0 引言
飑线是一种高度组织化、影响范围广的中小尺度天气系统，破坏力极强，预报难度大，一直是国内外强对流研究的热点和重点。Fujita（1955）最早对飑线的天气学概念模型进行了详细描述，丁一汇等（1982）对中国飑线的大尺度环流背景进行了概括，强调华北飑线以槽后型居多，且与冷涡密切相关。近年来，随着观测网的迅速发展及新型资料的不断应用，相关研究通过对飑线个例的分析，在飑线的发展演变、组织结构、形成机理等方面取得了一定的认识（盛杰等，2019；雷蕾等，2021；韦惠红等，2023），并对飑线带来的致灾大风成因及相关雷达特征等有了进一步的了解（姚叶青等，2008；农孟松等，2014；李朝华等，2020；黎玥君等，2024）。普遍认为，强垂直风切变条件下，冷池与低层垂直风切变的相互作用是飑线长久维持的关键（陈明轩和王迎春，2012；陈涛等，2013），弱垂直风切变下风暴自组织结构是飑线发展维持的重要因素（王明秀等，2012；张宁等，2017），地面中尺度辐合线和干线的维持、耦合加强是飑线主要的驱动和组织触发机制（张桂莲等，2019；屈梅芳等，2021）。
华北中南部是仅次于黄淮下游的飑线第二高发区（Meng et al.，2013），其中山西飑线多发于长治、晋城等地，多发时段集中在5—8月的下午到傍晚，飑线形成后多向东南方向移动，产生严重的风雹、短时暴雨等强对流天气（董文晓等，2016）。其次，山西位于黄土高原，地形环境复杂，飑线结构特征、形成机制等与周边的京津冀地区并不完全相同（郝寿昌，2016；苗爱梅等，2017；李强等，2023）。前期研究以风暴系统结构特征分析居多，对对流系统能否组织为带状或线状对流系统、进一步发展为飑线等问题的认识还不够，飑线发生发展、维持机理及致灾原因的探讨有待补充加强（赵海英等，2016；苗爱梅等，2017），尤其是在观测网全面布设下如何利用高时空分辨率观测资料，准确分析对流环境的热力、动力性质及变化趋势，识别飑线发生发展前期有利的预报预警指标，强化极端天气监测预警能力，是当前本地飑线及其强对流天气预报预警需要深入关注的问题（李斯荣等，2019；俞小鼎等，2020）。
2022年7月25日，山西南部发生一次典型飑线过程，壶关单站瞬时大风破当地历史记录，当日强对流预报预警对此次风暴的强度及致灾性预估不足。本研究利用雷达、地面自动站等多源观测资料及欧洲中期数值预报中心ERA5再分析资料，从天气形势、环境条件、系统演变特征等方面分析此次过程的形成和维持机制，探讨雷达回波特征、中小尺度系统在风暴发生发展及与之伴随的强对流天气短时临近预报预警中的指示意义，以期提高本地飑线及其强对流天气预报预警准确率。
1 资料
利用过程期间Micaps高空、地面及探空资料，以及山西加密自动气象站资料，分析降水、气温、风、气压等气象条件；临汾、长治C波段天气雷达逐6 min探测资料，用于分析对流系统演变及中尺度结构等；欧洲中期数值预报中心ERA5逐时再分析资料（水平分辨率0.25°×0.25°），用于分析天气形势及物理量诊断。文中时间均为北京时。
2 过程概况和天气背景
2.1 天气实况
2022年7月25日清晨，进入山西西部的对流云团向东南方向移动过程中，与多个新生单体、多单体雷暴合并、组织，最终加强成东北—西南走向的飑线回波带。受其影响，25日08：00—20：00，山西中南部多地出现大雨或暴雨，最大雨量达69.8 mm（长治屯留罗庄）[图1（a）]。过程期间强对流实况监测显示：上午（08：00—12：00）强对流天气主要出现在临汾附近，以强度低于30.0 mm·h-1的短时强降水和8级雷暴大风为主；午后风暴影响范围扩展至长治、晋城和运城等地，强对流天气发生频次和强度普遍增大[图1（b），（c）]，最大雨强和最强风力均出现在13：00—14：00，分别为48.6 mm·h-1（长治壶关西堡水库）、33.4 m·s-1（12级，长治壶关）；风暴发展移动中局地伴有冰雹，因缺失观测实况不予讨论。
图1
图1
2022年7月25日08：00—20：00山西累计降水量（填色，单位：mm）及雷暴大风（8级及以上，风羽，单位：m·s-1）分布（a），10：00—16：00不同等级短时强降水（b）与雷暴大风（17.2 m·s-1以上）（c）发生站次逐时演变
Fig.1
