《表2 2018年6月8日14:00清远和香港探空站对流参数》

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《“艾云尼”台风龙卷天气过程分析》

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2018年6月8日08:00和14:00的探空资料显示，珠江三角洲上空水汽充沛，大气湿层深厚。本文选取距离佛山最近的清远和香港探空站，其中香港站位于佛山以南的上游位置，清远站位于佛山以北下游位置。8日14:00，除了广东西南部，其余大部地区的大气对流有效位能（convective available potential energy，CAPE）值较小，呈弱的条件不稳定。从表2和图3清远站和香港站的环境参数和探空图可知，清远站CAPE值非常小，为26.4 J·kg-1，上游香港站CAPE值为1694.4 J·kg-1，属于中等强度。由此可见，与一般的强对流天气不同，此次台风龙卷所处环境为弱对流有效位能。此外，清远站和香港站的对流抑制能量（Convective inhibition，CIN）均非常小，CIN值分别为0.1 J·kg-1和2.1 J·kg-1，主要是因为地面湿度很大，使得抬升凝结高度以及自由对流高度很低造成非常弱的对流抑制能量。对流抑制能量为气块从大气边界层向上穿过稳定层达到自由对流高度所做的负功。从其定义可以看到，对流抑制能量弱时表明稳定层很薄，低层大气非常不稳定，极易触发深厚湿对流天气。8日14:00珠江三角洲上空中低层受台风外围的东南风急流控制，清远站、香港站0—6 km风垂直切变分别为2.3×10-3·s-1和2.5×10-3·s-1，0—1 km风垂直切变分别为14.2×10-3·s-1和13.1×10-3·s-1，风向随高度顺时针旋转，可见低层为暖平流。根据Thompsonn等[21]、Craven和Brooks[22]对龙卷的对流参数统计值可知，产生强龙卷的0—1 km以及0—6 km风垂直切变下限为5.5×10-3s-1和3×10-3s-1，平均值为9.5×10-3s-1和4×10-3s-1，尤其是低层风垂直切变是判别龙卷更为有效的环境参数，0—1 km低层风强垂直切变是产生龙卷的重要动力条件[23-24]。可见此次佛山附近上空的0—6 km风垂直切变没有达到Thompsonn等统计值的下限，而低层0—1 km风垂直切变远超过了统计平均值，表明低层风垂直切变较强。风暴相对螺旋度（Storm Relative Helicity，SRH）对雷暴、龙卷和超级单体等强对流天气的分析预报有一定的指示作用。Davies研究表明[25]，SRH可用于雷暴大风、冰雹、龙卷等强对流天气的判别，且产生超级单体风暴的SRH下限为150 m2·s-2。为了估算风暴运动在风垂直切变环境下产生的旋转潜势，计算8日14:00清远站和香港站的SRH分别为364 m2·s-2和237 m2·s-2，远超过Davies统计值的下限，非常有利于超级单体风暴的形成。综合上述分析，佛山上空的环境条件有利于龙卷等强对流天气的产生发展。