在 850 hPa（图 2b）上，切变线系统位于云贵交界处的龙卷发生区域附近，到 20 时南移到了百色至桂林，24 h 强负变温区主要位于贵州，数值达到4，云南东部的 24 h 变温达到2。在地面形势（图 3b）中，16 时地面辐合线位于师宗至广南，影响龙卷发生区域。综上可知，云南发生的这两次非超级单体龙卷天气均受到地面辐合线影响触发涡旋，上升气流遇到触发的涡旋导致的，与俞小鼎等1研究得出“微气旋易在沿中尺度地面边界（即某种不连续面）或在其相交区域发展”的结论一致。3.2地面要素勐海龙卷天气出现的时间是 2017 年 5 月 12 日13:1713:20。在 1314 时，勐海附近出现了范围较小的降水，其量级为 0.114.5 mm/h，勐海站 1 h 降水量为 13.2 mm，最大降水出现在曼丹囡站（位于勐海和勐混镇中间）；从 5 min 雨量上看，勐海降水从 13:15 开始，一直持续到 13:55，逐 5 min 雨量分别是 0.8 mm、1.3 mm、1.9 mm、2.2 mm、3.0 mm、3.4 mm、0.4 mm、0.2 mm。当时，雷电仅发生在勐海北部，产生雷电的区域比降水区域小，且闪电密度最大为 8 次/h，在产生龙卷区域未出现雷电天气。如图 4a 所示，12 日 12时勐海产生龙卷附近区域的地面观测温度最高达26.8；13 时勐海站下降了 0.7，温度下降与地面受冷锋影响有关；龙卷产生后，该区域温度出现大幅下降，最大降幅在勐海站达到 7.1，勐混镇达到 4.1。勐海站地面气压在 13 时为 878.7 hPa，相比 12 时下降(a)2017年5月12日14时龙卷位置龙卷位置30N2826242220959799101103105107E(b)2021年5月31日14时龙卷位置龙卷位置30N2826242220959799101103105107E 图 2 两次龙卷发生时 850 hPa 流场空间分布第 1 期陈小华，等：云南两次非超级单体龙卷天气特征分析83了 1.1 hPa。在龙卷发生前，勐海站地面风速呈增加的特征，1214 时风速分别为 1 m/s、2 m/s、4 m/s。广南龙卷天气出现的时间是 2021 年 5 月 31 日16:25 左右。在 1617 时，广南站 1 h 降水量为 8.3 mm；从 5 min 雨 量 数 据 来 看，仅 在 16:10、16:15、16:55、17:00 分别有 0.2 mm、0.1 mm、3.3 mm、4.7 mm 降水，出现龙卷时无降水发生，这与实拍视频一致。当时，广南附近的闪电密度为 10 次/h，在产生龙卷区域未出现雷电天气。图 4b 中，龙卷发生前广南站 16 时温度达到 32.2，到 17 时温度降到 24.4，降幅为 7.8；地面气压在16 时为865.4 hPa，相比15 时下降了0.6 hPa，与 09 时相比下降了 4.4 hPa。广南站 16 时风速为 2 m/s，到 17 时风速增加到 12 m/s，风速显著增大。上述天气特征与朱乾根等17、赵瑞金等18的研究结论一致。3.3水汽条件图 5a 给出了 2017 年 12 日 08 时 850 hPa 水汽通量和水汽通量散度空间分布。如图所示，发生龙卷区域水汽通量为 3 gcm1hPa 1s1，产生水汽辐合的区域位于滇西和滇西南，普洱出现水汽辐合中心，中心数值为4107 gcm2hPa1s1，发生龙卷区域水汽通量散 度 为 2107 gcm2hPa1s1。在 08 时 沿 21.8N 相对湿度的经度-高度剖面（图 6a）上，100E 附近 800850 hPa 相对湿度低于 50%，650750 hPa 相对湿度达到 80%，350500 hPa 相对湿度低于 30%，500 hPa 之上相对湿度随高度增加而减小。图 5b 给出了 2021 年 5月 31 日 14 时 850 hPa 水汽通量和水汽通量散度空间分布。如图所示，滇东为主要的水汽辐合区，发生龙卷区域水汽通量散度为4107 gcm2hPa1s1，水汽通量为 10 gcm1hPa 1s1。在 14 时沿 24.04N 相对湿度的经度-高度剖面（图 6b）上，105E 附近 800850 hPa相对湿度低于 55%，600700 hPa 相对湿度约为 90%，600 hPa 之上相对湿度随高度增加而减小，到 300 hPa减小到 30%。综上可知，两次过程均出现“干-湿-干”的垂直结构特征，在这样的环境条件下，低层湿度不高和中低层水汽随高度增加不会出现过多水分蒸发而抑制上升气流和对流的发展，相反有利于水分蒸发到中高层，促使云凝结形成，同时中层（甚至中高层）保持高湿提供了充沛的水汽条件，另外中高层水汽随高度增加而迅速减小有利于形成“上干下湿”的大气对流不稳定性，均会促进对流云的进一步发展。