劉艷杰 王清川 許敏 周賀玲

(廊坊市氣象局，河北 廊坊 065000)

引言

短時強降水、雷暴大風(fēng)、冰雹、龍卷等強對流天氣，具有強突發(fā)性和局地性，如其持續(xù)時間長，破壞能力較強，會對人民生命財產(chǎn)安全和生產(chǎn)生活造成嚴(yán)重威脅。此類災(zāi)害性天氣往往是由中小尺度系統(tǒng)直接影響產(chǎn)生的，超級單體風(fēng)暴即為重要的中尺度天氣系統(tǒng)之一，一直是氣象學(xué)者關(guān)注的重點。早在20世紀(jì)60—70年代國外學(xué)者就提出了超級單體的概念及其雷達(dá)觀測特征[1-2]，后來超級單體被劃分為強降水超級單體、弱降水超級單體和經(jīng)典超級單體[3]。

隨著新一代多普勒雷達(dá)的廣泛應(yīng)用，國內(nèi)針對超級單體風(fēng)暴的研究逐漸增多，且多從雷達(dá)回波形態(tài)與演變、大尺度環(huán)流背景和環(huán)境參數(shù)等角度進(jìn)行分析。鄭媛媛等[4]和劉維成等[5]分析的皖北和甘肅定西的超級單體均具有鉤狀回波、有界弱回波區(qū)、中氣旋等典型特征。蘇愛芳等[6]研究發(fā)現(xiàn)豫北一次超級單體是在東北冷渦背景下，由地面輻合線觸發(fā)的。Yu等[7]統(tǒng)計了中國228次超級單體風(fēng)暴環(huán)境參數(shù)特征，分析了CAPE、0—6 km風(fēng)矢量差、中氣旋旋轉(zhuǎn)速度等參量的峰值區(qū)間。王福俠等[8]和廖玉芳等[9]討論了超級單體風(fēng)暴的分裂過程和原因。郭鴻鳴等[10]研究表明低層強回波區(qū)為下沉氣流，且上升氣流與下沉氣流長時間分離時，超級單體加強并維持。有針對不同地區(qū)的伴有雷暴大風(fēng)、強降水的超級單體形成機制進(jìn)行的研究[11-13]。以上分析多是針對經(jīng)典超級單體，強降水超級單體由于其持續(xù)時間較長、致災(zāi)性多樣，受到越來越多的關(guān)注。胡玲等[14]對比了發(fā)生在天津的兩次強、弱降水超級單體，發(fā)現(xiàn)除影響系統(tǒng)不同外，兩種超級單體移動特征也不盡相同。潘玉潔等[15]發(fā)現(xiàn)弓形回波移向右側(cè)的單體，分裂后在適宜條件下發(fā)展為強降水超級單體。吳芳芳等[16]分析的一次伴有龍卷的強降水超級單體，其長時間維持與海風(fēng)鋒有關(guān)的地面邊界層輻合有密切關(guān)系。張玉潔等[17]對比分析了江蘇鹽城和河北邢臺兩次冰雹大風(fēng)天氣過程，發(fā)現(xiàn)由超級單體引發(fā)的鹽城大風(fēng)過程中風(fēng)暴參數(shù)更為明顯。閔錦忠等[18]指出邊界層偏東風(fēng)為強降水超級單體提供了非常充足的水汽，對暴雨起到增幅作用。張文龍等[19]給出了“623”北京大暴雨過程強降水超級單體物理機制概念模型。

強降水超級單體一般具有突發(fā)性強、發(fā)展迅速、演變方式多樣等特點，給預(yù)報帶來極大的困難與挑戰(zhàn)，且5月北方水汽條件不是非常充沛，因此春季北方出現(xiàn)的強降水超級單體值得深入研究。本文利用加密自動站、微波輻射計等多種觀測資料對2019年5月17日發(fā)生在北京通州的一次由強降水超級單體引發(fā)的多災(zāi)種強對流天氣進(jìn)行觀測分析與成因研究，以期為此類強天氣的預(yù)報預(yù)警提供參考。

