2016, Vol. 35 
2. 中国气象局干部培训学院，北京 100081;
3. 湖南省郴州市气象局，郴州 423000
2. Training Center, China Meteorological Administration, Beijing 100081;
3. Chenzhou Meteorological Office of Hunan Province, Chenzhou 423000
对流风暴发展到成熟阶段后，其中雷暴云中冷性下沉气流达到相当大的强度时到达地面形成外出流，导致雷暴大风，对这种在地面引起灾害性风的局地强下沉气流，Fujita等[1-2]将其定义为下击暴流；根据外出流的灾害性范围大小、持续时间，他们又将下击暴流分为宏下击暴流和微下击暴流。因其时空尺度小，多普勒天气雷达对其观测在临近预警中起到重要作用。Roberts等[3]在研究了31个发生在美国科罗拉州的下击暴流及其相应的风暴单体后得出结论:利用下降的反射率因子核、反射率槽口、雷暴云中径向辐合以及旋转，可以预警下击暴流，速度图上后部入流急流的发展加强并伴随云底以上的速度辐合特征是弓形回波形成的前兆。国内不少专家在研究我国各地下击暴流及超级单体风暴时也得到类似结论[4-6]。毕旭等[7]、吴芳芳等[8]在分别分析了陕西和江苏的下击暴流个例后证实:下击暴流与超级单体、多单体和弓形回波有关。
龙卷是一种由雷暴云底伸展至地面的漏斗状云产生的强烈旋风，属小尺度天气系统，其造成的灾害的突发性和局地性较强。由于其强度巨大、生消迅速，加上灾情收集、探测手段及数值产品分辨率等方面的限制，龙卷预警一直成为天气报预业务中的难点。Brown等[9-10]研究发现了龙卷过程中比中气旋尺度更小的多普勒雷达速度场涡旋特征，即龙卷涡旋特征(TVS)。到目前为止，中气旋和TVS仍是识别、预警龙卷的有效指标，但其虚警率较高，正确预警率仅20%~25%，结合其他特征能使其正确率达到40%左右，所以近年来龙卷研究有了新的进展。俞小鼎等[11]、郑媛媛等[12]、姚叶青等[13]利用多普勒天气雷达产品研究了各种强对流天气特别是发生在安徽的部分龙卷，结果表明，龙卷发生前几分钟和龙卷发生过程中，中气旋保持很强，但相应的反射率因子强度减弱，低层入流缺口渐渐消失。郑峰等[14]分析温州台风外围的龙卷指出，要特别关注低层中气旋的形成以及对衍生龙卷起增强作用的局地特征，如喇叭口地形、弱冷空气侵入等动力、热力效应。
上述研究主要集中在多普勒天气雷达资料分析方面，其结论对开展不同类型强对流(雷暴大风、龙卷、冰雹、短时强降水)天气研究、指导强对流天气实时预报业务具有重要意义。然而，强对流天气发生发展原因极为复杂，尤其是造成严重气象灾害的过程，如“6.1”监利大风，更需要针对其特殊性、极端性进行深入细致的分析研究。为此，本文应用多普勒天气雷达资料、常规观测资料、加密自动气象站资料、探空资料以及NCEP再分析资料(分辨率1°×1°)，对“6.1”监利大风的成因进行了综合分析，重点分析了其多普勒天气雷达的回波特征，希望能揭示一些有规律性的特征，进一步提高此类强天气的预报预警水平，从而减轻其灾害和次生灾害可能带来的人员伤亡与财产损失。
1 “6.1”监利大风过程灾情受“6.1”监利大风影响，“东方之星”客轮在长江上发生侧翻，导致442人遇难，失事地点(29.76°N、112.92°E)位于长江中游大马洲航道301 km处。此前，有人对该过程的灾情、汛情和雨情特征以及大暴雨过程进行了诊断分析[15-16]。最终，根据多家单位实地考察并多次讨论，确定“东方之星”因当日21时32分(北京时，下同)遭遇极端大风发生侧翻而沉入江底；监利县东南方向靠近长江边的尺八自动气象站(距出事点约35 km)测得最大瞬时风速为16.4 m·s-1，当日21—22时监利自动气象站1 h雨量为64.9 mm；在“东方之星”沉船事故发生的江段，有数棵大树呈现垂直方向倒伏，疑似龙卷风痕迹。
2 环流背景与影响系统2015年6月1日08时—2日08时，500 hPa图上，副热带高压(以下简称副高)成带状分布(图略)。6月1日20时(图 1a)，588 dagpm线西伸脊点位于16.1°N、95.6°E，湖南、江西北部位于584 dagpm线边缘，700、850、925 hPa急流轴延伸到湘东北，850、925 hPa切变线和500 hPa南支槽在湘东北几乎重合。湘东北和鄂东南地区850 hPa与500 hPa温度差大于等于22 ℃(图 1c)；且监利所在区域具有一定的不稳定能量(图 1d)，对流有效位能CAPE≥800 J·kg-1。可见，监利所在区域已具有一定的热力不稳定条件。6月1日20时、21时地面上有明显的锋区(图 1b)，21时西北气流、西南气流、东南气流在湘鄂边界交汇(图 1b黑色箭头所示)形成中尺度涡旋，国家气象站监测数据显示(图略)，6月1日08时—2日08时湘鄂地区出现东北—西南向暴雨带，其中鄂东南、湘西北边界出现3站大暴雨。
