2020年7月22日苏北地区EF2~EF3级龙卷天气分析

慕瑞琪; 吴海英; 李杨; 王啸华; 吕润清; 孙康远

doi:10.16032/j.issn.1004-4965.2021.070

2020年7月22日苏北地区EF2~EF3级龙卷天气分析

doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2021.070

慕瑞琪^{1, 2},
吴海英^1, ,,
李杨¹,
王啸华¹,
吕润清¹,
孙康远³

1.
江苏省气象台，江苏南京 210044
2.
中国气象局交通气象重点开发实验室，江苏南京 210009
3.
南京气象科技创新研究院，江苏南京 210009

基金项目:

国家重点研发计划资助项目 2018YFC1507503

江苏省气象局面上项目 KM202007

江苏省社会发展项目 BE2017776

详细信息

通讯作者:
吴海英，湖北省人，研究员级高级工程师，主要从事强对流天气预报和临近预报技术研究。E-mail: 951129833@qq.com

中图分类号: P458.2
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出版历程
- 收稿日期: 2021-11-04
- 修回日期: 2021-11-28
- 网络出版日期: 2022-03-02
- 刊出日期: 2021-12-20

ANALYSIS OF EF2~EF3 TORNADO ON JULY 22, 2020 IN NORTHERN JIANGSU PROVINCE

1.
Jiangsu Meteorological Observatory, Nanjing 210044, China
2.
Key Laboratory of Transportation Meteorology, CMA, Nanjing 210009, China
3.
Nanjing Joint Institute for Atmospheric Sciences, Nanjing 210009, China

摘要

摘要: 利用常规观测、地面自动站及江苏宿迁、淮安、盐城多部多普勒天气雷达对2020年7月22日发生在江苏北部EF2~EF3级龙卷天气过程进行了详细分析。（1）此次龙卷过程有利的环境场包括低层0~1 km强垂直风切变，中低层充足的水汽、较低的抬升凝结高度以及较强的辐合上升运动。前期持续性降水、中层冷空气入侵，层结不稳定度加强，为龙卷的发生提供了潮湿不稳定环境。（2）龙卷对流风暴在地面辐合线附近形成并发展增强，在龙卷发生地附近有局地小尺度涡旋形成，伴随有地面辐合中心沿着地面辐合线向偏东方向移动。龙卷发生前后，地面自动站出现风速突增，风向突变、气压下降并伴有短时强降水。（3）导致此次龙卷的超级单体生命史长达3小时，在其东移过程中伴有深厚的中气旋和TVS特征，首次识别出中气旋是位于风暴中层，约2.6 km高度，之后逐渐在垂直方向上拉伸发展；而TVS底高维持在1 km左右，强度维持在60×10^-3 s^-1左右。当中气旋底高较低且切变值持续较强时，结合地面中尺度系统演变为龙卷有效临近预警提供了可能。
- 苏北地区 /
- 龙卷 /
- 超级单体 /
- 中气旋
Abstract: Based on the data from conventional observation, ground intensive observation, and the Doppler weather radars in Suqian, Huai' an and Yancheng, Jiangsu Province, the present study analyzed the tornado that happened on July 22, 2020 in northern Jiangsu Province. The research shows that: (1) The favorable environmental fields of this tornado included a strong 0~1 km vertical wind shear in the lower layer, sufficient water vapor in the middle and lower layers, low uplift condensation height, and strong convergence and upward movement. At the early stage, the continuous precipitation and cold air intrusion in the middle layer strengthened the stratification instability, providing a humid and unstable environment for the tornado. (2) The convective storm that caused the tornado originated near the surface convergence line. There were small-scale local vortices in the vicinity of the tornado and the ground convergence center moved eastward along the ground convergence line. Before and after the tornado, the surface wind speed near the surface vortex suddenly increased, the wind direction suddenly changed, the air pressure significantly decreased, and there was short-term heavy precipitation. (3) The supercell that caused the tornado had a life history of 3 hours. During its eastward movement, it was accompanied by deep mesocyclone and showed tornadic vortex signature (TVS). The first mesocyclone was detected in the middle of the storm, about 2.6 km in height, and then it gradually stretched vertically. The TVS bottom height was maintained at about 1km, and the intensity was maintained at about 60 ×10^-3 s^-1. When the base height of the mesocyclone is low and the shear value continues to be strong, combined with the evolution of the ground mesoscale system, it is possible to provide effective early warning of tornadoes.
- northern Jiangsu Province /
- tornado /
- supercell /
- mesocyclone

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图 1 2020年7月22日08时—23日08时江苏强对流天气监测图

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图 2 2020年7月22日苏北龙卷灾害路径

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图 3 2020年7月22日20时天气形势

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图 4 7月22日20时温度对数压力图

a. 射阳站；b. 南京站。

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图 5 21:30（a）、22:00（b）和22:30（c）地面流场(黑色流线)及散度场（填色，单位: s^-1）