The spatial distribution of accumulated rainfall （the color shaded， Unit： mm） and hourly thunderstorm gale （Force 8 and above， barbs， Unit： m·s-1） from 08：00 to 20：00 （a） ， and hourly evolution of numbers of station occurring short-duration heavy rainfall （b） and thunderstorm gale （above 17.2 m·s-1） （c） with different levels from 10：00 to 16：00 in Shanxi Province on 25 July 2022
图2
图2
2022年7月25日08：00—20：00壶关单站气温、气压、极大风（风羽，单位：m·s-1）和降水量逐时演变
Fig.2
Hourly variation of air temperature， sea level pressure， extreme wind （barbs， Unit： m·s-1） and rainfall at Huguan Station from 08：00 to 20：00 on 25 July 2022
2.2 天气背景
2022年7月25日08：00，500 hPa欧亚中高纬维持宽广的低值系统，配合有-20 ℃冷中心，冷涡后部不断分裂冷空气南下，在贝加尔湖以南形成中心值为562 dagpm的低涡；受其影响，山西西北部—陕西北部有短波槽发展，山西中南部处在冷槽底部偏西气流中[图3（a）]。700 hPa切变线位于河套地区，与500 hPa冷槽呈现前倾结构，造成陕西东部—山西西部的位势不稳定；切变线以东12~14 m·s-1的西南急流向山西南部输送暖湿空气的同时，在吕梁、临汾上空形成风速辐合区，有利于水汽、热量汇合及动力抬升[图3（b）]。850 hPa，西南气流与东南风在山西南部形成暖式切变线，切变线以南的西南风速带使得暖舌北伸，建立与高空干冷空气叠置的不稳定层结[图3（c）]。地面上，上游低压带稳定维持，山西受低压带底前部偏南暖湿气流控制[图3（d）]，辐合线及中尺度涡旋的生成维持加强了局地辐合抬升条件（赵桂香等，2020）。此外，200 hPa位于陕西中部的辐散气流区逐步东移影响山西中南部，形成强烈的抽吸作用，为此次过程提供了有利的大尺度环流背景。
图3
图3
2022年7月25日08：00 500 hPa（a）、700 hPa（b）、850 hPa（c）位势高度（黑色实线，单位：dagpm）、温度（红色虚线，单位：℃）和风场（风矢，单位：m·s-1）及海平面气压场（黑色实线，单位：hPa）（d）
Fig.3
The 500 hPa （a）， 700 hPa （b） and 850 hPa （c） geopotential height （black soild lines， Unit： dagpm）， temperature （red dashed lines， Unit： ℃） and wind （wind vectors， Unit： m·s-1） fields， and sea level pressure field （black soild lines， Unit： hPa） （d） at 08：00 on 25 July 2022
综上所述，此次飑线过程发生在500 hPa低槽东移背景下，高空干冷气团与低层暖湿空气叠加，建立了上冷下暖的不稳定层结，低层偏南气流的发展及辐合区的形成加强了系统抬升运动，地面中尺度系统的维持发展有利于对流触发加强，在多尺度系统的驱动和耦合下，对流在山西南部发展组织形成飑线。
3 雷达回波演变
根据雷达回波演变特征（图4），此次飑线过程分为3个阶段：上游离散对流单体东移发展形成线状对流系统、山区新生雷暴发展形成多单体风暴、线状对流并入多单体风暴后组织成飑线。
图4
图4
2022年7月25日飑线组织化过程中临汾（a、b、c、d）及长治（e、f、g、h）雷达组合反射率因子演变（单位：dBZ）
（红色圈代表新生对流单体，黑色圈代表已存在的风暴，黑色三角为壶关站）
Fig.4
The evolution of radar composite reflectivity （Unit： dBZ） from Linfen （a， b， c， d） and Changzhi （e， f， g， h） stations on 25 July 2022
（The red and black circles represent new convective cells and existing storms， respectively， and the black triangle indicates Huguan Station）
3.1 上游离散对流单体东移发展形成线状对流系统
7月25日清晨，陕西北部离散对流单体移入山西后，临汾西北部有多个离散雷暴单体快速新生加强、合并发展[图4（a）]；在西北气流引导下向临汾移近，10：55演变为东北—西南向对流带A后缓慢南压，临汾中部对流单体B在西南气流影响下向东北方向发展加强[图4（b）]；11：00后逐渐与洪洞以北河谷盆地新生单体[图4（b）中红圈区域]合并加强为东东北—西西南方向排列的线状对流C[图4（c）]，东移南压过程中，位于回波前沿反射率因子梯度大值区的洪洞、古县等地出现8~9级雷暴大风[11：17，0.5°仰角径向速度图（图略）中出现-21.5 m·s-1中心，较地面大风提前23 min]，并伴有短时强降水，最大雨强42.1 mm·h-1；11：40后，线状对流C北段分裂出中β尺度团状对流系统C1[图4（d）]，经过古县后继续发展，与沁源—安泽—沁水一带新生的多个单体[图4（d）中红圈区域]合并成多单体风暴，于12：20演变为北东北—南西南走向的线状对流D[图4（f）]。12：08起径向速度垂直剖面图（图略）上可见3~7 km高度存在24.5 m·s-1以上的中层径向辐合（MARC），显著MARC的出现预示着地面灾害性大风的继续与维持（较地面实况有12~24 min以上提前量），对雷暴群演变为弓形回波具有指示意义。
3.2 山区新生雷暴发展形成多单体风暴
3.3 线状对流并入多单体风暴后组织成飑线
25日12：48，随着线状对流D移近，与多单体风暴E及长治附近新生单体[图4（g）中红圈区域]合并发展，于13：28演变为弓形回波带，40 dBZ以上回波长度达150 km左右，长宽比超过5：1，形成飑线，后侧不断有单体新生并入，飑线维持发展。13：28—13：45弓形回波顶点经过壶关[图4（h）]，造成12级雷暴大风；对应雷达图（图略）上12：59起连续2个体扫内反射率因子核迅速下降，0.5°仰角径向速度图（图略）于13：16出现31.0 m·s-1的正速度中心，较大风发生有14~31 min提前量。受镶嵌其中的强单体影响，多站出现强降水，最大雨强48.6 mm·h-1。14：00后，飑线北段东移出山西，南段继续影响高平、陵川等地，带来短时强降水。
4 环境条件
过程期间，前两个阶段风暴集中在西南部的临汾等地，对流形态以多单体风暴为主，尽管部分时段组织化为线状对流，但维持时间较短，组织化程度相对较差；第三阶段出现在午后，对流系统在东南部的长治等地合并后迅速组织成飑线并得以维持发展，局地出现极端大风。也即在晋西南和晋东南两个区域、上午和午后两个时段，对流系统表现出不同的强度和形态变化。因此，分别在临汾、长治附近选两个125 km×125 km区域（区域Ⅰ和区域Ⅱ）（图5），从环境条件的时空演变分析出现上述差异的原因。
图5
图5
区域划分、山西地形及部分站点分布
（黑色、红色框分别代表区域Ⅰ和区域Ⅱ）
Fig.5
Regional division， topography of Shanxi and distribution of some stations
（The black and red boxes represent ZoneⅠ and ZoneⅡ， respectively）
4.1 热力和水汽条件
图6
图6
2022年7月25日08：00—17：00两区域所有格点850 hPa与500 hPa温度差（a）、对流有效位能（b）、400~700 hPa最大温度露点差（c）及850 hPa与500 hPa假相当位温差（d）箱线图
（箱的上下边缘线分别为统计最大值和最小值，上、下框线分别对应75%和25%百分位值，箱内线为中位数）
Fig.6
The box plots of 850 hPa and 500 hPa temperature difference （a）， convective effective potential energy （b）， 400-700 hPa maximum temperature dew point difference （c）， 850 hPa and 500 hPa pseudo equivalent potential temperature difference （d） for all grid points in the two zones from 08：00 to 17：00 on July 25， 2022
（The upper and lower edge lines of the box are the statistical maximum and minimum values， respectively， the upper and lower box lines correspond to 75% and 25% percentile values， respectively， and the lines inside the box are the median）
对比两个区域发现：清晨区域Ⅰ的对流有效位能（Convective Available Potential Energy， CAPE）中值约831.9 J·kg-1，11：00前变化较小[图6（b）]，与温度直减率变化不大有关，对应T850-500随时间在0.5~1.0 ℃波动[图6（a）]，不稳定层结维持。相比之下，低空暖舌向北伸展在山西东部形成暖中心，暖区不断扩大，13：00加强至24.0 ℃以上的暖中心叠置在南压冷槽下，区域2的T850-500最大值达31.4 ℃[图6（a）]，温度直减率为6.4~7.5 ℃·km-1，CAPE中值跃增至2 027.3 J·kg-1[图6（b）]，高于马淑萍等（2019）提出的极端雷暴大风指标（6.7 ℃·km-1、1 700 J·kg-1），层结不稳定度迅速增大，有利于午后对流天气发展加强。
从湿度条件看，08：00起山西南部低空比湿呈增加趋势，区域Ⅰ增长平缓（均值12.5 g·kg-1附近），区域2于5 h内增加3.7 g·kg-1，午后850 hPa比湿均值达14.3 g·kg-1（图略），局地比湿条件显著改善，是午后降水强度增大的原因之一。25日08：00，上游延安探空显示600 hPa之上有干空气卷入，温湿层结曲线呈“上喇叭口”形状（图略），山西南部中高层干空气稳定维持；13：00区域Ⅱ后侧（即区域Ⅰ）400~700 hPa最大温度露点差平均值增大至11.8 ℃[图6（c）]，后侧干冷空气的入侵有利于对流运动发展。在此温湿条件下，对流活动期间区域Ⅰ的850 hPa与500 hPa假相当位温差均值约9.6~11.6 ℃，区域Ⅱ达18.3 ℃以上[图6（d）]，显著高于马淑萍等（2019）提出的极端雷暴大风阈值（均值14.3 ℃），上干下湿特征更明显，热力不稳定显著发展。
4.2 垂直风切变
垂直风切变对对流风暴的组织、结构和演变至关重要（陈明轩和王迎春，2012；褚颖佳等，2023）。25日08：00，区域Ⅰ的0~6 km垂直风切变（Wsr，0~6 km）为12 m·s-1，3 km以下垂直风切变（Wsr，0~3 km）更弱，正午前后Wsr，0~6 km较清晨增大2 m·s-1左右，虽然风切变条件趋向于对对流组织有利的方向发展，但仍属于中等偏弱垂直风切变环境，且风切变矢量与对流系统C走向一致（西西南，图略），不利于对流组织化。相比之下，区域Ⅱ中低层垂直风切条件更弱，正午前Wsr，0~6 km和Wsr，0~3 km分别仅8~11、6~8 m·s-1。长治雷达风廓线产品（图7）显示，12：42前为一致的西南气流，之后低空出现环流扰动，对飑线有一定的触发作用；伴随低空波动东移，12：48在2.7 km高度转为偏西风，此后偏西风所在高度向上下延伸，强风速区厚度加深且强度增至24 m·s-1以上，风矢量差迅速增大至18 m·s-1以上，与对流系统D走向形成明显的夹角，是后期对流系统加强发展的重要原因。
图7
图7
2022年7月25日12：31—13：28长治雷达速度方位显示风廓线（风羽，单位：m·s-1）
Fig.7
The vertical wind profile of Changzhi radar （barbs， Unit： m·s-1） from 12：31 to 13：28 on 25 July 2022
可见，正午前后区域Ⅱ“上冷下暖”和“上干下湿”特征促进层结不稳定度显著提高、对流不稳定能量发展，为飑线形成提供了更有利的环境条件；临近时段低空环流扰动带来的强干冷空气使得环境动力条件改善，风切变矢量与对流系统正交，对对流快速组织发展成为飑线极为有利。
5 对流触发及维持发展原因
自动站观测表明，南部中尺度辐合线的建立和维持是飑线快速组织发展的重要机制。25日清晨，地面辐合上升较弱且局地，以分散性对流为主。11：00前后[图8（a）]，临汾中部露点温度梯度增大，存在露点锋生，在其组织下回波发展增强为对流带A[图4（b）]；地面风场上，随着暖湿气团向北发展，临汾以南的南风分量逐渐加大，临汾以北受西北气流翻山影响，以偏东北风为主，两支气流在河谷盆地交汇形成地面辐合线，但与雷暴群距离较远。12：00，晋中南部—长治北部有辐合线建立，与太行山走势一致[图8（b）]；临汾东部维持发展的地面辐合线附近有多个风暴新生，与南压的对流主体合并形成线状对流D[图4（f）]，形态与辐合线走向基本一致。随后，辐合线迅速东移南压并向南北方向扩展[图8（c）]；13：00辐合线北至太行山中段、西至临运盆地，尺度接近400 km；辐合线附近露点温度梯度不断增大，且露点锋沿着辐合线走向发展；辐合线的发展使得局地垂直风切变条件明显改善（图7），配合露点锋生作用，在辐合线附近组织形成飑线。随后1 h内，辐合线维持发展，露点温度梯度继续增大，对流活动更加剧烈[图8（d）]。14：30后，飑线下山，主体逐渐减弱消亡。可见，中尺度辐合线的形成显著改善了局部环境，在触发对流的同时，与大尺度系统相互耦合，促使飑线快速组织发展，辐合线形成发展较对流组织加强提前20 min左右。
图8
图8
2022年7月25日11：00（a）、12：00（b）、13：00（c）、14：00（d）地面中尺度分析综合图
（虚线为等露点温度线，点划线为地面辐合线，矢量箭头为地面显著流线，即小时极大风）
Fig.8
The surface mesoscale composite analysis at 11：00 （a）， 12：00 （b）， 13：00 （c） and 14：00 （d） on 25 July 2022
（Dotted lines represent dew-point temperature， dot dashed lines are surface convergence line， vector arrows are significant streamlines， which is obtained from hourly extreme wind）
分析长治雷达产品（图9）发现，12：48线状对流带D对应的径向速度剖面[图9（b）]上，斜升气流径向速度约13 m·s-1，表明低层存在强的入流。在后侧层状云降水区，降水物拖曳及蒸发等作用形成的下沉运动在近地层产生强辐散，并在风暴前沿形成10 m·s-1以上的阵风出流。风暴前方，环境气流经出流抬升，以较陡立的角度进入风暴并在风暴顶形成强辐散，斜升气流与倾斜下沉气流在风暴主体内部形成深厚的辐合区。可见，在飑线形成前夕，形成了环境入流与系统出流共存、低层辐合与高层辐散共存的环流结构，即飑线主回波区的垂直环流已经具有高度的自组织结构特征。13：39，飑线已处于成熟期，回波后侧存在后侧入流缺口，表明强的后侧入流[图9（c）]；风暴伸展至12 km，风暴核强度超过60 dBZ，回波前沿反射率因子梯度较大，形成陡直的前沿[图9（d）]；径向速度场上存在25 m·s-1以上的后侧入流急流与之对应，说明出流区风速极大[图9（e）]。在出流区以北，各高度层上均存在相对风暴移向的入流，且与飑线北部气旋性弯曲处相对应，表明强的环境入流[图9（e），（f）]。这种风暴系统出流与其北部强入流共存形成的气旋式旋转水平流场，对风暴内的垂直上升运动具有正效应。综上，飑线自身在垂直及水平方向上高度自组织结构形成的正反馈机制是其得以发展维持的主要原因。
图9
图9
2022年7月25日12：48长治雷达组合反射率（单位：dBZ）（a）、径向速度沿图（a）黑线的剖面（单位：m·s-1）（b），13：39基本反射率因子（2.4°仰角）（c）及反射率因子沿图（c）黑线的剖面（d）（单位：dBZ）和0.5°（e）、1.5°（f）仰角径向速度（单位：m·s-1）
Fig.9
The composite reflectivity （Unit： dBZ） （a） and the cross-section （b） of radial velocity along the black line in fig.a （Unit： m·s-1） at 12：48， reflectivity （Unit： dBZ） at 2.4° elevation （c） ， the cross-section of reflectivity （Unit： dBZ） along the black line in fig.c （d）， and radial velocity （Unit： m·s-1） at 0.5°（e） and 1.5° （f） elevation at 13：39 of Changzhi radar on 25 July 2022
6 雷暴大风产生原因
对流系统自临汾、吕梁等地向东南方向移动过程中，伴随有明显的负变温和正变压，随着风暴发展，冷池对地面灾害性大风的作用逐渐明显，其水平尺度、强度直接影响大风强度。25日10：00，吕梁、临汾交界出现地面冷池，范围小、强度弱[图10（a）]；11：00，对流主体扩展至临汾以北，冷池增强，在蒲县、霍州出现两个负变温中心，强度为-10.0 ℃和-7.9 ℃[图10（b）]，带来7级以上大风。之后，冷池经历了先减弱[图10（c）]后合并增强[图10（d）]的过程。冷池合并期间，对流主体后侧（区域Ⅰ）中层最大温度露点差显著增大[图6（c）]，对流层中层风速虽未达急流标准，但风速增大2~4 m·s-1，对应速度剖面4 km上下有一支12 m·s-1左右的后侧入流急流，将中层高动能干冷空气向地面引导（图略），增强风暴前沿变温梯度的同时，也通过垂直动量交换和水成物蒸发等作用增大近地面出流强度，对雷暴大风有增强作用（屯留等地8~9级大风）。此后，随着对流系统的发展，长治、晋城一带形成径向距离100 km以上的强冷池，雷暴高压发展加强[图10（e）]，风力迅速增大、强风区域集中，处在强冷池和风暴冷高压中心附近的壶关出现33.4 m·s-1的极端大风。15：00起，冷池减弱移出山西[图10（f）]，山西境内大风趋于结束。
图10
图10
2022年7月25日10：00（a）、11：00（b）、12：00（c）、13：00（d）、14：00（e）、15：00（f）地面1 h负变温场（阴影，虚线间隔3 ℃，单位：℃）和1 h正变压场（蓝色和红色实线分别代表1、2 hPa气压扰动）
（红三角为壶关站）
Fig.10
The surface 1 h negative temperature change （the shaded， Dotted lines are 3 ℃ apart， Unit： ℃） and 1 h positive allobaric field （the blue and red line represent 1 hPa and 2 hPa pressure disturbance， respectively） at 10：00 （a）， 11：00 （b）， 12：00 （c）， 13：00 （d）， 14：00 （e）， 15：00 （f） on 25 July 2022
（The red triangle indicates Huguan Station）
7 结论和讨论
2022年7月25日，山西南部出现一次典型飑线过程，天气类型复杂多样，壶关单站瞬时风力破历史记录，有一定的极端性。利用多源资料对此次过程进行跟踪及监测预警，分析其环境条件、雷达演变特征及触发维持机制等，得到以下结论。
（1）飑线形成过程可分为3个阶段：上游离散对流东移发展形成线状对流系统、山区新生雷暴发展形成多单体风暴、线状对流并入多单体风暴后组织成飑线。前两个阶段，尽管风暴处在高能高湿环境中，但较弱的垂直风切变使得对流组织化程度较差，以多单体风暴为主；午后热力条件显著发展，850 hPa与500 hPa假相当位温差均值达18.3 ℃，临近时刻低空扰动导致垂直风切变达18 m·s-1以上，预示飑线的组织发展。
（2）飑线形成及发展过程中，发展的地面辐合线和中尺度涡旋，以及露点锋生作用建立的辐合抬升运动是其主要的组织触发机制；环境入流与系统出流共存、低空辐合与高层辐散共存的垂直环流结构，以及系统出流与环境入流相互依存的水平结构体现了风暴高度的自组织结构，并形成了对流发展的正反馈机制，使飑线得以长期维持。
（3）线状对流冷池与多单体风暴冷池的合并加强，形成了径向距离100 km、扰动中心温度达-12.3 ℃的强冷池，这是壶关极端雷暴大风产生的关键原因；后侧干冷空气入流带来的动量下传对地面大风有增强作用。
（4）低层径向速度大值区、中层径向辐合等雷达特征较雷暴大风出现提前10~20 min以上，辐合线、中尺度涡旋的形成发展较对流组织加强提前20 min左右，对强对流天气监测预警有一定的指示意义。
复杂地形区飑线预报难度较大，本研究在多源资料的基础上分析了一次飑线的组织化过程，讨论了对流环境的动力、热力性质及变化趋势在强天气预报预警中的指示意义，为相关研究提供了一定的参考。但一次天气过程分析得到的结论不具有普遍性，有待选取更多的个例进行系统分析，并结合数值模拟进行相关结论的深入分析验证。
参考文献
冷涡影响下两次不同类型强对流过程对比分析
[J].
为深入认识冷涡影响下不同类型强对流天气发生条件的差异，利用高空、地面气象观测资料，多普勒天气雷达和风廓线雷达资料，以及欧洲中期天气预报中心（European Centre for Medium-Range Weather Forecasts，ECMWF）第五代大气再分析资料ERA5，对2016年6月13日和2018年6月13日山东两次同受冷涡影响但分别以短时强降水为主和风雹天气为主的不同类型强对流天气过程（分别简称“过程I”、“过程II”）进行了对比分析。结果表明：（1）以短时强降水为主的过程I，降水效率高，在其发展阶段回波质心高度低，成熟阶段形成强降水超级单体，最强降水出现在中气旋附近；以风雹天气为主的过程II，雷暴大风强度具有极端性，对流风暴发展深厚，60 dBZ以上强回波发展至-20 ℃层高度之上并持续，是产生大冰雹的重要原因。两次过程的强风均出现在弓形回波反射率因子核心前部和超级单体后侧下沉气流区。（2）过程I不稳定条件中等，西南气流配合湿区使低层增湿，950~850 hPa形成近饱和层并增厚，干层位于500 hPa以上，构成上干下湿层结，对流在地面辐合线和地面湿舌顶端叠加处触发；过程II热力和动力不稳定强，中空急流与800~600 hPa的显著干层为雷暴大风和冰雹的形成提供了有利条件，触发抬升系统是暖锋，比过程I更深厚。环境条件的差异决定了两次过程天气类型的差异。
近35年山西飑线天气的时空分布特征及概念模型
[J].为减少飑线天气对农业生产带来的影响,利用山西省气象信息中心1979年～2013年信息化产品资料和MICAPS数据资料,对发生在山西境内的飑线进行统计分析,结果表明：山西境内飑线日数具有东部多于西部的空间分布特征；飑线主要发生在4～9月,其中6～7月出现的频次最高；飑线出现时间具有明显的日变化特征,其中16-17时飑线发生的概率最大；近35年山西飑线日数以3.6天/10年的速率减少；山西飑线的概念模型主要分为两类四型,两类主要是低涡类和西风槽类,四型分别为低涡加冷锋型、低涡无冷锋型、西风槽加冷锋型、西风槽无冷锋型；两类四型概念模型,低层均配合有冷式或暖式切变线；飑线过境时伴随的强对流天气取决于低层的湿度条件,当低层有湿舌相配合时常伴有短历时强降水天气,当低层被干舌控制时常伴有雷暴大风或下击暴流等强对流天气,当低层的温度露点差大于6℃且小于11℃时常伴有雷雨大风和冰雹等强对流天气。
山西省雷暴大风的统计特征及概念模型
[J].利用山西省近40 a雷暴大风资料和近18 a的常规和新型监测资料，采用聚类分析、中尺度天气分析等方法，对山西雷暴大风的时空分布特征及天气型、物理量阈值进行研究并建立了概念模型。结果表明：山西年均雷暴大风日数具有北部多、南部少，山区多、盆地少，西部山区多于东部山区的地域分布特征;极端雷暴大风主要出现在山西的北部和吕梁山区;西部山区年雷暴大风日数为增多趋势，其他区域为无变化和减少趋势。雷暴大风集中发生在5—8月，占全年雷暴大风总日数的75%;日内雷暴大风出现最多的时次为16：00和21：00（北京时）。山西雷暴大风主要包括前倾槽、后倾槽、横槽、副热带高压与低空暖式切变线、副热带高压与低空冷式切变线、西北气流等6种流型配置;各型K指数阈值4—5月明显低于6—9月，而850 hPa与500 hPa温差4—5月却明显高于6—9月;各型在满足各月特征物理量阈值时均可触发山西强雷暴大风，而前倾槽型触发极端雷暴大风的百分比最大。同一时期，后倾槽、副热带高压与低空暖式和冷式切变线型的K指数阈值明显高于前倾槽和西北气流型，而前倾槽型的Si指数阈值明显高于其他类型，说明前倾槽型触发雷暴大风的动力不稳定条件优于热力不稳定条件;副热带高压与低空暖式和冷式切变线型的CAPE及0 ℃层高度阈值明显高于其他4型，而低层的T-T<sub>d</sub>阈值和云顶亮温则明显低于其他4型。利用各月各型0 ℃层高度阈值可以准确判断雷暴大风过程是否伴有冰雹。
