云南雷暴大風(fēng)天氣的環(huán)境條件特征分析*

劉 彬 鄒靈宇 李曉鵬 王 將 楊芳園 段燕楠

1 昆明市氣象局，昆明 650501

2 中國(guó)氣象局橫斷山區(qū)(低緯高原)災(zāi)害性天氣研究中心，昆明 650034

提 要： 利用2011—2020年云南地面觀測(cè)、閃電定位、重要天氣報(bào)等資料，對(duì)云南雷暴大風(fēng)時(shí)空分布特征進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果表明：雷暴大風(fēng)主要集中出現(xiàn)在2—8月，呈現(xiàn)雙峰型分布，4月最多，春季多于夏季，日峰值出現(xiàn)在16—17時(shí)，多數(shù)雷暴大風(fēng)持續(xù)時(shí)間為1～4 h。高發(fā)區(qū)主要分布在玉龍雪山和蒼山以東，以及哀牢山、無量山附近等區(qū)域。根據(jù)不同類型大尺度環(huán)流背景將區(qū)域性雷暴大風(fēng)的天氣型分為三種：南支槽型、低壓槽型和準(zhǔn)正壓型，其中南支槽型雷暴大風(fēng)最多。采用NCEP再分析資料計(jì)算表征大氣熱力、動(dòng)力及水汽條件等特征的物理參數(shù)，分析了3—8月和各天氣型背景下環(huán)境條件特征，并給出物理量參考閾值。結(jié)果表明：春季以動(dòng)力作用為主，夏季以熱力作用為主，南支槽型動(dòng)力條件較好，準(zhǔn)正壓型水汽條件較好。雷暴大風(fēng)發(fā)生前絕大多數(shù)物理量6 h變量均有不同程度的增大趨勢(shì)，表明均向有利于雷暴大風(fēng)發(fā)生的方向發(fā)展，這種演變趨勢(shì)可為臨近預(yù)報(bào)和預(yù)警提供有用信息。

引 言

中國(guó)氣象局將雷暴大風(fēng)定義為伴隨強(qiáng)對(duì)流且風(fēng)速≥17 m·s-1(8級(jí)風(fēng))的大風(fēng)事件(鄭永光等，2015)。雷暴大風(fēng)作為一種強(qiáng)對(duì)流天氣，是由強(qiáng)對(duì)流風(fēng)暴中處于成熟階段單體中的下沉氣流，在近地面處向水平方向擴(kuò)散形成的輻散性陣風(fēng)而產(chǎn)生(俞小鼎等，2006)，常造成重大生命財(cái)產(chǎn)損失，如2015年“6·1東方之星”翻沉事件(鄭永光等，2016)，2018年3月初在江西中北部發(fā)生的極端雷暴大風(fēng)天氣過程(盛杰等，2019)，以及“2016·4·19”云南一次強(qiáng)致災(zāi)颮線雹暴大風(fēng)天氣過程(張騰飛等，2018；楊芳園等，2018)，這些災(zāi)害性對(duì)流大風(fēng)天氣都引起了巨大社會(huì)反響。

雷暴大風(fēng)具備強(qiáng)對(duì)流天氣發(fā)生的三個(gè)基本條件包括中低層水汽、大氣層結(jié)不穩(wěn)定和抬升條件(Doswell Ⅲ，1987)，而大尺度環(huán)境為強(qiáng)對(duì)流天氣發(fā)生提供熱力、動(dòng)力和水汽等條件(Doswell Ⅲ，1987；孫繼松和陶祖鈺，2012；鄭永光等，2017)，因此研究大氣環(huán)境條件有助于了解雷暴大風(fēng)發(fā)生時(shí)的物理量分布特征，提高潛勢(shì)預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確率。

方翀等(2017)、許霖等(2017)、王黌等(2020)對(duì)我國(guó)一些省份或地區(qū)的雷暴大風(fēng)進(jìn)行了相關(guān)研究，從空間分布情況上看，由于各地天氣氣候以及地形地貌各有不同使得雷暴大風(fēng)空間分布差異較大。而雷暴大風(fēng)時(shí)間分布上有一定相似性，如月變化方面，華北地區(qū)、山東、京津冀地區(qū)、渤海西部、廣西等主要出現(xiàn)在夏季6—8月(嚴(yán)仕堯等，2013；楊曉霞等，2014；柴東紅等，2017；王亞男等，2020；鐘利華等，2011)，湖南、川藏地區(qū)等春、夏季3—8月皆可出現(xiàn)雷暴大風(fēng)(許霖等，2017；王黌等，2020)。日變化方面，多數(shù)省份或地區(qū)雷暴大風(fēng)主要集中出現(xiàn)在午后到傍晚，即14—20時(shí)(北京時(shí)，下同)(廖曉農(nóng)，2009；鐘利華等，2011；嚴(yán)仕堯等，2013；柴東紅等，2017；許霖等，2017；楊新林等，2017；樊李苗和俞小鼎，2020)。

在大尺度環(huán)境物理量特征研究方面，秦麗等(2006)指出利于北京地區(qū)雷暴大風(fēng)產(chǎn)生的探空結(jié)構(gòu)為低層暖濕，中高層有干冷空氣，不穩(wěn)定度較大，風(fēng)垂直切變較大。廖曉農(nóng)(2009)指出，北京地區(qū)絕大多數(shù)的雷暴大風(fēng)具有下?lián)舯┝魈卣?，而且冰雹的落區(qū)附近也是大風(fēng)的爆發(fā)區(qū)之一。嚴(yán)仕堯等(2013)、楊曉霞等(2014)、王亞男等(2020)分別對(duì)華北地區(qū)、山東、渤海西部按影響天氣類型討論了發(fā)生雷暴大風(fēng)時(shí)的環(huán)境物理量指標(biāo)閾值。方翀等(2017)研究指出華北地區(qū)多數(shù)常用的熱力指標(biāo)需考慮季節(jié)因素。楊新林等(2017)研究指出相比于普通雷暴，華南雷暴大風(fēng)天氣發(fā)生的環(huán)境條件具有更強(qiáng)的條件性不穩(wěn)定，斜壓性和動(dòng)力強(qiáng)迫更強(qiáng)，春季雷暴大風(fēng)動(dòng)力條件明顯優(yōu)于夏季，而夏季熱力強(qiáng)迫的作用大于春季。費(fèi)海燕等(2016)、馬淑萍等(2019)研究了中國(guó)風(fēng)速≥25 m·s-1強(qiáng)雷暴大風(fēng)的環(huán)境參量特征，為強(qiáng)雷暴大風(fēng)的短時(shí)潛勢(shì)預(yù)報(bào)和臨近預(yù)警提供了參考。雷蕾等(2011)、高曉梅等(2019)、王迪等(2020)對(duì)比分析了雷暴大風(fēng)與短時(shí)強(qiáng)降水、冰雹等其他強(qiáng)對(duì)流天氣的物理量差異，提煉分類強(qiáng)對(duì)流關(guān)鍵參數(shù)閾值，以甄別各類強(qiáng)對(duì)流天氣。