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图 1 2015年6月1日20时天气系统综合配置图(a)，当日21时地面风(风向杆)和气压(红色数字，单位: hPa)分布图(b)，以及当日20时850 hPa与500 hPa温度差(c，单位: ℃)与对流有效位能(d，单位: J·kg-1)分布(红色圆点表示“东方之星”失事位置) Fig. 1 (a) Comprehensive configuration of weather systems at 20:00 BT on 1 June 2015, (b) distribution of surface wind (wind barb) and atmospheric pressure (red digital, unit: hPa) at 21:00 BT of the current day, (c) temperature difference (unit: ℃) between 850 hPa and 500 hPa and (d) convective available potential energy (unit: J·kg-1) at 20:00 BT of the current day. Red solid dots in (c) and (d) mark the capsizing accident of cruise ship "Dongfangzhixing". |
以上分析表明，“6.1”监利大风发生时，监利县处在高空槽前，受深厚西南风控制，低空暖湿气流活跃，而地面中尺度涡旋、冷锋为本次强对流产生提供了触发机制。
从距“东方之星”失事地点最近且当日20时尚未受强对流影响的下游地区武汉站探空曲线分析出(图 2a)：从低层到中层，由925 hPa东南风(7 m·s-1)转为500 hPa西南风(13 m·s-1)，600—500 hPa有一明显干层存在，下沉有效位能(DCAPE)达到240.4 J·kg-1。由气象信息综合分析处理系统(MICAPS)导出物理量数据计算出底层风矢量差(925 hPa与850 hPa之差)为11.9 m·s-1。分析该探空站资料计算的有关稳定度参数表明(表 1)，6月1日20时同08时相比：850 hPa与500 hPa假相当位温(θse)之差(Δθse)增加了4.4 ℃，沙氏指数(SI)由08时的正值转为负值，风暴相对螺旋度(SRH)、风暴强度指数(SSI)、大风指数(VV)亦明显增加(表略)；CAPE增加569.6 J·kg-1，对流抑制能(CIN)降低94.8 J·kg-1；08时的CIN (175.3 J·kg-1)远超过对应的CAPE (11.4 J·kg-1)，20时的CIN (80.5 J·kg-1)远低于对应的CAPE (581.0 J·kg-1)。以上物理量的变化均说明20时对流不稳定性较08时明显增强。再从距“东方之星”失事地点仅51.5 km的岳阳多普勒天气雷达速度方位显示风廓线产品(VWP)上看到(图 2b)，1 km以下为强的垂直风切变，综合武汉20时探空曲线的分析可知，这同Craven等[17]、王秀明等[18]的研究结论“底层强的垂直风切变和偏低的抬升凝结高度有利于龙卷产生”较为吻合。
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图 2 2015年6月1日20时武汉站探空曲线(a)与6月1日20:46—21:43岳阳多普勒天气雷达风廓线图(b) Fig. 2 (a) Sounding chart (T-logp) at Wuhan station at 20:00 BT on 1 June 2015, (b) wind profiles from Yueyang Doppler Weather Radar from 20:46 BT to 21:43 BT 1 June 2015.. |
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表 1 2015年6月1日不同时次武汉探空站对流稳定度参数变化 Table 1 Variation of convective stability parameters at Wuhan sounding station at different times on 1 June 2015. |
岳阳雷达站位于29.30°N、113.10°E，海拔高度162.3 m，是距“东方之星”失事地点最近的天气雷达站，两地距离大约51.5 km。