1 資料來源

本文所用資料主要有地面、高空觀測資料，其中地面加密自動站資料包括風(fēng)、溫度、相對濕度等逐5 min數(shù)據(jù)。廊坊大廠站QFW-6000型微波輻射計反演的相對濕度和溫度資料。北京站S波段雷達(dá)資料。歐洲中心(ERA-interim)逐6 h位勢高度、風(fēng)、溫度、濕度等資料。

2 結(jié)果分析

2.1 實況天氣

2019年5月17日午后至夜間，京津冀中部出現(xiàn)突發(fā)性多災(zāi)種強對流天氣。過程雨量達(dá)暴雨的區(qū)域主要出現(xiàn)在北京東部及河北中部(圖1)，最大雨區(qū)出現(xiàn)在北京通州區(qū)，2個區(qū)域站雨量超過100 mm。多地出現(xiàn)冰雹，通州最大冰雹直徑5 cm，持續(xù)時間約1 h。通州永二村觀測到26.5 m·s-1的極大風(fēng)速。由于本次過程強降水中心主要出現(xiàn)在北京通州區(qū)附近，降雨強度大，且伴隨多種災(zāi)害性天氣，因此本文主要分析影響此處的強風(fēng)暴特征及成因。

圖1 2019年5月17日16:00至18日02:00京津冀中部降水量Fig.1 Precipitation in central Beijing-Tianjin-Hebei region from 16:00 on May 17 to 02:00 on May 18,2019

圖2為北京雷達(dá)回波發(fā)展演變過程，初始階段(16:40—17:30)，16:40開始通州東部出現(xiàn)分散的弱回波，回波中心強度為30 dBz，17:00—17:30(圖2a和圖2b)回波不斷向東北移動合并，其中心強度迅速加強至65 dBz。發(fā)展階段(17:30—20:00)，17:30之后回波不斷加強，隨后發(fā)展為強降水超級單體，18:12(圖2 d)雷暴右后側(cè)出現(xiàn)V型缺口，表明有強下沉氣流，并引起地面災(zāi)害性大風(fēng)，18:00—19:00通州區(qū)漷縣觀測到極大風(fēng)速達(dá)19.6 m·s-1。低層有鉤狀回波，18:00—19:00通州東部多站出現(xiàn)短時強降水，101農(nóng)場最大雨強為69.8 mm·h-1。通州地面觀測站、西集等地出現(xiàn)強冰雹，持續(xù)近1 h。18:30(圖2e)前后強風(fēng)暴分裂，右側(cè)風(fēng)暴B迅速發(fā)展為超級單體，左側(cè)風(fēng)暴A依然維持，兩個風(fēng)暴呈氣旋式旋轉(zhuǎn)，持續(xù)影響通州。19:00(圖2f)風(fēng)暴A逐漸減弱，風(fēng)暴B維持并向東南移動，其后部不斷有新回波生成，再次影響通州東部。減弱階段(20:00—21:00)，20:00風(fēng)暴B減弱移出通州，21:00后續(xù)降水性質(zhì)趨于穩(wěn)定，逐漸移出。

箭頭代表強回波移向圖2 2019年5月17日17:00(a)、17:30(b)、18:00(c)、18:12(d)、18:30(e)、19:00(f)北京雷達(dá)2.4°仰角反射率因子Fig.2 Radar reflectivity at the 2.4° elevation angle at 17:00 (a),17:30 (b),18:00 (c) ,18:12 (d) ,18:30 (e),and 19:00 (f) measured by Doppler weather radar in Beijing on May 17，2019

2.2 強降水超級單體的雷達(dá)回波特征

以上分析可見，本次強天氣過程相伴出現(xiàn)了短時強降水、短時大風(fēng)和大冰雹，同時出現(xiàn)V型缺口、鉤狀回波等特征，表明該強雷暴有可能是強降水超級單體，因此需進(jìn)行詳細(xì)分析與識別。