云南山谷縱橫地形復(fù)雜，3—5月云貴高原為雷暴大風(fēng)、冰雹等強(qiáng)對(duì)流天氣多發(fā)區(qū)(孫繼松等，2014)，雷暴大風(fēng)發(fā)生時(shí)環(huán)境條件特征又如何？本文在分析云南雷暴大風(fēng)時(shí)空分布特征和區(qū)域性雷暴大風(fēng)發(fā)生時(shí)的環(huán)流背景基礎(chǔ)上，選取多個(gè)用于表征熱力、動(dòng)力和水汽條件的物理量參數(shù)，嘗試歸納對(duì)雷暴大風(fēng)具有預(yù)報(bào)指示意義的物理量閾值及其分布特征，以期為開展此類天氣潛勢(shì)預(yù)報(bào)提供一定參考。

1 資料和方法

本文所用資料包括2011—2020年云南125個(gè)地面站逐小時(shí)觀測(cè)資料、閃電定位系統(tǒng)監(jiān)測(cè)的閃電資料、重要天氣報(bào)和NCEP 1°×1°逐6 h再分析資料，分析云南雷暴大風(fēng)的時(shí)空分布、區(qū)域性雷暴大風(fēng)的大尺度環(huán)流背景以及環(huán)境物理量條件特征。云南地面氣象站點(diǎn)及地形分布如圖1所示。

圖1 云南氣象站點(diǎn)、閃電定位站及地形分布

由于雷暴大風(fēng)等強(qiáng)對(duì)流天氣常伴隨活躍的閃電活動(dòng)(Feng et al，2007；Yang and Sun，2014)，因此參考楊新林等(2017)、楊波等(2019)的研究方法對(duì)雷暴大風(fēng)樣本進(jìn)行篩選，選取原則為：當(dāng)某時(shí)次地面站出現(xiàn)極大風(fēng)速≥17 m·s-1大風(fēng)事件，結(jié)合重要天氣報(bào)，并考慮前后1 h內(nèi)站點(diǎn)附近半徑范圍30 km內(nèi)監(jiān)測(cè)到非孤立閃電活動(dòng)(2次及以上)，則判定為一次雷暴大風(fēng)事件，共得到2832個(gè)樣本。

物理量參數(shù)選取方面，根據(jù)對(duì)流參數(shù)的物理意義及本地預(yù)報(bào)員經(jīng)驗(yàn)，從樣本發(fā)生當(dāng)日14時(shí)NCEP再分析資料計(jì)算挑選物理量參數(shù)，所選參數(shù)如表1所示，并插值到雷暴大風(fēng)樣本所在站點(diǎn)，將各對(duì)流參數(shù)樣本按月和天氣型統(tǒng)計(jì)繪制箱線圖，分別顯示最小值、第25%分位值、中位值、第75%分位值和最大值，得出雷暴大風(fēng)發(fā)生前有指導(dǎo)意義的預(yù)報(bào)指標(biāo)。

表1 物理量參數(shù)列表

2 雷暴大風(fēng)的時(shí)空分布特征

2.1 時(shí)間和強(qiáng)度分布特征

從雷暴大風(fēng)出現(xiàn)頻次月分布(圖2a)可見，雷暴大風(fēng)主要集中出現(xiàn)在2—8月，呈現(xiàn)雙峰型分布，其中春季(3—5月)最為集中，主峰出現(xiàn)在4月，約有100次，占總數(shù)的35.6%，結(jié)合胡娟等(2015)研究分析得知，氣候態(tài)中云南易出現(xiàn)大風(fēng)(含對(duì)流性大風(fēng))的2—5月也可能是雷暴大風(fēng)較多出現(xiàn)的時(shí)間段。次峰出現(xiàn)在8月，僅占總數(shù)的7.4%，頻次較春季各月明顯偏小，這與孫繼松等(2014)研究指出西南地區(qū)4—5月單站平均雷暴大風(fēng)日峰值高于8月的結(jié)論有相似之處。

云南雷暴大風(fēng)月分布情況與大尺度環(huán)流背景和影響天氣系統(tǒng)有關(guān)，冬、春季南支槽和昆明準(zhǔn)靜止鋒均較為活躍(許美玲等，2011；段旭等，2017)，由于南支槽系統(tǒng)易將孟加拉灣地區(qū)的水汽向大陸方向輸送，因此對(duì)于冬、春季受西風(fēng)帶干燥氣流控制的云南而言，南支槽是產(chǎn)生降水和大風(fēng)冰雹的主要天氣系統(tǒng)。如果此時(shí)存在昆明準(zhǔn)靜止鋒，一方面南支槽將西南暖濕氣流帶到云南上空，大氣層結(jié)更易處于不穩(wěn)定狀態(tài)；另一方面當(dāng)冷空氣加強(qiáng)，使得昆明準(zhǔn)靜止鋒自東向西移時(shí)，暖濕氣流就會(huì)被迫抬升產(chǎn)生雷暴大風(fēng)、冰雹等強(qiáng)對(duì)流天氣。夏季影響云南天氣系統(tǒng)較為復(fù)雜，夏半年昆明準(zhǔn)靜止鋒出現(xiàn)時(shí)，云南出現(xiàn)雷暴的比例很高，其中主汛期(6—8月)10個(gè)站以上雷暴發(fā)生概率可達(dá)83.45%(段旭等，2017)。此時(shí)西太平洋副熱帶高壓(以下簡(jiǎn)稱副高)大幅北抬，8月脊線多年平均可達(dá)28°N左右，包括云南在內(nèi)的整個(gè)華南在副高南側(cè)氣流控制之下，如果南海有臺(tái)風(fēng)生成，其在副高外圍偏東氣流引導(dǎo)之下，在廣東、廣西登陸后繼續(xù)西行，或穿過海南島進(jìn)入北部灣在越南北部登陸，均會(huì)對(duì)云南產(chǎn)生較大影響，可產(chǎn)生暴雨、強(qiáng)對(duì)流等天氣。

從雷暴大風(fēng)出現(xiàn)頻次日分布(圖2b)可見，午后到傍晚(即12—22時(shí))是雷暴大風(fēng)出現(xiàn)較集中的時(shí)段共發(fā)生約253次，占總數(shù)的89.4%，其中14—20時(shí)為高峰期，極值出現(xiàn)在16—17時(shí)，占總數(shù)的28.8%，07—10時(shí)是一天中出現(xiàn)最少的時(shí)段?？梢娫颇侠妆┐箫L(fēng)日變化與我國(guó)其他一些地區(qū)有相似分布特征(方翀等，2017；費(fèi)海燕等，2016；許霖等，2017)，這可能由于午后到傍晚是一天中熱力條件和不穩(wěn)定條件最佳的時(shí)段，最有利于風(fēng)暴的形成和發(fā)展(柴東紅等，2017)，加之不同海拔高度梯度變化更容易在午后到傍晚造成局地環(huán)流觸發(fā)對(duì)流發(fā)展(Yang et al，2015)。

