飑线是一种极易引起地面强风灾害的中小尺度天气系统，阵风风速超过17 m·s^-1（美国国家气象局的标准是25 m·s^-1）时所产生的对流性大风（雷暴大风）一直是气象预报、预警的难点。在多尺度天气系统的叠加效应下，非台风、非龙卷风引发的雷暴大风事件愈发极端，常常突破历史极值，且破坏力巨大，造成严重的经济损失，威胁人民生命安全（严明良等，2006；俞小鼎等，2012；王秀明等，2012；段亚鹏等，2017；俞小鼎等，2020）。

近年来，国内外专家学者对飑线的生命史、中尺度结构、雷达回波特征和数值模拟等方面进行了深入研究，取得了许多有价值的成果（丁一汇等，1982；陈明轩和王迎春，2012；Meng et al.，2013；Takemi，2014；张建军等，2016；金子琪等，2021）。Johns和Hirt（1987）研究表明，美国约25%的飑线产生在500 hPa西北气流影响下，且与地面锋面密切相关。国内对飑线产生的对流性大风个例进行了多项研究（吴海英等，2007；马中元等，2014；竹利等，2021；陈圣劼等，2022）：对飑线发生的时空分布、环流形势背景和雷达特征等进行了统计分析，如郑媛媛等（2014）分析了东北冷涡背景下江淮飑线生成时的环境特征，发现存在中尺度气旋性环流或辐合线（干线）、中低层温度的直线下降以及强烈的风垂直切变；吴瑞姣等（2019）发现江淮地区灾害性飑线主要在长江以北的平原地区形成，且多向东南方向移动。

然而，对飑线造成的直线型大风研究多侧重于阵风锋、下击暴流等出流大风（周后福等，2017；王易等，2022；韦惠红等，2023），对不同组织形态下极端大风的成因研究相对不足。以“7·26”强飑线为例，在扬州市区的气象观测历史记录中风速达33.5 m·s^-1（12级），十分罕见，属于极端大风（马淑萍等，2019）。由于数值预报的全球模式和区域模式常低估大风强度，落区与实况存在较大差异，且此次极端大风出现在飑线形成初期，预报员基于当日上午的冷涡形势背景和强对流潜势预测最大风力约为8级，当雷达回波显示上游的南京六合形成线状多单体回波带，并出现超过60 dBZ的风暴反射率因子时，预警信号由黄色升级为橙色，预报最大风力为10级，预警等级仍然偏低。本文旨在利用常规天气图、多普勒天气雷达、风廓线雷达、自动气象站等多源气象观测资料，从预报预警业务的角度分析此类有别于阵风锋和下击暴流的入流大风的风暴结构和形成原因，探讨“7·26”强飑线初始组织化阶段的触发机制，以期为此类极端大风天气预报预警提供参考。

针对2022年7月26日过程，本文使用的资料如下：（1）美国国家环境预测中心（National Centers for Environmental Prediction，NCEP）提供的1°×1°逐6 h再分析资料诊断环流形势；（2）南京CINRAD-SA（China New Generation Weather Radar-S Band A Type）型多普勒天气雷达逐6 min的观测资料，用于分析中尺度结构及叠加地面中尺度系统要素；（3）江苏预报业务一体化平台提供的S波段雷达拼图（分辨率1 km），拼图由南京、合肥、杭州等华东地区18个多普勒雷达站点资料组成，被成熟应用于江苏气象业务与研究（王啸华等，2018）；（4）扬州2022年7月26日95个加密自动观测站资料，用于分析降水、气温、风、气压等地面气象条件；（5）Micaps常规高空、地面、探空资料以及风廓线雷达等多源观测数据。其中，风廓线雷达数据来自国家气象信息中心气象大数据平台（天擎， http://10.1.64.154/radar3/main），雷达型号为CLC-11-D，是大气边界层固定式雷达，起始高度60 m，探测高度3~5 km，垂直高度分辨率60 m，数据6 min输出1次。文中时间均为北京时。

2022年7月26日午后，江苏中南部受飑线影响遭遇大范围强对流天气，包括雷暴大风和短时强降水。江苏扬州、泰州、常州、无锡、南通、苏州6市共32个自动气象站点极大风速达10级，其中，苏州和扬州均出现12级以上大风，最大风速出现在苏州东山胥口镇，达36.8 m·s^-1（12级）。同时，有22个自动气象站点出现雨强超过40 mm·h^-1的短时强降水，最大雨强出现在赣榆石桥镇，为78.3 mm·h^-1。“7·26”过程对流强，影响范围广，从中午开始影响江苏南京，13：00—14：00在扬州发展为长约200 km的飑线，持续5 h，自西向东影响江苏中南部区域。初步统计，此次天气过程直接经济损失达200万元人民币。