有研究表明[15，20]，當(dāng)雷達(dá)產(chǎn)品識別出鉤狀回波、V型缺口、有界弱回波區(qū)、懸垂回波和中氣旋等特征時，強雷暴可判別為強降水超級單體。2019年5月17日17:36(圖3a)開始多個時次低仰角觀測到鉤狀回波，表明有強的暖濕入流。反射率因子的垂直剖面已經(jīng)出現(xiàn)明顯的懸垂回波和典型的有界弱回波區(qū)(BWER)(圖3b)，表明雷暴前側(cè)持續(xù)有暖濕空氣進(jìn)入強烈的上升運動區(qū)。隨后回波主體進(jìn)一步加強，強回波范圍擴大，并氣旋式旋轉(zhuǎn)南壓，18:12雷暴右后側(cè)出現(xiàn)V型缺口(圖3c)，此時懸垂回波和BWER依然存在，65 dBz以上的強反射率因子位于2—3 km(圖3d)，這種低降水質(zhì)心，使得降水效率較高，可出現(xiàn)短時強降水，101農(nóng)場18:10—18:20降水量達(dá)34 mm，強降水的拖曳和中層干冷空氣快速下沉的共同作用，引起地面災(zāi)害性大風(fēng)，18:27永二村極大風(fēng)速達(dá)26.5 m·s-1。此外17:36—18:12天津站雷達(dá)低仰角監(jiān)測到三體散射(圖略)，通州觀測到直徑為5 cm的大冰雹。

箭頭所指為有界弱回波(BWER)，區(qū)方框為鉤狀回波位置圖3 2019年5月17日17:36(a)、18:12(c)北京雷達(dá)2.4°仰角反射率因子和17:36(b)、18:12(d)反射率因子沿白線剖面Fig.3 Radar reflectivity at the 2.4° elevation angle at 17:36 (a),18:12 (c),and crossing section of radar reflectivity along the white contours at 17:36 (b),18:12 (d) on May 17,2019 in Beijing

18:00—18:30為雷暴強烈發(fā)展階段，在1.5°仰角反射率因子鉤狀回波處，徑向速度圖上對應(yīng)中氣旋(圖4)，其距雷達(dá)中心約30 km。最大入流速度為20—27 m·s-1，最大出流速度為15—20 m·s-1，旋轉(zhuǎn)速度約20.5 m·s-1，核區(qū)直徑為4.5 km。

白色圓圈為中氣旋位置圖4 2019年5月17日18:24北京雷達(dá)1.5°仰角徑向速度(a)和反射率因子(b)Fig.4 Radial velocity (a) and radar reflectivity (b) at the 1.5° elevation angle at 18:24 on May 17，2019 in Beijing

2.3 環(huán)流背景

2019年5月17日08:00的500 hPa歐亞中高緯地區(qū)為寬廣低渦，40°—50°N位于渦底平直西風(fēng)環(huán)流中，其上有短波槽東移，槽后風(fēng)速較大為16—30 m·s-1，冷空氣自西北向京津冀輸送，有較明顯冷平流，南支槽位于河北省南部至中國華東地區(qū)，北京位于兩槽之間，500 hPa大風(fēng)速帶的右側(cè)。200 hPa急流軸位于33°N附近，急流出口區(qū)存在一個左側(cè)上升，右側(cè)下沉的次級環(huán)流，京津冀恰位于出口區(qū)左側(cè)的上升運動加強區(qū)。850 hPa內(nèi)蒙中東部配合切變線，京津冀位于暖區(qū)中，850 hPa暖舌向東北伸展，中北部有弱暖平流(圖5)。另外，500—850 hPa比濕均小于3 g·kg-1，925 hPa比濕達(dá)14 g·kg-1，中高層干冷，低空有淺薄濕層，層結(jié)趨于不穩(wěn)定。地面氣壓場為“鞍型場”結(jié)構(gòu)，京津冀位于鋒前暖區(qū)中，東部氣壓梯度較大，為偏東風(fēng)或東南風(fēng)。因此本次過程前期京津冀中部存在弱的系統(tǒng)性輻合上升，不穩(wěn)定層結(jié)條件和淺薄的超低空濕層，具有出現(xiàn)對流性天氣的潛在條件，但能否出現(xiàn)強降水，取決于午后低空水汽輸送情況。