(a)2017年5月12日13时22N100102E(b)2021年5月31日16时24N104106E 图 3 两次龙卷发生时地面形势 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20时气压(hPa)气压(hPa)温度()温度()时次(a)勐海站气压温度龙卷发生时段881880879878877876875874873302520151050(b)广南站气压温度龙卷发生时段08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20时时次302520151050871870869868867866865864863 图 4 两次龙卷发生期间勐海站（a）、广南站（b）地面温度和气压的逐时变化84高原山地气象研究第 43 卷3.4热、动力条件表 1 统计了云南两次龙卷 08 时探空资料计算的物理量，包括 K 指数、SI 指数、T850 hPa-500 hPa、对流有效位能（CAPE）、01 km 垂直风切变、03 km 垂直风切变。表 2 给出了用 14 时地面数据订正后的物理量。可以看出：T850 hPa-500 hPa约为 25，垂直温度递减率较大；CAPE 订正后均高于 1500 J.kg1，蒙自站 14 时甚至达到 2074.2 J.kg1；K 指数均在 38 以上，蒙自 08 时最大为 41.1；01 km 和 03 km 垂直风切变最大值分别为 4.9 m/s 和 11.1 m/s。综上可知，龙卷发生时，广南和勐海地区形成了绝对不稳定的大气层结，具备发生龙卷的有利条件。44云图和雷达特征分析云图和雷达特征分析4.1云图特征5 月 12 日 01:0010:00，勐海县附近都为低云控制，09:00 后低云范围开始减小；11:00，产生龙卷天气区域的天空变为晴天，这与地面观测的温度升高相对应；12:00 普洱、西双版纳东部为多云而西部为晴天，普洱西北部有弱的对流云发展；12:30，勐海北部有对流云系开始发展，对流云系的强度较弱且范围较小；13:00，产生龙卷区域的有新生对流云系发展，对流云系范围较小；13:30，新生对流云系中心云顶亮温（TBB）值为43，TBB 低于32 的范围为 900 km2，产生龙卷区域位于对流云团的边缘，20 km 内 TBB 值从7降到了43，表明 TBB 梯度较大；14:00，对流云团发展到最强（图 7a），中心强度和范围均明显增强，云型特征出现椭圆形特征，TBB 低于32 的范围为 2412 km2，对流云团长轴、短轴分别为 75 km、45 km，为 MCS 中尺度对流云系；14:30，对流云系减弱东移，勐海区域从 15:00 开始变为晴天。2021 年 5 月 31 日 08:00 广南为低云控制，10:0013:00 为晴空；14:00，广南附近为低云控制；到 15:00，广南东南和西南侧有新生对流云系发展；16:00，新生对流云系快速发展成 MCS 系统，TBB低于32 的对流云团面积为 1 万 km2，MCS 系统的长轴、短轴分别为 120 km、87 km，龙卷发生区域 TBB 梯度较大，20 km 内 TBB 值从11 降到了74；17:00（图 7b），MCS 系统面积增加到 1.7 万 km2，MCS系统的长轴、短轴分别为 158 km、120 km；MCS 系统持续到 19:00，(a)2017年5月12日08时(b)2021年5月31日14时30N2826242220959799101103105107E222222224444444466666688222222龙卷位置龙卷位置30N2826242220959799101103105107E22222222224106666121266861412101088888810444444444龙卷位置龙卷位置432101234 图 5 两次龙卷发生时水汽通量（等值线，单位：gcm1hPa 1s1）和水汽通量散度（填色，单位：107 gcm2hPa1s1）空间分布(a)2017年5月12日08时(b)2021年5月31日14时龙卷位置200250300350400450500550600650700750800850959799101103105107E龙卷位置200250300350400450500550600650700750800850959799101103105107E气压(hPa)气压(hPa)图 6 同图 5，但为相对湿度的经度-高度剖面（a.沿 21.8N，b.沿 24.04N，单位：%）第 1 期陈小华，等：云南两次非超级单体龙卷天气特征分析85之后演变为块状移出云南。两次龙卷天气过程由中尺度对流云团所引发的，龙卷发生区域 TBB 梯度较大，与张晰莹等9研究结论一致。4.2雷达特征由于龙卷尺度较小，进行雷达数据分析时，需要准确判断龙卷发生的位置，以便进行分析。根据勐海县气象局提供的调查信息，2017 年 5 月 12 日龙卷是产生在勐海县勐混镇曼蚌村委会附近的田间，以此确定龙卷发生在 100.41E、21.81N 附近区域，在雷达图上找到该点附近的回波进行分析，龙卷产生在图 6a和图 7a 箭头所指位置。分析普洱雷达站 0.5仰角的基本反射率因子空间分布（图 8a）可知，从 13:17 开始，在 5 min 内，在纳达勐水库北边发展了一块矩形块状层状云回波，回波中心强度 42 dBZ，龙卷产生在矩形回波南侧中间位置，处于回波梯度较大的地方；在1.5仰角图（图 8b）上，产生龙卷附近雷达回波最大值是 36 dBZ，强回波中心面积比 0.5仰角明显减小；在2.4仰角图（图 8c）上，回波强度仅有 11 dBZ。