在扬州，强对流天气发生于飑线形成初期。当对流风暴进入仪征—六合地区时，迅速发展成有组织的飑线形态，导致扬州城区出现有气象观测记录以来的最大风。扬州共有19个站点出现8级以上大风[图1（a）]，其中邗江汊河街道13：11的极大风达33.5 m·s^-1（12级），江都丁沟13：56的极大风达25.3 m·s^-1（10级），主城区八里13：13的极大风达22 m·s^-1（10级）；最大小时雨强出现在高邮甘垛，为52.8 mm·h^-1（13：00—14：00）。

分析扬州气象要素演变[图1（b）]可看出，此次天气过程具有明显的飑线过境特征，包括风速急剧增加、气温陡降及气压急升。在邗江汊河街道自动站，飑线过境时记录到33.5 m·s^-1的瞬时极大风速。当风暴来临时，该站出现气压陡升、风速剧增以增湿降温现象，10 min内，气压上升1.5 hPa，20 min内，气温下降6.6 ℃，相对湿度增加25%。

此次强对流天气导致的灾情主要由雷暴大风引起。通过对极端大风站点附近的现场查看，发现汊河街道和八里周边的树木和设施倒伏物方向基本一致，未见旋转状或辐散状的倒伏物，这与龙卷风的高速旋转和下击暴流的辐散大风不同。对于非龙卷、非台风引起的直线型大风，孙继松等（2014）基于其组织对流引发的地面强对流大风的物理机制，将其分为出流大风和入流大风2种。“7·26”对流过程中的大风随着飑线回波主体自西向东推进，主要为偏西风。值得注意的是，在汊河街道出现的33.5 m·s^-1的极大风为东南风，与出流方向相反，从暖区指向冷池方向，具有明显的辐合流场，这一信号显示该地出现的是飑线强回波前侧的入流大风。

2022年7月26日08：00，东亚中高纬500 hPa高度场呈现“两槽两脊”的天气形势[图2（a）]，影响江苏的主要是下游乌拉尔山的阻塞高压和高空冷涡。冷涡主体位于西西伯利亚，沿贝加尔湖、蒙古、河套地区向西北方向移动，并不断分裂南下，在贝加尔湖以南形成564 hPa低涡维持，其后部有-20 ℃的冷中心。

在中纬度地区，有低槽东移，其槽线位于华北、安徽北部至湖北，在700~500 hPa高度呈前倾结构。随着该低槽东移，其后方的干冷空气叠置于低层槽前堆积的暖湿气流之上，形成上冷下暖的不稳定层结。同时，西太平洋副热带高压减弱南退，588 dagpm线位于30°N附近。在850 hPa高度上，湖北南部、安徽中部到江苏中部地区有暖切发展，切变南侧出现14 m·s^-1的西南风急流，扬州地区处于该低空急流出口区的左侧，该区域的正涡度有利于大气动力抬升，并促进水汽充沛汇合。在925 hPa高度上，华中、华东大部分地区的温度露点差（T-T_d）均小于6.0 ℃，上游宜昌、武汉的温度露点差小于1.0 ℃，湿舌延伸至江苏中南部。

此外，中东部地区受地面热低压控制，天气晴热，多个自动站气温达到33.0~35.0 ℃，扬州和邗江国家气象站日最高气温分别为34.3、34.8 ℃。与暖切变相配合，地面存在辐合线和干线，表现出高能量和高湿度的特征。

综上所述，这些天气背景共同作用为2022年7月26日午后江苏中南部强对流天气的发生提供了充足的动力、水汽来源以及不稳定层结条件。

分析2022年7月26日08：00江苏射阳站[图2（b）]和南京站[图2（c）]的探空资料，可观察到对流潜势的变化。南京的对流有效位能（Convective Available Potential Energy，CAPE）为1 123.0 J·kg^-1，射阳的CAPE达3 733.1 J·kg^-1，表明淮北地区积累了更多不稳定能量。同时，南京地区上空的深层垂直风切变Wsr_0-6为11.5 m·s^-1，数值相对较弱，这种条件容易导致极端大风被低估。