為了進(jìn)一步了解發(fā)生雷暴天氣時(shí)，雷暴和雷暴大風(fēng)過程持續(xù)時(shí)間的情況，參考上節(jié)內(nèi)容，定義某小時(shí)內(nèi)某個(gè)站點(diǎn)附近半徑范圍30 km內(nèi)監(jiān)測(cè)到非孤立閃電活動(dòng)(2次及以上)為一次雷暴事件，得到153 249次雷暴樣本(含雷暴大風(fēng))，結(jié)合上一節(jié)結(jié)論，可知雷暴大風(fēng)樣本僅占全部雷暴樣本的1.85%，雷暴大風(fēng)出現(xiàn)次數(shù)遠(yuǎn)小于雷暴出現(xiàn)次數(shù)，表明大多數(shù)雷暴活動(dòng)并不伴有雷暴大風(fēng)天氣的出現(xiàn)。另外計(jì)算雷暴過程開始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間的差值作為雷暴過程持續(xù)時(shí)間，同理得到雷暴大風(fēng)過程持續(xù)時(shí)間并進(jìn)行比較(圖2c)，可知絕大多數(shù)雷暴大風(fēng)、雷暴的過程持續(xù)時(shí)間均在1～4 h，占各自總數(shù)的比例分別為88.6%、69.6%；雷暴大風(fēng)最長(zhǎng)持續(xù)時(shí)間為17 h，而雷暴可達(dá)21 h。這種雷暴大風(fēng)持續(xù)時(shí)間分布情況與貴州類似(李力等，2020)，而與華北地區(qū)不同，華北地區(qū)多數(shù)雷暴大風(fēng)過程持續(xù)時(shí)間為4～8 h(方翀等，2017)。

對(duì)雷暴大風(fēng)風(fēng)速大小進(jìn)行統(tǒng)計(jì)(圖2d)，超過50%風(fēng)速值集中在17.0～18.9 m·s-1，25 m·s-1以上的強(qiáng)雷暴大風(fēng)只占4.8%；另外按風(fēng)力等級(jí)來看，8級(jí)風(fēng)(17.2～20.7 m·s-1)最多，占總數(shù)的69.1%。極端強(qiáng)雷暴大風(fēng)出現(xiàn)在2016年4月19日紅河建水，風(fēng)速達(dá)39.4 m·s-1(12級(jí)以上)。對(duì)比中國(guó)其他省份或地區(qū)雷暴大風(fēng)風(fēng)速分布情況，北京地區(qū)17～19 m·s-1的風(fēng)速占個(gè)例總數(shù)的34%(秦麗等，2006)；山東在8～9級(jí)(17.2～24.4 m·s-1)的風(fēng)力占比為80.8%(楊曉霞等，2014)；華北地區(qū)雷暴大風(fēng)以8級(jí)風(fēng)為主，占比超過80%(方翀等，2017)；中國(guó)25 m·s-1以上的極端雷暴大風(fēng)占比為4.5%(馬淑萍等，2019)?？芍颇?9 m·s-1以下雷暴大風(fēng)的比例較北京地區(qū)大；雷暴大風(fēng)風(fēng)力以8～9級(jí)風(fēng)為主，與山東、華北地區(qū)的情況類似；25 m·s-1以上的極端雷暴大風(fēng)占比與我國(guó)平均情況基本一致。

圖2 2011—2020年云南雷暴大風(fēng)頻次時(shí)間和風(fēng)速分布

2.2 空間分布特征

從雷暴大風(fēng)全年頻次空間分布(圖3a)來看，53.6%的站點(diǎn)頻次為2次以上，4次以上站點(diǎn)主要集中在玉龍雪山和蒼山以東，以及哀牢山、無量山附近區(qū)域，其中大理、玉溪華寧的頻次高達(dá)7次以上。由于春季(圖3b)雷暴大風(fēng)發(fā)生頻次占比為67.6%，因此其空間分布形態(tài)與年平均大體相同。夏季(圖3c)雷暴大風(fēng)發(fā)生頻次占比為19%，大值區(qū)主要分布在麗江東部的金沙江河谷、昆明東北部小江河谷以及普洱中東部。

圖3 2011—2020年云南雷暴大風(fēng)發(fā)生頻次空間分布

這種雷暴大風(fēng)的空間分布可能與影響云南天氣系統(tǒng)和地形有密切的關(guān)系，由于云南春、夏季南支槽、昆明準(zhǔn)靜止鋒、孟加拉灣風(fēng)暴以及低渦切變系統(tǒng)等影響頻繁(許美玲等，2011；段旭等，2017)，使得冷暖空氣在山脈附近交匯，加之地形抬升作用使得雷暴大風(fēng)出現(xiàn)概率加大。另外云南山脈、河谷、湖泊眾多，如大理受蒼山和洱海的影響(徐安倫等，2010；許魯君等，2014)，可能存在著山谷風(fēng)和湖陸風(fēng)兩者疊加效應(yīng)引起的局地環(huán)流；麗江東部和四川攀枝花交界區(qū)域，受金沙江干熱河谷地形坡度影響閃電活動(dòng)較多(Xie et al，2013；劉雪濤等，2019)，也為雷暴大風(fēng)天氣發(fā)生提供了較為有利的條件。

3 區(qū)域性雷暴大風(fēng)環(huán)流形勢(shì)合成分析

雷暴大風(fēng)天氣的范圍越大，出現(xiàn)站次越多，造成災(zāi)害也越嚴(yán)重，因此定義當(dāng)某日云南四分之一以上州(市)有站點(diǎn)出現(xiàn)雷暴大風(fēng)則記為一個(gè)區(qū)域性雷暴大風(fēng)過程，統(tǒng)計(jì)得到77個(gè)天氣個(gè)例過程(表2)。并參考孫繼松等(2014)和許美玲等(2011)研究方法將區(qū)域性雷暴大風(fēng)進(jìn)行分類，分為南支槽型、低壓槽型和準(zhǔn)正壓型。

由各類型雷暴大風(fēng)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果可知(表2)，各類型雷暴大風(fēng)樣本數(shù)合計(jì)為1440個(gè)，約占全部雷暴大風(fēng)樣本數(shù)的50.9%。無論是天氣個(gè)例數(shù)，還是樣本數(shù)，均表現(xiàn)為南支槽型最多、準(zhǔn)正壓型最少；其中南支槽型、低壓槽型、準(zhǔn)正壓型天氣個(gè)例數(shù)分別為65、9、3個(gè)。從各天氣型月分布情況來看(圖4a)，南支槽型主要出現(xiàn)在冬、春季(12月至次年5月)，低壓槽型主要出現(xiàn)在4—6月，這兩個(gè)類型均在4月出現(xiàn)最多；準(zhǔn)正壓型僅在8月出現(xiàn)。從各天氣型日分布情況來看(圖4b)，各類型與全部雷暴大風(fēng)樣本分布趨勢(shì)基本一致(圖2b)，集中出現(xiàn)在12—20時(shí)，而低壓槽型在00—02時(shí)還出現(xiàn)了一個(gè)次高峰。另外從月分布和日分布出現(xiàn)頻次數(shù)值上看，南支槽型比其他類型均大一個(gè)量級(jí)。