从 0.5仰角的速度分布（图 9a）上可以看到，在龙卷发生区域出现了气旋性环流，最大正速度为 17 m/s；气旋性环流特征在 1.5仰角（图 9b）和 2.4仰角（图 9c）的速度分布上也存在，最大正速度分别为 23 m/s 和 11 m/s。分析龙卷发生位置的雷达空间剖面（图略）可知，回波顶高低于 8 km，明显低于一般的强对流高度，最大反射率因子所在的高度低于 6 km，此次龙卷天气过程属于低质心扰动。广南龙卷发生在县城宝宁大道公安局附近，以此确定龙卷发生在 105.04E、24.04N 附近区域。龙卷发生时间是 5 月 31 日 16:2516:32，因此对 16:25 文山雷达数据进行分析。在 0.5仰角的基本反射率因子空间分布（图 10a）上，距离雷达 113 km 且高度为 1.7 km的昆明出现矩形回波，回波强度超过 35 dBZ，龙卷发生在回波南侧中间梯度最大区域，回波强度达到56 dBZ；对应在径向速度空间分布（图 11a）上，龙卷发生区域为气旋性环流，最大速度为 13 m/s。在 1.5仰角的基本反射率因子空间分布（图 10b）上，龙卷发生区域的回波形态维持矩形，龙卷位于矩形回波南侧中间梯度最大区域，最大回波强度为 53 dBZ；对应在径向速度空间分布（图 11b）上，龙卷发生区域为气旋性环流，最大速度为 7 m/s。在 5.3仰角的基本反射率因子空间分布（图 10c）上，块状回波强度高于 35 dBZ，回波高度为 11.2 km，发生龙卷区域的回波强度为 35 dBZ；对应的径向速度空间分布（图 11c）上，发生龙卷位置出现辐散环流。综上所述，两次龙卷天气过程中，径向速度场均表现出“低层辐合、高层辐散”的环流特征，可为龙卷预警提供 510 min 的时间提前量。55结论结论本文利用区域站观测数据、探空观测数据、云图、表 1 环境物理量 时间探空站点K（）SI（）T850 hPa-500 hPa（）CAPE（Jkg1）01 km风切变（m/s）03 km风切变（m/s）20170512-08时普洱383.725553.11.56.820210531-08时蒙自41.11.1925.2695.54.911.1 表 2 订正后环境物理量 时间探空站点 地面温度（）地面露点（）CAPE（Jkg1）20170512-14时普洱26.5171676.320210531-14时蒙自3018.12074.2 8063322010(a)2017年5月12日14:00龙卷位置30N28262422209799101103105107E(b)2021年5月31日17:00龙卷位置30N28262422209799101103105107E 图 7 两次龙卷发生时 TBB 空间分布（单位：dBZ）86高原山地气象研究第 43 卷雷达等数据，对 2017 年 5 月 12 日勐海县和 2021 年 5月 31 日广南县发生龙卷的天气尺度背景、对流风暴产生条件、中尺度对流云团特征以及雷达回波特征等进行分析，得到如下主要结论：（1）两次龙卷天气发生时间都在午后，均未造成严重的灾害，根据“增强藤田级别”中各等级龙卷特征，广南龙卷可定义为 F0 级。两次发生龙卷的地方均为四面环山的小坝子，地势相对平坦，另外在距离龙卷发生地 6 km 内有水库，对龙卷生成也有一定的促进作用。（2）两次龙卷天气过程中，500 hPa 虽有低槽活动，但低槽未影响到云南，700 hPa 切变线系统也未影响(a)0.5(b)1.5(c)2.45010152025303540455055606570 图 8 2017 年 5 月 12 日 13:17 普洱雷达站基本反射率因子空间分布（单位：dBZ）辐散气旋性环流气旋性环流(a)0.5(b)1.5(c)2.4气旋性环流气旋性环流辐散22.4 18.6 14.9 11.27.53.70.70.73.77.511.214.918.622.4 图 9 同图 8，但为径向速度（单位：m/s）(a)0.5(b)1.5(c)5.35010152025303540455055606570 图 10 2017 年 5 月 12 日 16:25 文山雷达站基本反射率因子空间分布（单位：dBZ）第 1 期陈小华，等：云南两次非超级单体龙卷天气特征分析87到龙卷发生区域，850 hPa 切变线位于龙卷发生地附近区域。从地面图看，两次非超级单体龙卷均是上升气流遇到地面辐合线触发的涡旋所导致的。（3）龙卷天气产生区域的大气湿度呈“干-湿-干”的垂直分布特征，有利于对流云进一步发展。龙卷发生时，广南和勐海地区大气处于不稳定状态，极易触发对流性天气。（4）两次龙卷天气过程均由中尺度对流云团所引发的，龙卷发生区域 TBB 梯度较大，且表现出“低层辐合、高层辐散”的环流特征。参考文献 俞小鼎,姚秀萍,熊廷南,等.多普勒天气雷达原理与业务应用M.