分析6月1日(19:00—22:00)间隔1 h的岳阳雷达0.5°仰角反射率因子演变可知(图 3): 19:00 (图 3a)，雷达站西北面已有中等强度的降水回波发展，回波西南面不断有回波单体生成。20:00 (图 3b)，＞45 dBz对流单体呈西南—东北向排列镶嵌在回波中，强回波带西北侧存在弱回波区，配合对径向速度(图 4)和地面加密自动站资料的分析可知，此处为干冷空气沿弱回波通道侵入(图中空心白色箭头位置)造成。随着降水回波整体东移缓慢南压，因其移动速度不同导致西北侧成片降水回波发生分裂(图中红色X位置)，21:00 (图 3c)，东南段回波区演变成长300 km的西南—东北向多单体线风暴(图 3c中红色方框所示)，并开始移入监利，21:32 (图略)，该多单体线风暴中的超级单体风暴(B0)扫过监利大马洲航道约301 km处，导致极端大风产生。22:00 (图 3d)，与前1 h相比，对流回波带仅缓慢东移了不到10 km距离，而鄂东南(1日20时—2日08时)成片的短时强降水(图略)正是由此对流回波带缓慢移动造成的。
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图 3 2015年6月1日19:03 (a)、20:00 (b)、21:03 (c)、22:00 (d)岳阳雷达0.5°仰角反射率因子图(白色空心箭头表示干冷空气侵入通道，X为成片降水回波分裂起始位置，白色三角形为监利位置，红色虚线框表示西南—东北多单体线风暴所在位置) Fig. 3 Basic reflectivity factor (unit: dBz) at 0.5 elevation angle from Yueyang Doppler weather radar at (a) 19:03, (b) 20:00, (c) 21:03, and (d) 22:00 BT on 1 June 2015. White hollow arrow represents the intrusion channel of dry and cold air. Symbol "X", white hollow triangle and red dashed line rectangle mark the initial area of a widespread precipitation echo splitting, Jianli and multi-cell storm with southwest-northeast direction, respectively. |
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图 4 岳阳雷达2015年6月1日19:03 2.4°仰角(a)、20:00 2.4°仰角(b)、21:03 0.5°仰角(c)、22:00 0.5°仰角(d)径向速度图(D0、A0、B0、Q4、V6表示PUP自动标记的中气旋代码，下同；黑色圆圈表示中气旋或三维切变位置；白色三角形表示监利位置；黄色和黑色箭头表示辐合位置) Fig. 4 Radial velocities (unit: m·s-1) from Yueyang Doppler weather radar at (a) 19:03 (at 2.4°elevation angle), (b) 20:00 (at 2.4°elevation angle), (c) 21:03 (at 0.5°elevation angle), and (d) 22:00 (at 0.5°elevation angle) BT on 1 June 2015. Symbols D0, A0, B0, Q4 and V6 represent the mesocyclone codes labeled automatically by PUP (the same hereafter). Small black circles mark cyclone or three-dimensional shear. White hollow triangles mark Jianli. Yellow and black solid arrows mark convergence zone. |
同样，对6月1日(19:00—22:00)间隔1 h的岳阳雷达径向速度(图 4)演变进行了分析。结果表明，19:00，0.5°仰角图上就已出现速度大值区、“逆风区” (正速度区域包括小块负速度区，与周围速度场构成了γ中尺辐合和辐散相间的系统[19-20])等特征(图略)，2.4°仰角图上有明显速度辐合(图 4a中箭头所示)。20:00，0.5°仰角图上2个中气旋(由多普勒雷达主用户终端(PUP)自动标记为A0、B0，中气旋标记号和离它最近风暴单体的标志号一致)以及三维相关切变恰好与反射率因子图上成西南—东北向排列的对流单体对应(图略)，2.4°仰角图上中气旋A0、B0位于速度辐合线附近(图 4b箭头所示)。结合地面加密观测资料分析发现，回波带与地面冷锋位置对应，回波带后部为西偏北风，前部为东南风(图 1b)，并形成强烈的风切变，有利于回波带上多处出现中气旋。21:00 (图 4c)，0.5°仰角图上，西南—东北向速度辐合线(图 4c箭头所示)压至监利，该辐合线带动中气旋B0、速度大值区东移并缓慢南压。22: 00 (图 4d)，西南—东北向速度辐合线逐渐演变成25 km2的正负速度相间的“逆风区”，该“逆风区”内有中气旋(Q4，V6)存在。19:00—22:00这3 h内，速度图上频繁出现中气旋，特别是20:52、21:09、21:20这3个体扫不到20 km径向距离有3个中气旋集中发展(图略)，说明多单体线风暴回波带上涡旋气流发展旺盛。