圖4 2011—2020年云南各類型區(qū)域性雷暴大風(fēng)出現(xiàn)頻次

表2 2011—2020年云南各類型區(qū)域性雷暴大風(fēng)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果

使用NCEP再分析資料對(duì)表2中各類型區(qū)域性雷暴大風(fēng)天氣個(gè)例08時(shí)高空環(huán)流形勢(shì)和沿21°～29°N緯向平均的水平風(fēng)和相對(duì)濕度垂直剖面進(jìn)行合成分析如圖5。

3.1 南支槽型

該型雷暴大風(fēng)發(fā)生時(shí)700 hPa上(圖5a)南支槽位于90°～95°E附近，槽前風(fēng)速超過12 m·s-1，偏西急流主要在云南中南部地區(qū), 500 hPa上南支槽位于95°E附近，其超前或者同位相于700 hPa南支槽，槽前偏西急流幾乎控制整個(gè)云南，大部地區(qū)風(fēng)速超過20 m·s-1，形成高低層間強(qiáng)的垂直風(fēng)切變。從沿21°～29°N緯向平均的水平風(fēng)和相對(duì)濕度垂直剖面合成分析圖(圖5b)看，200～300 hPa云南上空水平風(fēng)速超過30 m·s-1，高空為偏西風(fēng)急流帶控制，高低空偏西急流的耦合為強(qiáng)對(duì)流天氣發(fā)生提供較好動(dòng)力條件，張騰飛等(2018)指出這種高空深厚強(qiáng)急流帶和強(qiáng)垂直風(fēng)切變導(dǎo)致中高層強(qiáng)斜壓性加大而加強(qiáng)上升運(yùn)動(dòng)促使強(qiáng)對(duì)流天氣發(fā)展。而在100°～107°E 500 hPa以上相對(duì)濕度小于50%，相對(duì)濕度超過70%的區(qū)域均在650 hPa以下，可見上干下濕層結(jié)結(jié)構(gòu)明顯，且低層為偏南風(fēng)，隨高度順轉(zhuǎn)為偏西風(fēng)，整層大氣以暖平流為主，為強(qiáng)對(duì)流天氣的發(fā)生提供不穩(wěn)定條件。14時(shí)地面圖(圖略)，近地面空氣增溫迅速，滇中及以東區(qū)域地面熱低壓發(fā)展，在干燥西風(fēng)帶上強(qiáng)而寬廣的急流帶上動(dòng)量下傳和氣壓梯度增大共同作用下，引起地面風(fēng)速增大，山區(qū)地形以及近地面層輻合線附近的輻合上升運(yùn)動(dòng)，觸發(fā)對(duì)流不穩(wěn)定能量釋放，產(chǎn)生強(qiáng)對(duì)流，造成雷暴大風(fēng)。在此種類型環(huán)流影響下，由于600 hPa以上以偏西急流為主，不利于孟加拉灣水汽大量地向云南上空輸送，大氣濕層較淺薄，大范圍強(qiáng)降水天氣難以產(chǎn)生，而以雷暴活動(dòng)和大風(fēng)天氣為主，有時(shí)局部地區(qū)也伴有冰雹產(chǎn)生。

圖5 2011—2020年云南區(qū)域性雷暴大風(fēng)過程08時(shí)(a，c，e)高空環(huán)流形勢(shì)合成分析(等值線：500 hPa位勢(shì)高度，單位：dagpm；風(fēng)羽、陰影：700 hPa風(fēng)場(chǎng))和(b，d，f)沿21°～29°N緯向平均的水平風(fēng)(風(fēng)矢：水平風(fēng)；等值線：風(fēng)速，單位：m·s-1)以及相對(duì)濕度(陰影)垂直剖面合成分析

3.2 低壓槽型

該型雷暴大風(fēng)發(fā)生時(shí)高空500 hPa上(圖5c)四川東部至云南東部有低槽東移南壓，槽后偏北風(fēng)引導(dǎo)冷空氣南下，700 hPa上川滇間有東西向切變線南壓，切變線南部偏南暖濕氣流明顯，形成高層干冷空氣疊加在低層暖濕空氣之上，大氣層結(jié)不穩(wěn)定度增大。從圖5d水平風(fēng)和相對(duì)濕度垂直剖面合成圖上看，高低層垂直風(fēng)切變數(shù)值大小不及南支槽型，但相對(duì)濕度70%以上的區(qū)域已上升至600 hPa附近，水汽條件要好于南支槽型，500 hPa以上相對(duì)濕度在50%左右，700 hPa以下低層為偏南風(fēng)，之后風(fēng)向隨高度順轉(zhuǎn)到500 hPa附近的偏西風(fēng)，再逐漸逆轉(zhuǎn)到高層200 hPa附近的西偏南風(fēng)，表明低層存在暖平流、高層存在冷平流，上干冷下暖濕不穩(wěn)定層結(jié)明顯。14時(shí)地面圖(圖略)，云南東北部及東部有冷高壓中心存在，高壓前部昆明準(zhǔn)靜止鋒加強(qiáng)西移至云南中部，鋒前抬升運(yùn)動(dòng)明顯，與山區(qū)地形環(huán)流等共同作用均可觸發(fā)強(qiáng)對(duì)流天氣，雷暴大風(fēng)、短時(shí)強(qiáng)降水、冰雹等天氣過程。另外統(tǒng)計(jì)該型雷暴大風(fēng)所有天氣個(gè)例，均伴有昆明準(zhǔn)靜止鋒的存在，這可能與冷空氣南下影響昆明準(zhǔn)靜止鋒的維持、擺動(dòng)和加強(qiáng)西進(jìn)有關(guān)(段旭等，2017)。

3.3 準(zhǔn)正壓型

由于該型雷暴大風(fēng)發(fā)生在8月(圖4a)，根據(jù)國(guó)家氣候中心提供的74項(xiàng)環(huán)流指數(shù)，計(jì)算8月副高脊線位置，1951—2020年平均為28.1°N，2011—2020年平均為30.2°N。再將準(zhǔn)正壓型雷暴大風(fēng)當(dāng)天NCEP資料的4個(gè)時(shí)次平均處理為日值，計(jì)算得到準(zhǔn)正壓型副高脊線平均位置為29.9°N，南北區(qū)間為26.7°～33.6°N?？梢姰?dāng)發(fā)生準(zhǔn)正壓型雷暴大風(fēng)時(shí)，副高位置較1951—2020年8月平均值偏北，較2011—2020年8月平均值略偏南。