圖5 2019年5月17日08:00綜合天氣圖Fig.5 Composite weather map at 08:00 on May 17，2019

進(jìn)一步分析對流發(fā)生前高低空風(fēng)場特征，17日14:00的500 hPa高度北京地區(qū)仍受偏西氣流控制，風(fēng)速達(dá)14—16 m·s-1，并伴有較強冷平流(圖6a)。

850 hPa切變線位于張家口附近，平原地區(qū)為偏南風(fēng)，冷暖平流活動不明顯(圖6b)。950 hPa河北西南部出現(xiàn)一個100 km×100 km的小低壓系統(tǒng)，平原地區(qū)均為東南風(fēng)(圖6c)，1000 hPa這個小低壓依然存在，北京及廊坊中北部位于低壓倒槽頂部，該低壓東部等壓線密集，風(fēng)向為東南風(fēng)(圖6d)。850 hPa至1000 hPa渤海灣附近相對濕度均大于60%，此時超低空水汽輸送通道已建立。08:00和20:00此小低壓并未形成(圖略)，京津冀平原地區(qū)當(dāng)天最高氣溫為31—34 ℃，可能是由于午后近地面加熱形成了局地淺薄系統(tǒng)。該系統(tǒng)的出現(xiàn)使得平原地區(qū)東南風(fēng)進(jìn)一步加強，為本次過程提供了充沛的水汽，其與高空西風(fēng)急流相互作用，使北京東部垂直風(fēng)切變增強。

實線為位勢高度，單位為dagpm；虛線為溫度，單位為℃；一個風(fēng)向桿4 m·s-1；填色為相對濕度，單位為%圖6 2019年5月17日14：00 500 hPa(a)、850 hPa(b)、950 hPa(c)、1000 hPa(d)位勢高度疊加風(fēng)場、溫度場和相對濕度綜合圖Fig.6 Composite map of wind field，geopotential height，temperature and relative humidity at 500 hPa (a),850 hPa (b) ,950 hPa (c),and 1000 hPa (d) at 14:00 on May 17,2019

2.4 不穩(wěn)定層結(jié)

2019年5月17日08:00北京925 hPa附近有逆溫層(圖7a)，以下為淺薄濕層，表明邊界層已經(jīng)積累了一定的暖濕空氣。850 hPa和500 hPa附近為較明顯的干層，溫度露點差分別為26 ℃和19 ℃，925 hPa為0 ℃，850 hPa與500 hPa溫差達(dá)34 ℃，上層干冷空氣和近地面暖濕空氣被逆溫層分離，能量不斷積累儲存。14:00訂正CAPE值達(dá)2800 J·kg-1，表明有能量的積累。0 ℃層高度為3.8 km，-20 ℃層高度為6.4 km，符合5月京津冀中部降雹標(biāo)準(zhǔn)[21]，600 hPa開始下沉對流有效位能為1143.6 J·kg-1，具有出現(xiàn)雷暴大風(fēng)的潛勢。0—6 km風(fēng)矢量差為10 m·s-1，中等強度的垂直風(fēng)切變有利于風(fēng)暴的組織加強。14:00—18:00廊坊大廠站微波輻射計反演溫度廓線(圖7b)顯示，700—800 m、1300—1400 m高度處仍然存在淺薄逆溫層，使得午后能量進(jìn)一步積累。