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图 6 龙卷发生地与观测站点相对位置示意图

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图 7 2021年7月22日18—23时沭阳（a、b）、灌南（c、d）和响水（e、f）风向（橘色实线，单位：°）、风速（蓝色实线，单位：m/s）及气压（蓝色实线，单位：hPa）、降水（柱状，单位：mm）

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图 8 华东组合反射率因子拼图

a. 17:00；b. 21:00；c. 21:48；d. 22:00；e. 22:12；f. 22:42。

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图 9 a1. 21:45宿迁雷达0.5°反射率因子；a2. 21:45宿迁雷达0.5°径向速度；b1. 22:00淮安雷达0.5°径向速度；b2. 22:00淮安雷达0.5°径向速度；c1. 22:38盐城雷达0.5°反射率因子；c2. 22:38盐城雷达0.5°径向速度。

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表 1 7月22日淮安、盐城中气旋特征

地点	时间	ID	底高/顶高（km）	径向/切向直径（km）	最强切变/高度（10^-3s^-1/km）
	20:22	J0	1.5/3.2	4.2/7.5	7/3.2
	20:39	J0	1.5/3.1	13.2/8.3	33/1.5
	20:56	D0	1.2/2.7	3/5	9/1.2
	21:08	N0	1.4/4.4	3.8/2.9	36/4.4
	21:14	N0	1.3/7.8	2.5/3.8	37/1.3
	21:20	N0	1.4/6.2	3.5/2.1	37/1.4
	21:25	N0	1.4/6.6	6/8.3	31/1.4
	21:37	D0	1.5/5	3.5/3.1	31/5
淮安	21:43	D0	1.5/7.8	4.2/2	38/7.8
	21:49	D0	4.6/7.4	14/10.4	36/6
	21:54	D0	1.5/6.4	7.5/6.4	17/1.5
	22:06	D0	3/7.6	6.5/3.4	33/3
	22:12	D0	3.1/6.7	4.2/3.1	31/3.1
	22:18	D0	4.9/6.7	3.8/3.1	31/4.9
	22:23	N6	3.2/6.8	2.5/2.6	30/3.2
	22:29	N6	3.4/7	4/5.5	28/3.4
	22:41	N6	3.8/5.8	4.2/2.9	27/5.8
	21:30	A1	6.1/7.1	5.8/4.1	24/7.7
	21:47	A1	2.0/4.0	7.8/11.4	22/2
	21:58	A1	3.5/5.2	9.5/10.6	18/5.2
	22:04	J0	1.6/6.9	10/11.6	30/5
	22:10	H0	1.6/6.7	4.2/7.1	27/6.7
	22:15	H0	1.5/7.8	2.2/3.8	34/7.8
盐城	22:21	N0	2.9/7.3	15.2/4	38/7.3
	22:27	N0	1.4/7.9	4.5/2.2	37/7.4
	22:33	N0	1.4/6.9	7.2/3.8	39/6.9
	22:38	N0	1.2/7.1	6.8/4.5	9/1.2
	22:44	N0	1.2/5.4	3.2/6.4	11/1.2
	22:50	G9	1.2/4.1	7.8/5.5	12/1.2
	22:56	N0	1.2/5.0	6.8/5.8	35/1.2

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表 2 7月22日淮安、盐城TVS特征

地点	时间	ID	底高/顶高（km）	特征深度（km）	最低仰角速度差（m/s）	最强切变/高度（10^-3s^-1/km）
淮安	20:22	J0	1.4/4.6	4.6	18	21/1.4
	20:39	J0	1.5/6.2	6.2	53	65/1.5
	20:45	J0	1.5/6.5	6.5	53	63/3.2
	20:51	J0	1.4/3.1	3.1	51	68/1.4
	20:56	N0	1.5/3.3	3.3	17	63/3.3
	21:08	N0	1.5/7.7	7.7	53	65/1.5
	21:14	N0	1.5/7.9	7.9	28	64/1.5
	21:20	D0	1.3/5.8	5.8	51	67/1.3
	21:25	N0	1.3/7.6	7.6	50	66/1.3
	21:31	D0	1.4/7.4	7.4	25	67/2.9
	21:37	D0	1.4/7.6	7.6	33	67/4.5
	21:43	D0	1.5/7.7	7.7	23	68/7.7
	22:15	H0	1.5/7.9	6.4	35	60/7.9
	22:27	N0	1.3/7.5	6.2	38	69/7.5
	22:33	N0	1.2/7.1	5.9	50	70/7.1
盐城	22:38	N0	1.2/7	5.8	31	40/1.2
	22:44	N0	1.2/6.9	5.6	53	68/1.2
	22:50	B0	1.1/6.8	5.7	32	44/1.1
	22:56	N0	1.1/6.8	5.6	29	39/1.1

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