該型雷暴大風(fēng)發(fā)生時(shí)(圖5e)，500 hPa上副高呈帶狀分布，西脊點(diǎn)位于90°E附近，中心氣壓值高，強(qiáng)度較強(qiáng)，云南大部處于副高588 dagpm線南側(cè)偏東氣流控制下。副高引導(dǎo)熱帶氣旋西移，熱帶氣旋外圍氣流影響云南，若700 hPa風(fēng)速增大，可形成東北風(fēng)低空急流。另外從地形海拔分布圖(圖1)可見，云南海拔高度呈現(xiàn)西北高東南低，熱帶氣旋西北側(cè)的偏東氣流進(jìn)入云南后將受到地形的阻擋風(fēng)速減弱，因此在云南中部及南部存在風(fēng)速由大變小的風(fēng)速輻合區(qū)，上升運(yùn)動(dòng)明顯，為強(qiáng)對(duì)流天氣提供較好的動(dòng)力條件。從圖5f水平風(fēng)和相對(duì)濕度垂直剖面合成圖上看，水汽條件明顯好于前兩種類型，550 hPa 附近相對(duì)濕度超過70%，由于此類雷暴大風(fēng)主要發(fā)生在云南東部和南部，故僅在102°E以東區(qū)域500～300 hPa相對(duì)濕度小于60%，與低層高濕區(qū)形成上干下濕層結(jié)結(jié)構(gòu)，利于強(qiáng)對(duì)流發(fā)生。另外熱帶氣旋作為高能高濕的天氣系統(tǒng)，其西側(cè)較強(qiáng)的偏東氣流可將其外圍的水汽大量向云南境內(nèi)輸送，水汽較為充沛；加之該型主要發(fā)生在夏季，0℃和20℃層高度均偏高，不利于冰雹生成，以雷暴活動(dòng)、短時(shí)強(qiáng)降水和大風(fēng)天氣為主。

綜上所述，從各類型區(qū)域性雷暴大風(fēng)看，南支槽型動(dòng)力條件較好，而準(zhǔn)正壓型水汽條件較好，低壓槽型介于兩者之間。

4 雷暴大風(fēng)發(fā)生前環(huán)境條件分析

4.1 熱力條件

選取14時(shí)CAPE、LI、ΔT700-500等熱力不穩(wěn)定參數(shù)來分析雷暴大風(fēng)發(fā)生前的熱力條件，LI越小表示大氣越不穩(wěn)定，CAPE和ΔT700-500越大則大氣越不穩(wěn)定。

CAPE是風(fēng)暴潛在強(qiáng)度的一個(gè)重要指標(biāo)，從各月及各天氣型雷暴大風(fēng)的CAPE數(shù)值來看(圖6a)，均值在100～1000 J·kg-1，相對(duì)中國(guó)中東部及沿海地區(qū)整體偏小(楊曉霞等，2014；楊新林等，2017；方翀等，2017；王迪等，2020；王亞男等，2020)，這可能是由于云南海拔偏高所造成的(孫繼松等，2014)。另外柴東紅等(2017)研究指出西南地區(qū)強(qiáng)雷暴大風(fēng)主要發(fā)生在春季，氣候較干燥，CAPE相對(duì)較低。云南春季CAPE均值大于300 J·kg-1，這與胡娟等(2015)研究指出云南對(duì)流性大風(fēng)潛勢(shì)CAPE閾值相當(dāng)。夏季對(duì)流不穩(wěn)定能量有所增強(qiáng)，6—8月CAPE變幅相似，第25%～75%分位值在600～1200 J·kg-1。南支槽型和低壓槽型中位數(shù)都低于310 J·kg-1，準(zhǔn)正壓型中位數(shù)在1000 J·kg-1左右?？梢姶杭靖髟乱约澳现Р坌托枰膶?duì)流不穩(wěn)定能量相對(duì)較低。

3—8月LI指數(shù)(圖6b)第75%分位值分別為-0.3、-0.9、-1.4、-2.5、-2.7和-3℃，南支槽型和低壓槽型為-1℃左右，準(zhǔn)正壓型小于-3℃，對(duì)比華南地區(qū)(楊新林等，2017)春、夏季出現(xiàn)雷暴大風(fēng)的LI指數(shù)第75%分位值分別為-0.9℃和-3.1℃，其數(shù)值大致相當(dāng)，而大于中國(guó)北方地區(qū)(王亞男等，2020)的第75%分位值(-4℃)。可見雷暴大風(fēng)發(fā)生時(shí)，云南大氣層結(jié)不穩(wěn)定性與華南大體相當(dāng)，而弱于中國(guó)北方。

王秀明等(2012)研究指出850～400 hPa的自由大氣中，NCEP再分析資料溫度差多在1℃以下，NCEP再分析資料的溫度與探空資料較接近。ΔT700-500可反映對(duì)流層中低層的溫度遞減率情況，以此判斷氣層的穩(wěn)定度狀況(張小玲等，2012)。3—8月ΔT700-500(圖6c)是先下降后平穩(wěn)的變化趨勢(shì)，其中春季3月第25%分位值為18.3℃，夏季6—8月第25%分位值為14.9℃左右，可見春季整體高低層溫差較夏季更大，表明發(fā)生雷暴大風(fēng)時(shí)春季較夏季大氣不穩(wěn)定性更大。另外胡娟等(2015)研究指出云南對(duì)流性大風(fēng)ΔT700-500潛勢(shì)預(yù)報(bào)指標(biāo)大于14℃，與本研究中各月和天氣型第25%分位值均大于14℃左右的結(jié)果相符。南支槽型箱線圖箱體較寬，即高低空的溫差值較分散，而準(zhǔn)正壓型溫差值較集中。

圖6 2011—2020年云南雷暴大風(fēng)日3—8月14時(shí)各天氣型熱力參數(shù)箱線圖

4.2 動(dòng)力條件

強(qiáng)的垂直風(fēng)切變有利于風(fēng)暴的持續(xù)發(fā)展，可以增強(qiáng)中層干冷空氣的吸入，加強(qiáng)風(fēng)暴中下沉氣流和低層冷空氣外流。王秀明等(2012)研究指出NCEP再分析資料對(duì)流層中高層風(fēng)與探空差異不大，其中700～500 hPa的風(fēng)與探空近乎一致， NCEP再分析資料計(jì)算的深層、中層風(fēng)垂直切變參量可靠性較高。加之由于云南海拔大多在1500 m以上，850 hPa多為地面，風(fēng)速易受地形影響較大，因此這里選用中層垂直風(fēng)切變(SHRL500-700)來分析動(dòng)力條件，由圖7可知，春季各月和各天氣型的SHRL500-700均值在2×10-3～5×10-3s-1，夏季各月中層垂直風(fēng)切變均值在1×10-3～2×10-3s-1。各天氣型中南支槽型較大，其第25%分位值為3.3×10-3s-1，這與張騰飛等(2018)研究中指出南支槽颮線雹暴中低層垂直切變3×10-3s-1大小相當(dāng)?？梢姶杭局袑哟怪憋L(fēng)切變比夏季大，春季大氣斜壓性較強(qiáng)，利于對(duì)流發(fā)展，因此雷暴大風(fēng)發(fā)生時(shí)，春季動(dòng)力作用較夏季明顯，這與我國(guó)一些地區(qū)春季的情況類似(楊曉霞等，2014；楊新林等，2017；高曉梅等，2019；王迪等，2020)。