射阳和南京两地的探空状态曲线和层结曲线均呈典型的向上开口“喇叭”状雷暴大风结构特征，对流层中高层（600 hPa附近）有明显干空气层，850~500 hPa之间的温差（∇T）分别为24.4、26.1 ℃，温度露点差（T-T_d）的最大值分别出现在600 hPa和420 hPa，分别为24.5、39.9 ℃，表明南京上空的干空气更为干燥，且南京上空600~400 hPa之间的空气比湿小于4 g·kg^-1，表明有极干的空气从400 hPa一直卷入到600 hPa附近，有利于热力不稳定增长。南京站的探空资料[图2（c）]还显示925 hPa以下存在逆温现象，大量的水汽和不稳定能量在边界层积聚。加上500 hPa以下温度廓线几乎与干绝热线平行，大气环境温度直减率大，同样有利于风暴内水凝物粒子在下降过程中的蒸发冷却，形成雷暴大风。

江苏及其周边地区天气雷达回波拼图的演变（图3）表明，“7·26”强对流天气是由零散的对流单体呈线状排列向东推进过程中，逐渐发展增强为成熟飑线，共分为以下4个阶段。

（1）初始阶段。26日09：00[图3（a）]，强回波单体群分为3个主要部分：A为湖南中南部向安徽合肥方向快速移动的飑线；B为安徽淮南至蚌埠的多个单体风暴；C为江苏淮安境内的多个单体风暴。

（2）局地热对流回波单体暖区发展酝酿阶段。10：30[图3（b）]，多单体风暴B的前沿有单体新生、发展，并在宝应、天长、六合零散的排列成线状回波，淮安境内风暴C在向盐城东移过程中，向北与山东的线状回波相连，向南与多单体风暴B的前沿在宝应、天长逐渐相接，此时，带状回波上50 dBZ的强对流单体分布较为稀疏。12：00[图3（c）]，旧单体减弱后的层状云降水区范围减小，线状回波带B由数个零散、孤立的对流单体组成，回波单体结构紧凑，呈明显块状、条状，水平尺度10~20 km，回波强度达45~60 dBZ。

（3）飑线形成初期。13：06，高邮及其南部的回波单体经过数小时的生消、加强、发展和新生合并，最终演变成长约150 km的飑线[图3（d）、（e）]，回波前沿反射率因子梯度明显，头部位于高邮，探测到径向风速大于23.0 m·s^-1的强出流。此时高邮出现52.8 mm·h^-1的短时强降水，汊河街道出现33.5 m·s^-1大风。

（4）飑线发展-成熟阶段。14：00[图3（f）]，在扬州市区汊河街道发展为超级单体的强风暴继续向江都、泰州移动。此阶段伴随明显的正负速度对，中气旋旋转速度达26.5 m·s^-1，并探测到切变为17.0×10^-3 s^-1的龙卷涡旋特征（Tornado Vortex Signature，TVS）报警，大量暖湿气流进入风暴中心，江都丁沟出现25.3 m·s^-1大风。

对产生12级极端大风的风暴进行追踪分析，通过钩状回波、入流缺口等雷达特征确认其为超级单体。穿过中气旋中心做反射率因子和速度剖面可见，中高层存在回波悬垂、低层有弱回波区，表明存在强倾斜上升气流。13：05，中气旋强烈旋转，在距离雷达75.5 km处，速度差达到TVS标准，出现风暴前部暖湿入流的极端大风。

自六合、仪征移向扬州邗江的风暴单体B表现出旺盛的发展。南京S波段多普勒天气雷达资料显示，距离风暴82 km处的扬州仪邗地区，探测到具有超级单体特征的信号（图4），回波强度达63 dBZ，回波顶高超过16 km，垂直液态水含量达69 kg·m^-2。

从各仰角的基本反射率因子（图5）来看，后侧入流缺口并不明显，说明此时暖湿空气接近饱和。风暴前侧入流一侧的低层存在清晰弱回波区，低层入流缺口（front inflow notch，FIN）和钩状回波位于风暴移动方向的右前侧而非更常见的右后侧，这些特征表明有强烈的偏南风入流气流进入上升气流，上升气流的加强又进一步导致风暴前侧入流加速，形成地面大风。同时，入流大风也加强了环境空气向对流风暴输送水汽和能量，增强风暴内中气旋等对流系统的旋转拉伸。在3.3°仰角有钩状回波，反射率因子梯度很大，垂直剖面图显示有界弱回波区（Bounded Weak Echo Region，BWER）扩展到6 km高度，更高处的强反射率因子核心位于弱回波区之上，形成中高层回波悬垂结构。