圖7 2019年5月17日08:00北京探空圖(a)和14:00—18:00大廠站3000 m以下溫度廓線(b)Fig.7 Sounding chart in Beijing at 08:00 (a) and temperature profiles below 3000 m at Dachang station from 14:00 to 18:00 (b) on May 17，2019

2.5 對流不穩(wěn)定和垂直運動

2019年5月17日14:00低層1000—800 hPa北京位于假相當(dāng)位溫的高值區(qū)，最大值為338 K，恰位于通州(116.5°—117.0°E)附近，1000—500 hPa假相當(dāng)位溫隨高度減小，表明北京高低層大氣呈對流不穩(wěn)定狀態(tài)(圖8a)。從水平分布來看，低層假相當(dāng)位溫高值區(qū)位于河北衡水至北京北部，唐山南部至渤海灣附近為低值中心(圖略)，北京東部至渤海灣地區(qū)等θse線密集。高低空比濕分布與假相當(dāng)位溫分布相似，因此北京東部午后增溫增濕較為明顯。

17日14:00北京上空200 hPa附近出現(xiàn)正渦度中心，中心強度為10×10-5s-1，其東部通州(116.5°—117.0°E)上空也為正渦度平流，有一定的高空輻散。114°—115°E低層有偏西風(fēng)與東南偏南風(fēng)構(gòu)成的輻合，119°E以西區(qū)域為上升運動區(qū)(圖8b)，由此可見，在高空急流和低空偏南風(fēng)的共同作用下，在北京附近出現(xiàn)了一個低層輻合—垂直上升—高層輻散的垂直環(huán)流圈，動力條件更為有利。

圖a實線為假相當(dāng)位溫，單位為K；圖a虛線為比濕，單位為g·kg-1；圖b實線為相對渦度，單位為10-5 s-1；圖b虛線為垂直速度，單位為Pa·s-1；一個風(fēng)旗為20 m·s-1，一個風(fēng)向桿為4 m·s-1圖8 2019年5月17日14:00假相當(dāng)位溫和比濕(a)，相對渦度、垂直速度、水平風(fēng)(b)沿39.75°N剖面圖Fig.8 Crossing sections of pseudo-equivalent potential temperature and relative humidity (a),relative vorticity，vertical velocity，and horizontal wind (b) along 39.75°N at 14:00 on May 17，2019

2.6 水汽分布

強降水超級單體風(fēng)暴通常在低層具有豐富水汽和弱的對流前逆溫層頂蓋的環(huán)境中得以發(fā)展和維持[21]，利用2019年5月17日14:00—21:00通州東部大廠站微波輻射計反演出的相對濕度(圖9)，分析強對流發(fā)生前北京東部大氣中水汽分布情況，發(fā)現(xiàn)16:00開始1000 m以下大氣濕度迅速增大，17:30的500 m以下相對濕度增至80%及以上。表明強對流天氣開始前超低空濕度明顯增加，低層大氣水汽迅速積聚。

圖9 2019年5月17日14:00—21:00大廠站相對濕度演變Fig.9 Variation of relative humidity at Dachang station from 14:00 to 21:00 on May 17，2019

分析地面濕度場發(fā)現(xiàn)(圖略)，17:00—17:30通州東部地面濕度開始增加，其東部東南風(fēng)風(fēng)速較大，為4—8 m·s-1，水汽在通州東部聚集。隨后通州東北部強回波對應(yīng)區(qū)域相對濕度迅速增加，18:00—19:00最大相對濕度達(dá)90%以上，其南部等濕線密集，濕度梯度大。17:40—18:20最大比濕均維持在15 g·kg-1，正是由于濕度大值區(qū)強度和位置穩(wěn)定少動，才使得雷暴獲得充分的水汽供應(yīng)，強雷暴維持時間較長。

