摘要 2012年8月18日下午，山東省境內颮線在形成過程中發生多次合并，強度增強，造成章丘和寧陽分別出現9級和10級雷暴大風。基于多普勒天氣雷達反演風場和地面加密自動氣象站資料，分析了傳播運動在對流風暴合并過程中的作用。結果表明：1)地面冷池前沿陣風鋒強度大，垂直厚度達2 km。受其影響，颮線向東移動的同時向東傳播(前向傳播)，北段逐漸演變為弓形回波。2)弓形回波與單體E分別具有獨立的垂直環流，均為前向傳播，但位于上游的弓形回波傳播速度快，二者最終合并，垂直環流合二為一。3)弓形回波與單體E合并過程中，水平風速與上升運動明顯增大，氣壓降低，尺度減小，最終形成強烈旋轉上升的小尺度低氣壓柱，造成章丘大風。4)颮線尾部水汽充沛，陣風鋒輻合造成颮線前側的暖濕空氣抬升，不斷產生新的對流單體并逐漸合并增強，導致颮線向西南方向傳播(后向傳播)。5)位于下游的對流單體傳播方向與平流方向相反，在3 km高度產生云橋，最終與上游單體整層合并。颮線尾部對流風暴多次合并，強度持續增強，造成寧陽大風。

　　關鍵詞傳播運動;合并;陣風鋒;颮線;風場反演

　　暴雨、冰雹、龍卷等強對流天氣中往往會出現對流風暴之間的合并現象。甄長忠(1981)早在20世紀80年代就發現產生冰雹的超級單體是由多塊小單體在一個主要單體上合并而成的。王昂生和趙小寧(1983)根據華北地區的大量觀測資料，指出云體合并是出現雹云躍增的重要因素之一，合并可以形成更強的冰雹云。之后陸續有研究表明，合并過程不僅能夠使得云體的尺度和強度發生變化，影響降水效率并引起地面強降水(楊金錫等，1993;張騰飛等，2006;李改琴等，2007;孫晶等，2007，徐八林等，2010)，而且在冰雹、雷電等災害性天氣過程中起著重要作用(王昂生等，1980a，1980b;許愛華等，2004;付丹紅和郭學良，2007;曹治強等，2008)。康兆萍和林永輝(2017)研究華南一次颮線的對流模態變異機理時，發現位于廣西來賓附近的零散對流單體逐漸發展合并為一個對流單體，位于來賓西北部的對流單體不斷發展，呈現后向傳播特征，在該單體的后部不斷有新的對流單體產生，逐漸演變為線狀多單體風暴，最終與來賓附近的對流單體合并組織為一個明顯的西北—東南向的線狀對流帶。之后，這個線狀對流帶又與其東北側再次發展的對流風暴合并，形成弓形回波。在觀測事實分析的基礎上，對流云合并的機制也得到了深入的研究(Simpson et al.，1980;Pozo et al.，2006a，2006b;Lee et al.，2006a，2006b)，云的發展階段、強度、距離等均會影響對流云的合并(黃美元等，1987)。云下層顯著的水平氣壓梯度力(Orville et al.，1980)、擾動氣壓(Takahashi et al.，2001)以及相鄰對流間的相互作用(黃美元等，1987;黃勇等，2012;黃勇和覃丹宇，2013)都是促使合并的原因。云合并的初始位置不同，產生合并的機制也不同(李艷偉等，2009)。

　　2012年8月18日下午，河北省境內的對流風暴移入山東后呈后向傳播特征，其尾部不斷產生新的單體，單體之間合并增強，最終形成一條東北-西南向的颮線，在山東省中西部帶來區域性7～8級雷暴大風，部分區域自動站監測到9級以上大風。颮線發展過程中，颮線尾部對流單體與單體之間不斷發生合并，強度增強，造成寧陽境內出現26.5 m·s-1(10級)的大風。颮線東移過程中，其頭部逐漸演變為弓形回波，弓形回波與對流單體合并時，在章丘境內產生22.4 m·s-1(9級)的大風(侯淑梅等，2018a)。利用多普勒天氣雷達風場反演資料和地面加密自動站資料，以寧陽和章丘為例，就此次颮線發展過程中，對流單體與單體之間以及颮線與對流單體之間合并的機理進行分析研究，加強對流風暴合并機理的認識和理解，提高對災害性天氣的預報預警能力。

　　1 資料和方法

　　1.1 資料

　　使用的資料有濟南齊河(116°46′51″E、36°48′10″N;0.073 km)CINRAD/SA和濱州(118°00′00″E、37°22′12″N;0.07 km)CINRAD/SC雷達數據，地面逐10 min加密自動站資料及常規探空資料。

　　1.2 雷達風場反演方法

　　濟南齊河和濱州兩部雷達相距125.5 km，有效反演區域定義為兩個雷達探測的徑向速度夾角在45°～135°所圍的范圍，主要反演區域如圖1的區域Ⅰ和區域Ⅱ所示。雙多普勒雷達風場反演方法用直接合成法對雙雷達數據進行風場反演(王俊等，2007，2011)。單多普勒雷達風場反演算法是中國氣象科學研究院提供的基于4DVAR同化技術反演的多普勒雷達風場(牟容等，2007;呂博等，2009)。對于這兩種反演方法及其在科研和業務中的實用性，已有很多學者在文獻中論述，此處不再贅述。

　　表1是這兩種反演方法對2012年8月18日20時(北京時，下同)章丘的反演風與章丘探空站的實測風。可見，兩種方法對于各特性層的風向反演均較好，均反演出章丘站上空受西南風控制，風向誤差小于10°，與實測風基本吻合。對于風速的反演，兩種方法反演的風速，均比實測風速小，雙雷達反演的風速與實況誤差小于單雷達反演的風速。可見，兩種方法對當天的風向均能做出較好的反演，風速雖然比實測風小，但不影響對小尺度環流定性的分析，定量分析可能會低于實際情況。

　　由圖1可見，章丘位于雙雷達的有效反演區域內，寧陽處于雙雷達的有效反演區域外。由于雙雷達反演風速的精度優于單雷達，所以對于造成章丘大風的弓形回波與單體合并，采用雙雷達反演風場，而對于造成寧陽大風的單體之間合并，則采用齊河單雷達反演風場。

　　2 大氣環境條件

　　2012年8月18日08時500 hPa副高較強，588 dagpm線呈帶狀，控制著魯南、河南省和湖北省以南地區，從內蒙古東北部、內蒙古中部、河套地區到四川省為高空槽區，山東省受槽前西南氣流控制(圖2a)。700 hPa與850 hPa中支槽比500 hPa略偏東(圖略)，850 hPa河北省東部、遼寧省西部和山東省受18 ℃的暖溫度脊控制。下午，高空槽東移。受其影響，在河北、山東境內產生對流風暴，并發展成颮線。地面加密區域自動站數據表明，18時在魯中的北部和魯中到魯西南地區分別有一條緯向和經向輻合線(圖2b)，颮線主體位于經向輻合線附近。19時輻合線東移，章丘和寧陽均處于地面輻合線上。

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