4 风暴单体B0的演变特征 4.1 风暴单体B0属性演变分析当日21:00移入监利县的西南—东北向多单体线风暴上先后有4个风暴单体发展(图略)，但风暴单体B0对监利县影响最大。该风暴单体于19:20在湖北省公安县南部(位置约29.96°N、112.24°E)首次被PUP的SCIT算法“识别”，到21:32有所减弱(图略)，根据PUP中风暴属性列表提供的数据绘制出风暴单体B0被“识别”时间段(19:20—21:32)内最大反射率因子值(dBzM)、单体垂直积分液态水含量(VIL)、移动速度(V)、大于30 dBz反射率因子顶高(H30)演变图(图 5a)。分析图 5a可知: (1) dBzM最大达到56 dBz，平均为53 dBz；(2) B0在19:20生成后，VIL、V、H30快速增加，并在极端大风产生前达到最大。从径向速度图上分析出风暴单体B0从20:52开始连续8个体扫(20:52—21:32)出现中气旋特征(图略)，即风暴单体B0已演变成超级单体风暴。进一步分析图 5a可知，超级单体风暴阶段(20:52—21:32，紫色虚框标注)，极端大风产生在VIL持续下降、V持续增加时期。
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图 5 2015年6月1日风暴单体B0的属性演变 (a)最大反射率因子值(dBzM，单位: dBz)、垂直积分液态水含量(VIL，单位: kg·m-2)、移动速度(V，单位: m·s-1)与大于30 dBz反射率因子顶高(H30，单位: km)，其中，紫色方框表示超级单体时段；(b)风暴顶高(HT，单位: km)-风暴底高(HB，单位: km)、最大反射率因子高度(HTM, 单位: km)与质心高度(HC，单位: km)，其中，紫虚线方框表示反射率因子质心高度迅速增高阶 Fig. 5 Evolutions of observed properties for storm cell B0 on 1 June 2015. (a) Maximum radar reflectivity factor (dBzM, unit: dBz), vertical integrated liquid water content (VIL, unit: kg·m-2), moving speed (V, unit: m·s-1), and top height (H30, unit: km) of radar reflectivity factor of greater than 30 dBz. (b) Top height (HT) and storm bottom height (HB) of storm (unit: km), maximum reflectivity factor height (HTM, unit: km) and centroid height (HC, unit: km). Purple dashed solid line rectangles indicate the life stage of supercell and the rapidly-increasing stage of centroid height of radar reflectivity factor in (a) and in (b), respectively. |
图 5b为风暴单体B0(20:36—21:32)连续10个体扫风暴趋势图。从中看到:最大反射率因子高度(HTM)在5 km高度左右变化，伸展高度偏低，很明显不是一个雹暴结构单体，可基本排除降雹的可能性；B0底(HB)从4.8 km下降到1 km并持续3个体扫(21:08—21:20)，且维持1 km高度(图中黑色竖线箭头)；其快速下降可激发风暴内中层下沉气流的加速[21]，这意味着大风增强；极端大风(21:32)产生在反射率因子质心高度(HC)迅速增高阶段，其6 min内从2.5 km上升到6.0 km。