圖7 同圖6，但為動(dòng)力參數(shù)SHRL500-700

另外從SHRL500-700均值的數(shù)值來看，云南相對(duì)于中國(guó)其他地區(qū)整體偏小，如北京地區(qū)在5×10-3s-1以上(雷蕾等，2011)和湖南在9×10-3s-1以上(許霖等，2017)，這可能與西南地區(qū)地面海拔相對(duì)較高有關(guān)(費(fèi)海燕等，2016)。

4.3 水汽條件

雷暴大風(fēng)發(fā)生時(shí)，水汽含量和垂直分布影響風(fēng)暴強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)特征，且水汽主要集中在對(duì)流層低層，因此本文選取大氣可降水量(PW)和700 hPa比濕(Q700)來表征水汽條件。

從PW各月變化來看(圖8a)，3—8月PW平均值分別為14.3、21.3、27.0、34.4、33.4、34.8 mm，夏季各月大于春季各月，均較貴州春季(35 mm)、夏季(45 mm)PW平均值小(李力等，2020)。各天氣型平均值分別為19.0、23.5、34.2 mm，準(zhǔn)正壓型最大。

Q700與PW類似(圖8b)，夏季水汽條件比春季充沛，春季第25%分位值在8～10 g·kg-1，夏季25%分位值為12 g·kg-1左右，各天氣型第25%分位值分別為8.5、10.3和13.2 g·kg-1，準(zhǔn)正壓型最大。這種水汽分布可能與大尺度環(huán)流有關(guān)，夏季云南常處于副高外圍，受到低層西南季風(fēng)和東南季風(fēng)的共同影響，使得該區(qū)域整層大氣水汽含量相對(duì)較多。

圖8 同圖6，但為水汽參數(shù)

另外，雷暴大風(fēng)發(fā)生不僅需要低層具有充沛的水汽，而且要求高層濕度相對(duì)較小，高層干冷空氣的侵入有利于強(qiáng)雷暴的產(chǎn)生和發(fā)展，這里分析ΔRH700-500在一定程度上能反映大氣是否存在上干下濕的層結(jié)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。從各月和各天氣型高低層相對(duì)濕度差來看(圖8c)，其中位數(shù)均為正值，說明在多數(shù)情況下，云南雷暴大風(fēng)發(fā)生時(shí)高低層基本滿足上干下濕的層結(jié)結(jié)構(gòu)，其中3—8月中位數(shù)分別為18.1%、16.9%、17.0%、6.5%、7.6%、14.8%，春季各月上干下濕的結(jié)構(gòu)較夏季明顯。各天氣型中位數(shù)分別為16.3%、13.8%、28.8%，可見準(zhǔn)正壓型上干下濕結(jié)構(gòu)最明顯。

4.4 物理量參數(shù)閾值

通過上述分析發(fā)現(xiàn)，云南出現(xiàn)雷暴大風(fēng)前，熱力和水汽條件夏季較春季明顯，而動(dòng)力條件則相反。南支槽型動(dòng)力條件明顯，準(zhǔn)正壓型熱力和水汽條件明顯，低壓槽型情況介于這兩者之間。

在以上箱線圖分析結(jié)果基礎(chǔ)上，將第25%分位值或第75%分位值左右作為參考閾值，即當(dāng)大于或小于這個(gè)閾值時(shí)，有75%左右的樣本都包括在其內(nèi)，將此邊界值作為物理量參數(shù)的參考閾值。分別給出云南3—8月和南支槽型、低壓槽型、準(zhǔn)正壓型背景下，CAPE、LI、ΔT700-500、SHRL500-700、PW、Q700和ΔRH700-500的參考閾值，具體閾值如表3所示。

表3 2011—2020年云南雷暴大風(fēng)物理量參數(shù)參考閾值

4.5 散點(diǎn)密度分布

由于每個(gè)環(huán)境參數(shù)各有其特點(diǎn)，單一環(huán)境參數(shù)很難判斷一個(gè)地方是否會(huì)出現(xiàn)雷暴大風(fēng)等強(qiáng)對(duì)流天氣，為更好了解雷暴大風(fēng)發(fā)生時(shí)的大氣環(huán)境，需對(duì)各參數(shù)進(jìn)行綜合分析。Brooks et al(2003)研究指出當(dāng)存在一定CAPE(100 J·kg-1以上)，配合強(qiáng)垂直風(fēng)切變，利于風(fēng)雹天氣發(fā)生。楊新林等(2017)、田付友等(2017)也在其研究中嘗試綜合應(yīng)用多種物理量對(duì)不同類型強(qiáng)對(duì)流天氣進(jìn)行綜合分析。本文選用CAPE、SHRL500-700、PW來分析散點(diǎn)密度分布，以獲取雷暴大風(fēng)發(fā)生時(shí)的熱力、動(dòng)力和水汽條件域值分布情況。

圖9a為3—8月雷暴大風(fēng)日14時(shí)CAPE和SHRL500-700散點(diǎn)密度圖，圓點(diǎn)顏色代表散點(diǎn)密度，其計(jì)算過程為：首先將CAPE和SHRL500-700兩個(gè)物理量的最小值和最大值之間分為若干等分，把散點(diǎn)數(shù)據(jù)網(wǎng)格化，然后求出每個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)內(nèi)的散點(diǎn)數(shù)?？梢姼呙芏却笾祬^(qū)所對(duì)應(yīng)CAPE大致在50～250 J·kg-1，SHRL500-700約在3×10-3～5×10-3s-1，CAPE中心位置約在100 J·kg-1，SHRL500-700中心位置約為4×10-3s-1，越接近中心位置散點(diǎn)密度越高。CAPE和PW散點(diǎn)密度圖呈現(xiàn)遞減形態(tài)分布(圖9b)，其高密度大值區(qū)所對(duì)應(yīng)CAPE在50～250 J·kg-1，PW在11～20 mm，CAPE中心位置約在150 J·kg-1，PW中心位置約在15 mm。以上分析表明，只有當(dāng)處于一定范圍內(nèi)的熱力、動(dòng)力和水汽環(huán)境條件下，才越有利于雷暴大風(fēng)出現(xiàn)，在實(shí)際業(yè)務(wù)中綜合考慮多種環(huán)境變量更利于提高預(yù)報(bào)雷暴大風(fēng)準(zhǔn)確度。

圖9 2011—2020年3—8月云南雷暴大風(fēng)日14時(shí)散點(diǎn)密度圖(a)CAPE和SHRL500-700，(b)CAPE和PW(圓點(diǎn)顏色為散點(diǎn)密度)