中气旋是对流风暴中与强烈上升气流和后侧的下沉气流紧密相联的小尺度涡旋，是超级单体风暴的关键特征，是强对流天气即将发生的明显信号和主要预警指标。

12级大风发生前，有5个雷达体扫描显示出中气旋特征（表1）。12：48和12：54，风暴被识别出具有弱切变特征，其底高为0.8~1.7 km，顶高为1.9~2.7 km，旋转速度为14.75~17.25 m·s^-1，正负速度对差值达18.00 m·s^-1，呈非对称分布，这与风暴的快速移动有关。至12：59风暴加强为弱中气旋，旋转速度达15.50 m·s^-1，径向直径增至3.0 km，底高为0.9 km，顶高增至3.0 km。

13：05，即极端大风出现前6 min，此超级单体风暴进入邗江区域，在距离南京70~75 km处，径向和切向直径分别增大至7.5、4.8 km，底高2.1 km，顶高3.3 km，正负速度均明显增大，分别为-23.00 m·s^-1和25.00 m·s^-1，中气旋的旋转速度加速至24.00 m·s^-1，达到中等强度中气旋标准，雷达探测显示TVS报警（表2）。此时中气旋处于强烈向上拉伸并旋转加速状态，与伴随下击暴流的中气旋向上向下同时拉伸的特征不同。由于前侧入流快速加强，为保持风暴内部质量的近似守恒，后侧下沉气流也会相应加强，形成相对对称结构。

13：05和13：11，TVS特征持续出现。13：11，中气旋旋转速度为21.25 m·s^-1，由于角动量守恒，径向直径收缩超过一半，减小至3.2 km，底部高度下降至1.0 km高度处，TVS的垂直伸展厚度缩小至2.5 km，切变值达41.0×10^-3 s^-1。在此超级单体风暴影响下，出现了33.50 m·s^-1的大风。

研究表明（Wilson and Mueller，1993；梁俊平和张一平，2015），在飑线的组织发展过程中，垂直风切变起着重要作用。“7·26”过程虽然具有较大的CAPE，但垂直风切变Wsr_0-6处于中等偏弱水平，对流是如何组织发展为飑线的?利用极端大风发生位置西偏南方向120 km处的高淳站风廓线雷达获得的高时空分辨率廓线资料，可更直观地分析大气流场的结构。根据降水和风场实况变化（图6），这一过程可分为两个阶段。

第一阶段：26日08：00，1.5 km高度的西南风风速超过6.0 m·s^-1；至11：00，在降水开始前90 min，2.0 km高度以上出现风速为12 m·s^-1的低空急流脉动；12：12，12.0~16.0 m·s^-1低空急流向下延伸至1.5 km高度，在大约2.0 km高度出现风速为13.3 m·s^-1的西南风，而垂直下方距离地面200 m处为5.5 m·s^-1的东南风，形成了较大的低层相对风暴螺旋度。同时，低空急流的出现为短时强降水提供了丰富的水汽。随着低空急流轴加强和扩大，与近地层之间显著的风速差导致低层垂直风切变明显增大，为对流风暴向飑线有组织化发展提供必要的动力和能量。

第二阶段：12：45后，1.0 km高度以下均转为西北风，风随高度逆转，这一变化对应降水后期近地层的冷空气侵入；13：00，西南风急流持续向下传播至580 m高度，最大风速达17.9 m·s^-1，此时垂直方向向下100 m的高度处为1.7 m·s^-1的偏北风，风向和风速在不足500 m垂直距离内出现强烈差异，同时1.0 km高度处有偏北风与偏西风的切变，并伴有地面辐合线的快速移动，说明此时边界层内风场扰动迅速加剧，这些因素均有利于超级单体风暴的产生，也是形成飑线的关键原因之一。

Wilson和Schreiber（1986）认为，79%的风暴和96%的强风暴发生在辐合线附近。雷暴的触发机制主要包括地面边界（如锋面、干线和边界层辐合线）、地形抬升和中尺度重力波。前文分析了温湿和能量条件的积聚，一旦有触发机制，储存的能量将迅速释放，引发剧烈的天气现象。通过多普勒天气雷达反射率产品和地面气象自动站5 min实况数据，选取12：30和13：10两个时刻，分析飑线形成阶段的热动力结构特征和中小尺度触发机制。