4.2 风暴单体B0发展为超级单体阶段中气旋分析从PUP提供的2015年6月1日不同时刻风暴单体B0在超级单体阶段伴随的中气旋属性表上可见(表 2)，风暴单体B0在20:52发展成超级单体后，中气旋B0旋转速度逐渐增强，由连续3个体扫(20:52—21:03)的14.5 m·s-1加速到20.5 m·s-1 (21:20)，根据中气旋强弱判据[22]，可推断其已由弱中气旋发展成为中等偏强的中气旋；21:20，中气旋最强切变高度、顶高和底高均达到最低，旋转速度达到最大(20.5 m·s-1)，旋转速度增加意味着上升气流增加；中气旋B0的底由2.9 km高度下降到0.6 km后维持4个体扫。有研究表明[10]，探测到强中气旋或其底到地面距离小于1 km的中等强度的中气旋，发生龙卷的概率超过40%。经灾后调查发现，在“东方之星”失事地点北岸几十米地方存在两棵树被吹倒的疑似龙卷痕迹，从叠加了流域、航线的岳阳多普勒天气雷达资料推断，21:20的中等偏强、底部低于1 km的中气旋很有可能导致了龙卷。
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表 2 2015年6月1日不同时刻风暴单体B0在超级单体阶段伴随的中气旋属性列表 Table 2 List of properties for mesocyclone followed by storm cell B0 during the life period of super cell at different times on 1 June 2015. |
本文第3.1节中提到当日21:00多单体线风暴中的超级单体风暴B0在在影响监利的过程导致了极端大风。考虑到最后认定“东方之星” 21:32因极端大风发生侧翻，故选取极端大风产生前1个体扫(21:26)不同仰角反射率因子和径向速度图对该线状多单体风暴进行分析发现，该线状多单体风暴中大于等于35 dBz的强回波在此阶段发展成弓状。具体结果如下: (1)弓形回波后侧存在明显的反射率因子梯度区(图 6a)，入流一侧存在弱回波区(WER)，回波顶位于WER之上(图略)；(2)弓形回波后侧存在弱回波通道(图 6a中黑色方框所示)和宽大的后侧入流缺口(图 6a中紫红色箭头所示)，在9.9°仰角对应有超过27 m·s-1的入流急流(9.4 km高度，图 6d)，该后侧入流急流向下沉气流提供了干燥的高能量空气，通过垂直动量交换和增加的雨水蒸发，增强了地面附近出流的强度[23]；(3) 0.5°径向速度图上(图 6b)，弓形回波前凸处有中气旋(B0，黑色箭头所指处)和17 m·s-1速度大值区(白色箭头所指处，0.8 km高度)存在，风暴相对平均径向速度(SRM)产品显示该速度大值区达到24 m·s-1(图略)；(4) 2.4°径向速度图上中气旋B0正负速度对特征明显(图 6c中黑色箭头所示)；到21:32，≥35 dBz的强回波仍然呈弓状(图略)，0.5°径向速度图上白色箭头所指的速度大值区较前一体扫(21:26)范围减小，而“东方之星”失事地点(29.76°N、112.92°E)位于该速度大值区内(图 9b)，故可推断极端大风是由该速度大值区产生的。
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图 6 2015年6月1日21:26岳阳雷达0.5°仰角反射率因子(a)以及0.5°仰角(b)、2.4°仰角(c)和9.9°仰角(d)径向速度图 (黑色方框表示弱回波通道，线段AB和CD所在位置为速度大值区，白色箭头指向17 m·s-1速度大值区，黑色箭头指向中气旋位置，白色星号为“东方之星”失事位置) Fig. 6 (a) Basic reflectivity factor (unit: dBz) at 0.5°elevation angle, and radial velocities at (b) 0.5°, (c) 2.4°and (d) 9.9°elevation angles from Yueyang Doppler weather radar at 21:26 BT on 1 June 2015. Black solid line rectangle denotes weak echo channel, and lines AB and CD mark vertical cross-section areas. White and black arrows direct to areas with wind speed above 17 m·s-1 and of being mesocyclone, respectively. White stars mark the capsizing accident of cruise ship "Dongfangzhixing". |
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图 9 2015年6月1日21:26 (a)、21:32 (b)岳阳雷达0.5°仰角径向速度图(黄色星号为“东方之星”失事地点，红色圆圈表示和“下击暴流”带来的极端大风相关的速度大值区，B0表示中气旋位置，紫色箭头表示B0移动方向) Fig. 9 Radial velocities at 0.5°elevation angle from Yueyang Doppler weather radar at (a) 21:26 and (b) 21:32 BT on 1 June 2015. Yellow stars mark the capsizing accident of cruise ship "Dongfangzhixing", red circles represent high velocity areas related to the extreme gale caused by downburst, B0 marks mesocyclone, and purple arrow denotes moving direction of B0. |
从沿21:26图 6b中线段AB所作的速度剖面图上(图 7a)分析出：10 km高度以上有强辐散(雷达位于坐标轴右侧)、底层有速度大值区(图中白色圆圈)、中层有径向辐合(图中紫色方框)。沿同时刻图 6b中线段CD所作的垂直于径向的速度剖面上(图 7b)分析出：底层速度大值区(即“东方之星”失事地点，图中白色圆圈所示)东北侧2—3 km高度、9 km高度均有明显的气旋式辐合(图中紫色圆圈所示，雷达位于垂直于纸面的外侧)，该旋转是由图 6中黑色箭头所指的中气旋B0产生的。
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图 7 线性多单体风暴中风暴单体B0发展到超级单体阶段垂直结构：2015年6月1日21:26沿图 6b中线段AB (a)、CD (b)的径向速度剖面图与21:03—21:32反射率因子剖面图(c) 白色圆圈表示速度大值区位置；紫色圆圈表示中气旋辐合位置；紫色方框表示径向辐合位置；黑色圆点表示40 dBz强回波顶高；紫色圆点表示大于50 dBz的反射率因子核高度 Fig. 7 Vertical structure of linear multi-cell storm B0 during its supercell stage: cross section of radar radial velocities along lines (a) AB and (b) CD in (6b) at 21:26 BT, and of radar reflectivity factor at (c1) 21:03, (c2) 21:15, (c3) 21:20, (c4) 21:26 and (c5) 21:32 BT on 1 June 2015. White and purple circles indicate high speed value area and mesocyclone convergence zone, respectively. Purple solid line rectangle marks radial convergence zone. Black and purple solid dots indicate top height of strong echo of greater than or equal to 40 dBz and height of reflectivity factor core of more than 50 dBz, respectively. |
同样，从沿21:32的速度大值区所在的径向作速度剖面图上(图略)分析出：底层速度大值区、中气旋特征虽仍存在，但与前一体扫(21:26)相比，中气旋B0辐合减弱、旋转高度增加到3 km，与表 2中该体扫时中气旋B0明显减弱这一特征相符。
图 7c给出风暴单体B0发展成超级单体后、极端大风产生前连续5个体扫(21:03、21:15、21:20、21:26、21:32)的反射率因子垂直剖面图(剖面点均经过弓形回波向前凸起部分)。分析结果表明：从大于40 dBz强回波顶高(图中黑色圆点)演变来看，21:03—21:15其高度有所升高，21:15—21:20高度几乎不变，21:20—21:32高度明显下降；此外，21:15—21:32大于50 dBz的反射率因子核高度(图中紫色圆点)也出现下降，由原来的5.0 km降到1.0 km高度，强反射率因子核的下降并伴有中层径向辐合的产生，意味着下击暴流即将产生[3-8]。