2.7 中尺度對流系統(tǒng)的觸發(fā)與維持

2.7.1 冷池的形成與觸發(fā)作用

2019年5月17日16:00—17:00時廊坊北部出現(xiàn)對流性降水，形成弱冷池，L1表示由此處西移的冷空氣，天津地區(qū)受海風(fēng)鋒影響，氣溫較低，L2為來溫差達(dá)3.9 ℃，溫度梯度為0.51 ℃·km-1(圖10b)。冷池前沿(116.8°E、39.75°N)轉(zhuǎn)為東北風(fēng)出流，輻合線南部的偏南風(fēng)增至4—6 m·s-1，輻合線東段風(fēng)切變最明顯。18:00冷池內(nèi)外溫差快速增至6.7 ℃，其南部溫度梯度為0.64 ℃·km-1，這與2016年6月出現(xiàn)在山東的一次長生命史超級單體風(fēng)暴演變過程中產(chǎn)生的冷池溫度梯度相當(dāng)[22]。冷池東南部有暖舌向東北伸展(圖10c)，冷暖氣流對峙在輻合線觸發(fā)下生成對流。

自東南的冷空氣，通州東部相對兩側(cè)氣溫較高，地面氣壓下降，出現(xiàn)一條輻合線(圖10a)，隨后觸發(fā)出對流。17:40通州東部已經(jīng)出現(xiàn)明顯降水，冷池范圍擴大，其南部被28—31 ℃的暖空氣包圍，冷池內(nèi)外

陰影為溫度平流，單位為10-6·K·s-1；實線為溫度，單位為℃圖10 2019年5月17日17:00(a)、17:40(b)、18:00(c)北京東部地面溫度平流、溫度和風(fēng)場分布Fig.10 Distribution of surface temperature advection，temperature，and wind in the eastern part of Beijing at 17:30 (a),18:00 (b) ,18:30 (c),and 19:00 (d) on May 17，2019

2.7.2 對流的維持機制

2019年5月17日在對流發(fā)展的整個過程中通州東部冷池一直存在(圖10和圖12)。冷池中冷空氣出流與暖濕氣流交匯，在其前沿形成假相當(dāng)位溫θse密集帶，表明此處大氣具有較強的不穩(wěn)定性。該密集帶與水平鋒生函數(shù)大值區(qū)對應(yīng)(圖11)，表明在冷池前沿的濕熱邊界層輻合線附近θse水平梯度增大，利于中小尺度鋒生，產(chǎn)生強降水。17:40開始鋒生函數(shù)大值區(qū)和θse密集帶與強回波區(qū)位置相對應(yīng)，高能量的暖濕氣流被中小尺度鋒面抬升，不斷觸發(fā)新對流，并向后傳播，合并加強。至18:10冷池逐漸加強，但位置穩(wěn)定少動，θse密集帶和鋒生也在加強，為對流發(fā)展提供了持續(xù)穩(wěn)定的不穩(wěn)定能量，形成強降水超級單體A。18:30冷池加強并南侵，強鋒生區(qū)主要位于冷池東南和西南，分別對應(yīng)風(fēng)暴A和風(fēng)暴B，且B附近鋒生函數(shù)值更大，此后B強烈發(fā)展為超級單體，其東南移動時再次影響通州東部。19:00之后冷池向西南移動，且移速較對流系統(tǒng)快，這樣偏南暖濕氣流被其阻斷，對流呈減弱趨勢。

陰影為假相當(dāng)位溫，單位為K；實線為水平鋒生函數(shù)，單位為10-9·K·s-1·m-1圖11 2019年5月17日17:40(a)、18:10(b)、18:30(c)、19:00(d)北京東部地面假相當(dāng)位溫、水平鋒生函數(shù)和風(fēng)場分布Fig.11 Distribution of surface pseudo-equivalent potential temperature，frontogenesis function，and wind in the eastern part of Beijing at 17:40 (a),18:10 (b),18:30 (c),and 19:00 (d) on May 17，2019