統(tǒng)計(jì)云南發(fā)生雷暴大風(fēng)個(gè)例的大氣可降水量情況(表4)，當(dāng)日出現(xiàn)20個(gè)站次以上的雷暴大風(fēng)個(gè)例主要發(fā)生在3—5月，其中3—4月大氣可降水量平均值大多在10～20 mm，加之該時(shí)段出現(xiàn)雷暴大風(fēng)次數(shù)占全年的比例較大(圖2a)，這也可能導(dǎo)致發(fā)生雷暴大風(fēng)高密度大值區(qū)的PW集中在11～20 mm(圖9b)；而5月大氣可降水量平均值超過25 mm。20個(gè)站次以下的雷暴大風(fēng)個(gè)例全年各月均可發(fā)生，這里僅給出3—8月一些個(gè)例的大氣可降水量情況，對(duì)比其與圖8a的差別，從兩者值域范圍來看，對(duì)應(yīng)月份大氣可降水量結(jié)果是相符合的。

表4 云南雷暴大風(fēng)個(gè)例大氣可降水量

劉丹等(2013)研究指出1948—2009年在云貴高原地區(qū)，年均大氣可降水量日值大約在11～31 mm，其中云南西南部大氣可降水量較多，這可能是受西南季風(fēng)的影響。任菊章等(2014)對(duì)比研究了三類再分析資料大氣可降水量與GPS探測(cè)大氣可降水量的差別，從2009年大氣可降水量日均值看，NCEP/NCAR再分析資料中云南一些代表站點(diǎn)，除西南部、南部的一些站點(diǎn)(例如勐臘、蒙自)日均大氣可降水量在20～30 mm，其他大部分站點(diǎn)大氣可降水量在10～20 mm。王黌等(2020)研究了川藏地區(qū)海拔高于1 km的高原地區(qū)雷暴大風(fēng)時(shí)指出，高原地區(qū)缺乏水汽，大氣可降水量中值僅為18 mm，第25%和第75%分位值分別為13.7 mm和24.2 mm。本研究中得出云南雷暴大風(fēng)發(fā)生前大氣可降水量在11～20 mm，再結(jié)合王黌等(2020)、劉丹等(2013)和任菊章等(2014)的研究，也可以看出本研究中大氣可降水量從數(shù)值范圍上看是可信的。

云南發(fā)生雷暴大風(fēng)前CAPE值較一些使用常規(guī)探空資料研究雷暴大風(fēng)的地區(qū)整體偏小，例如北京出現(xiàn)雷暴大風(fēng)時(shí)CAPE值達(dá)到1307 J·kg-1(雷蕾等，2011),山東4—9月發(fā)生雷暴大風(fēng)時(shí)CAPE值在250 J·kg-1以上(楊曉霞等，2014)，為說明云南雷暴大風(fēng)發(fā)生前常規(guī)探空資料與NCEP再分析資料中CAPE的差別，下文將進(jìn)行具體討論。

4.6 云南雷暴大風(fēng)發(fā)生前常規(guī)探空資料與NCEP再分析資料CAPE比較

這里選取當(dāng)日云南發(fā)生20個(gè)站次以上的區(qū)域性雷暴大風(fēng)個(gè)例，對(duì)探空站資料與NCEP再分析資料CAPE的差別進(jìn)行比較，結(jié)果如表5。

表5 云南區(qū)域性雷暴大風(fēng)個(gè)例常規(guī)探空資料與NCEP再分析資料CAPE比較

從昆明和騰沖兩個(gè)站的08時(shí)探空資料上看，CAPE主要表現(xiàn)為大氣穩(wěn)定(CAPE值接近零)，或有一定對(duì)流不穩(wěn)定能量，但CAPE值均較小，14時(shí)探空訂正之后CAPE基本上都有大幅增加。例如從多個(gè)例平均值來看，昆明CAPE值從08時(shí)的33.0 J·kg-1增大至14時(shí)的581.7 J·kg-1，這與胡娟等(2015)研究指出云南省出現(xiàn)對(duì)流性大風(fēng)前，高空觀測(cè)計(jì)算的對(duì)流不穩(wěn)定能量不一定很大，70%的個(gè)例CAPE大于300 J·kg-1相類似。加之考慮云南雷暴大風(fēng)發(fā)生時(shí)段主要在午后，因此在研究云南雷暴大風(fēng)時(shí)，選用14時(shí)CAPE比選用08時(shí)的資料更具有代表性。

另外，從14時(shí)的探空訂正與NCEP資料對(duì)比來看，探空訂正資料CAPE相對(duì)于NCEP再分析資料，表現(xiàn)為整體偏大，例如昆明、騰沖的探空資料與NCEP資料CAPE差值比率分別為-39.1%、-47.9%，即14時(shí)NCEP資料CAPE與14時(shí)探空訂正相比偏少了39%以上，這與王秀明等(2012)研究指出NCEP再分析資料直接輸出的地面CAPE與探空資料計(jì)算結(jié)果相比明顯偏小，不到其60%的結(jié)果相類似。

綜上可知，在應(yīng)用NCEP再分析資料對(duì)流有效位能時(shí)，應(yīng)考慮其較探空資料CAPE整體偏小，并在實(shí)際工作中結(jié)合探空資料訂正以后再加以合理應(yīng)用。

4.7 物理量6 h變量分析

由于NCEP再分析資料存在一些局限性，如中低層溫濕廓線與探空觀測(cè)差異較大(王秀明等，2012)，加之西南高原地區(qū)海拔大多超過850 hPa，有時(shí)大氣層結(jié)穩(wěn)定度參數(shù)的數(shù)值表現(xiàn)出來似乎是穩(wěn)定層結(jié)，但實(shí)際上卻發(fā)生了強(qiáng)烈對(duì)流現(xiàn)象(孫繼松等，2014)，因此只研究某一時(shí)次的物理量參數(shù)閾值還不足以很好地反映雷暴大風(fēng)天氣發(fā)生前的環(huán)境條件，基于前述雷暴大風(fēng)出現(xiàn)時(shí)間的統(tǒng)計(jì)結(jié)論，云南絕大多數(shù)雷暴大風(fēng)出現(xiàn)在14—20時(shí)，參考雷蕾等(2011)的方法，對(duì)08—14時(shí)6 h變量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，來反映雷暴大風(fēng)天氣發(fā)生前物理量變化趨勢(shì)(表6)。熱力參數(shù)6 h變量均為增大趨勢(shì)，表明雷暴大風(fēng)發(fā)生前大氣層結(jié)不穩(wěn)定加強(qiáng)，其中CAPE、LI、ΔT700-500的6 h變量均值分別為344.5 J·kg-1、-2.8℃、1.6℃。動(dòng)力條件方面，SHRL500-700的6 h變量均值增大了0.6×10-3s-1。大氣可降水量和Q7006 h變量均值都小幅增大，分別為0.8 mm和0.9 g·kg-1，可見雷暴大風(fēng)發(fā)生前水汽條件變化不明顯。另外ΔRH700-5006 h變化量均值為-6.7%，即500 hPa上相對(duì)濕度有所增加，結(jié)合表3可知雷暴大風(fēng)發(fā)生前上干下濕層結(jié)結(jié)構(gòu)維持但有所減弱，這可能與方翀等(2017)研究指出高原區(qū)域雷暴大風(fēng)發(fā)生前500 hPa大多為濕平流而非干平流的結(jié)論有相似之處。