5 “6.1”监利大风过程的预警着眼点6月1日20:40的0.5°仰角径向速度图上首次出现了径向速度辐合线和大于等于17 m·s-1的速度大值区(图略)特征。图 8给出20:52—21:32连续8个体扫的0.5°仰角岳阳雷达径向速度图。从中可见，速度大值(17.5~23.5 m·s-1)区出现在速度辐合线前沿，其东移南压相当缓慢，21:15以前(图 8a-d)速度大值区(图中黄色圆圈所示)对应的高度大于1 km；21:15(图 8e-h)，速度大值区降到1 km高度以下；21:26速度大值区发生分裂(图 8g)，其中分裂后位置偏北的速度大值区演变成类似于距离库到距离库的正负速度对(TVS)，但强度远没达到TVS标准[22]，而位置偏南的速度大值区导致了极端大风。可见，速度辐合线带动速度大值区(图 8中黄色圆圈所示)东移南压是“6.1”监利大风最重要的预警信息之一。但是此次大风过程，低仰角速度大值区的面积相对来说比较有限，并没有出现径向速度大于27 m·s-1的速度模糊等显著特征。
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图 8 2015年6月1日20:52 (a)、20:57 (b)、21:03 (c)、21:09 (d)、21:15 (e)、21:20 (f)、21:26 (g)与21:32 (h)岳阳雷达0.5°仰角径向速度图(黄色圆圈表示速度大值区位置，黑字表示圆圈内速度大值区高度) Fig. 8 Radial velocities at 0.5°elevation angle from Yueyang Doppler weather radar at (a) 20:52, (b) 20:57, (c) 21:03, (d) 21:09, (e) 21:15, (f) 21:20, (g) 21:26 and (h) 21:32 BT on 1 June 2015. Yellow circles denote high value center of velocity, and black digits denote height of high value center of velocity. |
此外，PUP上中气旋属性列表、风暴单体属性列表这2类产品也具有一定的预警指示。如中气旋属性列表显示中气旋B0在21:06其底部已降到0.6 km高度，且达到中等气旋强度，而底部低于1 km的中等偏强中气旋是目前识别、预警龙卷的有效指标之一[9-10]。因此，中等偏强、底部低于1 km的中气旋的发展也是“6.1”监利大风过程最重要预警指标之一。
6 结论与讨论(1) 地面中尺度涡旋、冷锋的发展为“6.1”监利大风的产生提供了触发机制，以及低层偏强的垂直风切变、抬升凝结高度(LCL)低于1 km等信息，为监利当晚将出现大风提供了一定的潜势预报着眼点。
(2) “6.1”监利大风是由线性多单体风暴造成，在其强盛阶段伴随有多个体扫的超级单体风暴以及中气旋的发展。
(3) 影响监利的单体风暴B0在造成极端大风前，VIL、V、H30已达到最大，B0底部下降到1 km并持续3个体扫，反射率因子质心高度迅速增高。极端大风产生在超级单体风暴阶段VIL持续下降、V持续增加时期。
(4) 风暴单体B0在发展成超级单体后，中气旋旋转速度逐渐增强。当中气旋最强切变高度及其顶高和底高达到最低、旋转速度达到最大且底部低于1 km时，龙卷产生的概率增大。“东方之星”失事地点北岸疑似龙卷很有可能由中等偏强中气旋造成。
(5) 极端大风产生前和产生期间均伴超级单体风暴B0和低仰角速度大值区发展，但极端大风产生时风暴单体B0的中气旋特征已减弱；此外极端大风产生前连续5个体扫强反射率因子核出现持续下降。
(6) 径向速度产品、风暴属性表产品、中气旋属性表产品是“6.1”监利大风天气临近预警最重要的产品。极端大风产生前，风暴演变趋势、中气旋属性表、低层径向速度图上表现出一定指示意义的特征。但是低层速度大值区的面积比较有限，大值区并没有出现速度模糊等显著特征，这也为本次极端大风预警带来一定难度。
值得讨论的是，中气旋B0在当日21:20达到最强，此后旋转速度下降，底部、顶部均向上扩展阶段，上升运动减弱，而衰减后的中气旋B0和导致极端大风的速度大值区(图 9红色圆圈所在位置)相隔不超过4 km距离，且该速度大值区位于中气旋B0前进方向的右侧。中气旋B0上升运动减弱，则无法维持大的承载物粒子，而大的承载物的粒子突然下沉导致下沉气流的增强，这一增强的下沉气流和4 km外的速度大值区之间是不是有着“微妙关系”？值得用更精细的数据对其开展深入研究和探讨。
此外，就反射率因子大小而言，导致此次极端大风的线状多单体风暴中的弓形回波并没有以往国内外学者研究的弓形回波那么强(最大反射率因子一般达到55~60 dBz或以上[22])，且该线状多单体风暴移动速度偏慢，易导致短时临近预报员更关注暴雨预警而忽视大风预警。因此，在预报员的预警分析中，需加强对径向速度图产品、风暴属性表特别是中气旋属性表等产品的高效率综合应用，从而快速识别不同类型的强对流天气。
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