因此地面輻合線觸發(fā)出對流降水，其冷卻蒸發(fā)形成冷池，冷池前沿逐漸形成一個高能量區(qū)，加之源源不斷的暖濕氣流輸送，在中尺度鋒面的強烈抬升下，觸發(fā)深對流，而冷池穩(wěn)定少動，是對流系統(tǒng)持續(xù)加強并長時間維持的主要原因。

2.7.3 地面散度的分布

從地面散度場分布可見(圖12)，2019年5月17日冷池前沿地面散度為負(fù)值，其大值區(qū)與水平鋒生區(qū)相對應(yīng)。對流風(fēng)暴初期在輻合區(qū)生成，隨后在輻合區(qū)北側(cè)強烈發(fā)展。18:10冷池前沿風(fēng)場強烈輻合，出現(xiàn)一對很強的正負(fù)散度對，負(fù)散度中心達(dá)-1.2×10-3s-1，為強降水超級單體提供了有利的抬升機制。18:30演變?yōu)?個散度對，分別對應(yīng)風(fēng)暴A和風(fēng)暴B。19:00散度場減弱，地面輻合線南移。強輻合區(qū)在通州東部維持約1 h，使得此處強降水持續(xù)時間長，降水總量大。

填色為散度，單位為10-3 s-1；實線為溫度，單位為℃；一個風(fēng)向桿為4 m·s-1圖12 2019年5月17日17:40(a)、18:10(b)、18:30(c)、19:00(d)北京東部地面自動站的散度、溫度和風(fēng)場分布Fig.12 Distribution of divergence，temperature，and wind at automated weather stations in the eastern part of Beijing at 17:40 (a),18:10 (b),18:30 (c),and 19:00 (d) on May 17，2019

3 結(jié)論與討論

(1)2019年5月17日北京通州區(qū)強對流天氣發(fā)生在500 hPa大風(fēng)速帶附近，高空短波槽配合低空切變線，地面位于鋒前暖區(qū)，超低空有淺薄濕層，高空有冷平流，層結(jié)不穩(wěn)定，具有發(fā)生對流性天氣的潛在條件。

(2)午后近地面加熱形成的局地淺薄低壓，使平原地區(qū)東南風(fēng)進(jìn)一步加強，為強降水超級單體的發(fā)生提供了充沛的水汽，并與高空西風(fēng)急流相互作用，增大垂直風(fēng)切變，使得動力條件更為有利。

(3)午后CAPE值達(dá)2800 J·kg-1，925 hPa附近有逆溫層，并一直持續(xù)。持久的東南氣流，使得17：00之后低層濕度顯著上升，是強降水超級單體發(fā)生發(fā)展的有利環(huán)境。北京東部午后增溫增濕明顯，位于假相當(dāng)位溫高值區(qū)，對流不穩(wěn)定呈加強趨勢。

(4)地面冷池不斷發(fā)展加強并向西伸展，與南部向東北伸展的暖舌對峙，冷池前沿為一條濕熱邊界層輻合線，強烈鋒生觸發(fā)深對流。冷池的長時間維持，加之穩(wěn)定的東南風(fēng)，使通州區(qū)附近形成顯著輻合區(qū)，雷暴發(fā)展加強，形成了強降水超級單體。強雷暴后期分裂出另一超級單體，強回波反復(fù)經(jīng)過通州東部是導(dǎo)致極端強降水出現(xiàn)的原因之一。

(5)本次過程出現(xiàn)在5月，就北京地區(qū)來說水汽條件一般并不充沛，加之?dāng)?shù)值預(yù)報顯示高低空系統(tǒng)午后北抽，各地市氣象臺并未對本次強降水做出準(zhǔn)確預(yù)報，也表明了北方強降水天氣的復(fù)雜性。午后超低空小低壓的生成及東南風(fēng)的持續(xù)加強，地面氣象要素場的分布能夠提示強降水的發(fā)生，但強風(fēng)暴分裂的原因、分裂后發(fā)展趨勢及其云物理特征等還有待進(jìn)一步研究。