基于多源观测资料的长沙“4·29”强对流天气过程分析

摘要

2024年4月29日长沙出现一次大暴雨并伴有强雷电、雷暴大风、局地小冰雹等强对流天气过程（以下简称“4·29”过程），引发严重城市内涝和大风灾害。利用多普勒双偏振天气雷达、风廓线雷达、激光雨滴谱仪、闪电定位仪、气象观测站等多源观测资料对该过程对流最强阶段的中小尺度特征进行初步分析。结果表明:（1）长沙市区为强降雨、强闪电及雷暴大风密集区。13个站最大分钟降雨量达5 mm，莲花站最大分钟降雨量（5 mm）超过“21·7”河南特大暴雨最大分钟降雨量（4.3 mm）。（2）不同直径（D）对应的雨滴数浓度随时间的变化与雨滴谱分钟降雨量的时间演变基本一致，D>1 mm的雨滴对降雨贡献更大；高浓度的中小雨滴数浓度和一定比例的大雨滴可在一定程度导致局地高效强降雨；不同降雨类型的平均谱均为单峰谱，对流云降水的雨滴最大D和各粒径对应的雨滴数浓度均显著高于层状云降水；对流云降水的粒子较活跃，粒子质量加权平均直径和广义截距参数(D_m-log₁₀Nw)特征偏向“大陆性对流”，二者均与降雨强度的变化成正比。（3）中尺度对流系统（MCSs）中有多个对流单体合并、增强发展，且后侧不断有单体新生补充；长沙市区剧烈对流天气由弓状回波过境所致，分钟降雨量达5 mm的站点有3.1o·km^-1的差分相移率(K_DP)大值区经过；近地面差分反射率因子(Z_DR)值高（达3 dB）、K_DP值强(达3.1°·km^-1)、相关系数（CC）值（0.97～0.99）大，说明降至地面为数浓度高的扁平大雨滴，强降雨拖曳作用加剧了雷暴大风。（4）此次过程负闪强于正闪，闪电密集区与暴雨区对应，闪电峰值较降雨峰值提前10～20 min，双偏振参量Z_DR>2 dB、K_DP>0.5o·km^-1可作为强雷电发布的预警指标，预警可提前6～12 min。

关键词

多源观测资料 / 风廓线雷达 / 多普勒双偏振天气雷达 / 激光雨滴谱仪 / 闪电定位仪