貴州銅仁地區(qū)一次罕見大范圍冰雹過(guò)程分析

陳 軍，李小蘭，喻義軍，滕 林，方 標(biāo)，楊 群

（1．貴州省銅仁市氣象局，貴州 銅仁 554300；2．貴州省玉屏縣氣象局，貴州 玉屏 554000；3．貴州省印江縣氣象局，貴州 印江 555200；4．貴州省劍河縣氣象局，貴州 劍河 556400）

貴州銅仁地區(qū)一次罕見大范圍冰雹過(guò)程分析

陳 軍1，李小蘭2，喻義軍3，滕 林4，方 標(biāo)1，楊 群1

（1．貴州省銅仁市氣象局，貴州 銅仁 554300；2．貴州省玉屏縣氣象局，貴州 玉屏 554000；3．貴州省印江縣氣象局，貴州 印江 555200；4．貴州省劍河縣氣象局，貴州 劍河 556400）

利用常規(guī)觀測(cè)、地面加密自動(dòng)站降水、雷達(dá)觀測(cè)及NCEP／NCAR再分析資料，對(duì)2016年4月2日發(fā)生在貴州省銅仁市多個(gè)縣（區(qū)）的一次大范圍冰雹天氣過(guò)程進(jìn)行分析。結(jié)果表明：（1）此次大范圍冰雹過(guò)程發(fā)生在中高層低渦槽后西北冷空氣與低層西南暖濕氣流疊加的不穩(wěn)定層結(jié)中；強(qiáng)垂直風(fēng)切變及低層輻合高層輻散有利于對(duì)流風(fēng)暴的發(fā)展和維持；（2）中高層干冷空氣和邊界層弱冷空氣入侵是激發(fā)強(qiáng)對(duì)流產(chǎn)生的有利條件；（3）當(dāng)銅仁地區(qū)地面至400 hPa垂直風(fēng)切變超過(guò)8×10－3s－1時(shí)，有利于大范圍冰雹系統(tǒng)發(fā)展；（4）多個(gè)對(duì)流單體有組織地形成弓形回波，且強(qiáng)回波伸展至－20℃層高度之上；有界弱回波區(qū)、懸垂回波、三體散射現(xiàn)象表征了冰雹產(chǎn)生的典型特征；降雹點(diