热点追踪 | 6.12江苏高邮龙卷风雷达回波特征初步分析

本文雷达图像用浙江省宁波市气象局 沃伟峰 编写的软件《基数据体扫结构分析软件》生成。

实况：

2020年6月12日下午，江苏高邮发生了龙卷过程，这是江苏气象微博里对实况描述的内容：

江苏气象微博：

6月12日午后2时许，扬州高邮城南新区勤王、管伙、浩芝三个村遭受疑似龙卷风袭击，照片中有车辆被掀翻、有大树被扭断，有屋顶被掀掉，据扬州晚报报道有四名村民受轻伤。江苏省气象局灾情调查小组于6月13日上午携带无人机赶赴现场，通过航拍、拍照、走访村民，收集视频等方式收集相关灾情证据，经国家气象中心和江苏省气象局预报专家组初步验证判断，为一次EF1-EF2级的龙卷。江苏省气象局将近期组织国内外专家对此次龙卷过程进行进一步的定级和研究。

图1 龙卷现场实况

龙卷现场也有人拍摄到了视频：

http://t.cn/A6LAD0Dy?m=4515433325196458&u=2233270392

雷达回波特征：

（江苏淮安雷达，CINRAD/SA）

此次龙卷是发生在切变东南侧暖区内，离切变系统主体的回波70公里左右。460km范围的雷达图看，当天12:00时，产生龙卷的单体（黄色矩形内）毫不起眼，最强52.5dBZ。（图2）

图2 460km范围雷达反射率因子

230公里范围看，在单体对应位置的多普勒速度图上（图3），有一个很不起眼的气旋特征，由于来向的环境风场的影响，气旋特征未出现明显的来去向速度对，而是小来向和大来向值的速度对（图4），随后气旋一路加强发展。

图3 230km范围雷达反射率因子

图4 小来向值和大来向值的多普勒速度对（黄色矩形内）

13:04，中气旋发展以及极其旺盛，达到了龙卷涡旋特征（图5），龙卷涡旋产品也识别出来TVS特征（图6），龙卷涡旋特征的参数：平均速度差21m/s，最大24m/s（在3.1km高度），中气旋厚度3.5km，高度达到4.3km。

图5 13:04四个仰角的多普勒速度（黄色矩形内）

图6 13:04龙卷涡旋特征TVS产品

13:33在1.5°仰角的反射率因子，已经有明显的勾状特征（图7），我一般建议预报员看原始的没有处理过的雷达图，但是此次过程对比原始和平滑过后的图像，平滑过后的图像勾状的特征非常明显清晰，这也理解了为什么美国的龙卷雷达图的勾状那么明显。

图7 13:33 1.5°反射率因子图，单体勾状特征明显

13:45单体的中气旋继续发展，在1.5°仰角出现了有界弱回波区的特征（图8），反射率因子图（已平滑）的红色区域内有一个35~40dBZ的有界弱回波区，对应的多普勒速度图黄色矩形内是明显的来去向速度对，中心位置非常吻合。

图8 13:45 1.5°单体的有界弱回波区

13:33出现明显勾状，这时候回波出现了什么变化。从13:27（图9）到13:39（图11），6.0°仰角的强度突然快速加强，由不到60dBZ加强到接近70dBZ。三维结构了出现了明显高悬的强反射率因子核心。13:39强中心向下扩展（图11），范围加大，但是近地面强度仍然不强。

图9 13:27 反射率因子图及三维结构

图10 13:33 反射率因子图及三维结构

图11 13:39 反射率因子图及三维结构

13:51分的速度出现了像素级的速度对（图12），这是典型的龙卷风多普勒速度场的特征。正负速度差最大达到了36.5m/s（图13）。随后不久龙卷触地，出现了龙卷天气，实况和雷达探测的时间同步。随后回波强度迅速减弱，中气旋逐渐减弱消失，龙卷过程结束，切变线过程不久开始影响。

图12 13:51 多普勒速度场，黑色区域内出现像素级的正负速度对

图13 13:51 多普勒速度场放大，最大的正负速度差达到36.5m/s

小结：

1. 此次龙卷过程发生在切变线东南侧暖区内；

2. 龙卷发生的开始看起来不起眼，强度不强的单体内，但是该单体小尺度气旋特征较早出现；

3. 气象特征发展迅速达到中气旋及龙卷涡旋特征，速度差最大达到36.5m/s，厚度有4到5km；

4. 此次龙卷涡旋特征比龙卷天气出现提早了50分钟；

5. 回波勾状出现在中气旋迅速加强和厚度发展的时候；

6. 有界弱回波区和中气旋位置吻合，但是用原始的数据较难分辨，需要用平滑的数据；

7. 低仰角出现像素级的速度对并纠缠在一起，这时候也是龙卷发生的时间；

8. 此次龙卷发生后，强度迅速减弱。

笔者在福建鲜有龙卷个例，6月12日下午14:00左右江苏淮安发生初步定级为EF1-EF2级的龙卷，这里仅用淮安SA单偏振雷达进行初步分析，起到抛砖引玉的作用。图像用浙江省宁波市气象局沃伟峰编写的软件《基数据体扫结构分析软件》生成，该软件可以解析全国大部分业务雷达的格式数据，并有三维分析等强大的功能。

感谢气象爱好者广西师大的徐纵横（智慧の苹果）提供帮助。

最后在来看看龙卷的全过程雷达回波动画：

图14 12:00到14:31 反射率因子动画

图15 12:58到14:25 反射率因子动画（放大）

图15 12:58到14:25 多普勒速度动画（放大）

图15 12:58到14:25 反射率因子三维结构动画（放大），注意中间回波突然加强，出现高悬强反射率因子核心的时间为13:33