北京:气象出版社,2006:143 314 1 Bruce D L,Robert B W.The numerical simulation of nonsupercelltornadogenesis Part:initiation and evolution of pretornadicmisocyclone circulations along a dry out flow boundaryJ.Journalof the Atmospheric Sciences,1997，54：32 60 2 Wakimoto R M,Wilson J W.Non-supercell TornadoesJ.MonthlyWeather Review,1989，117：1113 1140 3 马中元,叶小峰,张瑛,等.江西三类致灾大风天气活动与回波特征分析J.气象,2011，37（9）：1108 1117 4 范雯杰,俞小鼎.中国龙卷的时空分布特征J.气象,2015，41（7）：793 805 5 张小玲,杨波,朱文剑.2016年6月23日江苏阜宁EF4级龙卷天气 6 分析J.气象,2016，42（11）：1304 1314 李改琴,许庆娥,吴丽敏.一次龙卷风天气的特征分析J.气象,2014，40（5）：628 636 7 纪文君,刘正奇,郭湘平.龙卷风生成机制的探讨J.海洋预报,2003，20（1）：14 19 8 张晰莹,吴迎旭,张礼宝.利用卫星、雷达资料分析龙卷发生的环境条件J.气象,2013，39（6）：728 737 9 Lee B D,Jewett B F,Wilhelmson R B.The 19 April 1996 Illinoistornado outbreak.Part II:Cell mergers and associated tornadoincidenceJ.Weather and Forecasting,2006，21（4）：449 464 10 郑媛媛,俞小鼎,方翀.2003年7月8日安徽系列龙卷的新一代天气雷达分析J.气象,2004，30（1）：38 40 11 唐小新,廖玉芳.湖南省永州市2006年4月10日龙卷分析J.气象,2007，33（8）：23 28 12 刁秀广,万明波,高留喜.非超级单体龙卷风暴多普勒天气雷达产品特征及预警J.气象,2014，40（6）：668 677 13 黄舒婷,王东海,李国平,等.采用不同背景场的龙卷模拟结果对比分析J.高原山地气象研究,2021，41（2）：61 75 14 寿绍文.中尺度气象学M.北京:气象出版社,2009:81 85 15 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the place where tornado occurred.On the ground map,the vortex triggered by the updraft encountering thesurface convergence line caused the two non-supercell tornadoes.When tornado weather occurred,the drop of air pressure was accompan-ied by the.decrease of temperature.On T-lnP diagram,the vertical humidity profile showed“Dry-Moist-Dry”structure,the CAPE for thetwo events were 1676.3 and 2074.2 Jkg1 respectively,and the maximum vertical wind shear of 03 km was 11.1 ms1.Thus in the areasabove Menghai and Guangnan,an absolutely unstable atmospheric stratification was formed,which further provided the favorable back-grounds for the formation of tornadoes.The satellite cloud images showed that the two tornado events were both triggered by mesoscaleconvective clusters,and the TBB gradient was large over the regions where the tornadoes were observed.Besides,the coupling of low-level cyclonic circulation and high-level divergence was observed during the two tornado events on the radar charts.Keywords：Tornado，Ground convergence line，Cyclonic vorticity第 1 期陈小华，等：云南两次非超级单体龙卷天气特征分析89