表6 2011—2020年云南雷暴大風(fēng)發(fā)生前物理量6 h變量

可見絕大多數(shù)物理量6 h變量均向著有利于雷暴大風(fēng)發(fā)生方向發(fā)展，在合適的環(huán)流背景下，需要關(guān)注模式預(yù)報(bào)的熱力、動(dòng)力和水汽等參數(shù)指標(biāo)及其未來6 h變化趨勢(shì)，當(dāng)各指標(biāo)總體表現(xiàn)出增大的趨勢(shì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)在預(yù)報(bào)服務(wù)中提高雷暴大風(fēng)潛勢(shì)預(yù)報(bào)發(fā)布概率。

5 結(jié) 論

(1)云南雷暴大風(fēng)主要集中出現(xiàn)在2—8月，呈現(xiàn)雙峰型分布，主峰出現(xiàn)在4月，次峰出現(xiàn)在8月，春季多于夏季，與西南地區(qū)單站平均月分布情況類似。14—20時(shí)易出現(xiàn)雷暴大風(fēng)，日峰值出現(xiàn)在16—17時(shí)，日變化與我國(guó)華北、湖南等一些省份或地區(qū)有類似分布特征，這可能與午后至傍晚是一天中熱力條件和不穩(wěn)定條件最佳的時(shí)段，最有利于風(fēng)暴的形成和發(fā)展有關(guān)。多數(shù)雷暴大風(fēng)過程持續(xù)時(shí)間為1～4 h。超過50%雷暴大風(fēng)風(fēng)速在17.0～18.9 m·s-1，25 m·s-1以上的強(qiáng)雷暴大風(fēng)只占4.8%，8級(jí)風(fēng)(17.2～20.7 m·s-1)最多。對(duì)比發(fā)現(xiàn)云南19 m·s-1以下雷暴大風(fēng)的比例較北京地區(qū)大；雷暴大風(fēng)風(fēng)力以8～9級(jí)風(fēng)(17.2～24.4 m·s-1)為主，與山東、華北地區(qū)的情況類似；云南25 m·s-1以上的極端雷暴大風(fēng)占比與我國(guó)平均情況基本一致。

(2)云南雷暴大風(fēng)高發(fā)區(qū)主要分布在玉龍雪山和蒼山以東，以及哀牢山、無量山附近等區(qū)域，年均發(fā)生次數(shù)為4次以上，空間分布可能與影響云南天氣系統(tǒng)和地形有密切的關(guān)系。

(3)根據(jù)高空大氣環(huán)流背景將云南區(qū)域性雷暴大風(fēng)分類為南支槽型、低壓槽型、準(zhǔn)正壓型，各類型雷暴大風(fēng)天氣個(gè)例數(shù)分別為65、9、3個(gè)，樣本數(shù)合計(jì)約占全部雷暴大風(fēng)樣本數(shù)的50.9%。南支槽型主要出現(xiàn)在冬春季，低壓槽型主要出現(xiàn)在4—6月，這兩個(gè)類型出現(xiàn)最多均在4月；準(zhǔn)正壓型僅出現(xiàn)在8月。各類型雷暴大風(fēng)與所有雷暴大風(fēng)日分布趨勢(shì)基本一致，集中在12—20時(shí)。并分析了各天氣型下高低層大氣環(huán)流形勢(shì)、水平風(fēng)以及相對(duì)濕度配置情況，發(fā)現(xiàn)南支槽型動(dòng)力條件較好，準(zhǔn)正壓型水汽條件較好，低壓槽型介于兩者之間。

(4)采用CAPE、LI、ΔT700-500、SHRL500-700、PW、Q700和ΔRH700-500等環(huán)境物理量參數(shù)，按月和分天氣型分析云南雷暴大風(fēng)發(fā)生前的熱力、動(dòng)力和水汽條件情況，并給出各物理量預(yù)報(bào)閾值。發(fā)現(xiàn)春季以動(dòng)力作用為主，夏季以熱力作用為主，這與我國(guó)華南、山東等地區(qū)情況相似。多數(shù)情況下，云南雷暴大風(fēng)發(fā)生時(shí)高低層基本滿足上干下濕的層結(jié)結(jié)構(gòu)，其中準(zhǔn)正壓型上干下濕結(jié)構(gòu)最明顯；春季水汽含量差別大，夏季差別小。

(5)CAPE、SHRL500-700以及PW散點(diǎn)密度分布顯示，高密度大值區(qū)所對(duì)應(yīng)的CAPE大致在50～250 J·kg-1，SHRL500-700約在3×10-3～5×10-3s-1，PW在11～20 mm，當(dāng)這些環(huán)境物理量越多分布于這些高密度區(qū)，就越有利于雷暴大風(fēng)出現(xiàn)，在實(shí)際業(yè)務(wù)中綜合考慮多種環(huán)境變量更利于提高預(yù)報(bào)雷暴大風(fēng)準(zhǔn)確度。另外，在應(yīng)用NCEP再分析資料CAPE時(shí)，應(yīng)考慮其較探空資料CAPE整體偏小，并在實(shí)際工作中結(jié)合探空資料訂正以后再加以合理應(yīng)用。而本研究中PW的統(tǒng)計(jì)結(jié)果是根據(jù)雷暴大風(fēng)日的14時(shí)NCEP再分析資料所得，可能與實(shí)際的PW存在差異，在實(shí)際工作中應(yīng)用也需注意。

(6)分析了雷暴大風(fēng)發(fā)生前6 h物理量變化情況，發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)變量均有不同程度的增大趨勢(shì)，表明均向著有利于雷暴大風(fēng)發(fā)生方向發(fā)展，因此在合適的環(huán)流背景下，需要關(guān)注模式預(yù)報(bào)的熱力、動(dòng)力和水汽等參數(shù)指標(biāo)及其未來6 h變化趨勢(shì)，當(dāng)各指標(biāo)總體表現(xiàn)出增大的趨勢(shì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)在預(yù)報(bào)服務(wù)中提高雷暴大風(fēng)潛勢(shì)預(yù)報(bào)發(fā)布概率。

以上分析得到的環(huán)境物理量閾值分布可以為云南雷暴大風(fēng)潛勢(shì)預(yù)報(bào)提供一定參考依據(jù)，但雷暴大風(fēng)過程可能同時(shí)伴有短時(shí)強(qiáng)降水、冰雹等其他強(qiáng)對(duì)流天氣現(xiàn)象，各種天氣現(xiàn)象的發(fā)生發(fā)展機(jī)制有所差異，如何應(yīng)用物理量參數(shù)區(qū)分和描述各類強(qiáng)對(duì)流天氣有待進(jìn)一步研究。另外本文所得結(jié)果未詳細(xì)考慮云南復(fù)雜地形對(duì)雷暴大風(fēng)的作用，同時(shí)研究受到所選用再分析資料的時(shí)空分辨率限制，無法完全精確刻畫雷暴大風(fēng)發(fā)生時(shí)環(huán)境條件，這些因素都使得用物理量統(tǒng)計(jì)雷暴大風(fēng)環(huán)境特征受到一定影響。