湖北雷暴阵风锋特征及其对流触发作用分析
[J].基于2016—2021年湖北多普勒雷达及加密自动气象站资料，对湖北雷暴阵风锋特征进行分析。结果表明：（1）湖北阵风锋主要出现在6—8月，占总数的96%，其中8月最多；一天中主要发生时段为15：00—18：00（北京时，下同），峰值在17：00；大多数阵风锋持续时间为1.5~3.0 h；产生阵风锋的母雷暴中35%为多单体雷暴，40%为多单体雷暴群，25%为飑线。（2）阵风锋主要有5个生成区域，分别为省外、鄂东北、江汉平原、鄂西北的襄阳和鄂西南的宜昌，相同区域生成的阵风锋移动方向有较好的规律性。鄂东北生成的阵风锋最多，占总数的33%。（3）不是所有母雷暴及其阵风锋都能引发地面大风，69%的母雷暴和9%的阵风锋产生的地面极大风速大于等于17.0 m·s<sup>-1</sup>。在多单体和多单体雷暴群中，母雷暴的回波强度越强，母雷暴及其阵风锋产生的地面大风概率越大，阵风锋产生的地面风速强度与其回波强度、空间尺度关系不大。（4）阵风锋有较强对流触发能力，91%的阵风锋在其后部、附近和前侧触发对流单体。母雷暴与其阵风锋反馈作用不同，对流触发与阵风锋的相对位置有差别，正反馈型大多在阵风锋后部触发对流，负反馈型在阵风锋后部、附近和前侧均可触发对流，29%的触发对流回波强度大于等于55 dBZ。35%的阵风锋与周边已有雷暴合并发展形成合并型阵风锋，此型在鄂东北发生次数最多。
一次典型飑线过程多普勒天气雷达资料分析
[J].对2002年8月24日发生在安徽的一次大范围飑线过程进行了分析。该飑线影响范围大、持续时间长, 产生于对流层中高层槽后干冷空气向南大范围扩散, 低层辐合, 大气层结非常不稳定, 深层大气垂直风切变中等的背景下, 在其影响的广大区域产生大风和部分地区的冰雹和暴雨。雷达回波呈现弓形, 伴有明显的雷暴出流边界(阵风锋), 与弓形回波相对应的多普勒径向速度明显地预示地面大风的中层径向辐合(MARC)。而中气旋的存在, 通过加速干冷空气向雷暴内的夹卷, 加强了下沉气流。另外, 弓形回波前沿中低层存在弱回波区, 中高层存在回波悬垂, 强回波区延伸到-20℃等温线之上, 表明雷暴内上升气流很强, 有利于大冰雹和强降水形成。分析还表明雷暴出流边界与雷暴之间距离的变化在一定程度上可以预示未来雷暴强弱的变化。
2015年5月山西中南部一次飑线天气过程分析
[J].为了研究飑线带来的强对流天气发生发展的特点,为日后此类天气的预报工作提取可利用的预报指标,利用稠密气象观测资料,对山西中南部一次飑线造成的雷雨大风和冰雹天气过程进行了分析。结果发现：这次飑线过程发生在高空冷涡与地面倒槽相配合的不稳定大气环境下。飑线的发生、发展与地面中尺度辐合线密切相关,强对流天气区有地面中尺度辐合线配合,并表现出了气压陡增、温度骤降、风速变大的飑线天气特征,垂直结构表现为高层冷平流叠加在低层暖平流之上,垂直风切变很大,湿度层结下湿上干,低层湿空气很薄,中高层干燥,这种层结特征决定了这次飑线过程以雷雨大风和冰雹天气为主。在雷达拼图上也表现出了明显的飑线弓形回波特征。
Results of detailed synoptic studies of squall lines
[J].
General features of squall lines in East China
[J].