12：30，江苏省西边界至苏南出现了明显的温度梯度，冷暖中心的温差超过12 ℃。36 ℃的暖中心位于常州至无锡南部，该地区风向均为东南风。上游蚌埠东—淮安雷暴区气温下降至24 ℃，形成大范围冷池，并转为一致的西北风。这两种风在仪征—六合形成西北风与东南风的辐合线，等温线密集带沿着辐合线呈东北—西南平行走向近乎重合[图7（a）]。有多个中尺度辐合中心沿着辐合线东移，在扬州北部和南部各有一个强辐合中心[图7（b）]，中心值达-90 m·s^-1·（°）^-1，上游雷暴区的散度值达80 m·s^-1·（°）^-1，辐散中心与冷池中密度较大的冷空气叠加，形成雷暴高压，指向辐合线后部暖空气的水平温度梯度加大。

13：10，地面辐合线的维持和加强促进了雷暴发展的组织化和强度。雷达拼图显示，雷暴沿地面辐合线向南延伸形成了长度约150 km的飑线，飑线上有多个强度大于50 dBZ的风暴，仪征向扬州市区移动的回波强度达63 dBZ，随着对流区扩展，出流边界不断向南伸展，迅速增强发展为超级单体风暴。极端大风出现在超级单体核心区前侧，此处存在强烈的暖湿上升入流，加强了垂直风切变，引起风暴内的中气旋垂直涡度急剧增加，并增强了对流系统的发展。同时，回波带两侧分别为-130、60 m·s^-1·（°）^-1辐合辐散中心[图7（c）]，辐合中心略超前于地面辐合线，表明系统将进一步加强。强烈的辐合辐散与能量锋在扬州境内相遇，促进了超级单体风暴的形成，并产生对流性强风和短时强降水。降水通过拖曳风暴下沉气流使地面冷池中心气温降至24 ℃[图7（d）]，冷池推动出流边界加速移动，因而飑线略滞后于地面辐合线，扰动温度梯度与地面辐合线之间形成近乎垂直的交角，使得该地区低层不断有暖湿空气沿着冷池边缘强烈辐合斜升，加剧扰动温度梯度，引起中尺度锋生。锋生进一步触发了对流不稳定能量的释放，导致飑线强度增强，并从西北向东南缓慢推进。超级单体风暴前部位于汊河街道，强烈的暖湿上升入流加强了垂直风切变，引起风暴内的中气旋垂直涡度急剧增加并出现TVS。

本文利用多源观测资料分析2022年7月26日江苏中南部一次飑线初始阶段的极端对流大风的触发机制，得到以下主要结论。

（1）本次强飑线发生在冷涡背景下，前倾槽与850 hPa暖切变线叠加，促进了不稳定层结的发展。较大的CAPE、明显的上下层温差及中层异常干的层结，共同为雷暴大风的发生提供有利的对流环境。

（2）经过数小时的合并和演变，对流系统在扬州地区发展为飑线，局地的极端大风位于飑线北端，其风暴结构特征包括强烈的旋转辐合、弱的钩状回波、明显的中高层回波悬垂、前侧入流缺口以及有界弱回波区等。其中雷达有5个体扫提示出现中气旋，中气旋强烈旋转并向上拉伸，伴有TVS特征，暖湿入流为风暴提供大量水汽和能量，促进对流系统的组织化增强和发展，从而引发更为强烈的极端对流天气。

（3）边界层辐合线是初始对流发展为超级单体风暴的重要触发机制。对流过程前期的深层垂直风切变较弱，但极端大风出现前，随着冷空气侵入，边界层内垂直风切变急剧增大，这一变化标志着极端大风事件的临近。低空急流范围扩大、位置下移及低层明显的相对风暴螺旋度和冷暖平流的动态变化，这些因素对超级单体风暴的形成和极端大风的触发起到决定性作用。

（4）地面中尺度辐合线的形成和维持是飑线形成发展的重要触发机制。飑线沿着能量密集带向前推进，辐合辐散中心附近的强烈上升运动触发了不稳定能量的释放和转化，强降水导致的冷池加速推进出流边界，同时降水的拖曳和风暴后部的下沉气流与飑线前侧暖湿入流的强上升气流相叠加，加剧了水平风场的扰动，构成中小尺度的垂直环流，导致超级单体风暴垂直倾斜和拉伸的涡度更强，有利于形成前侧入流的极端大风。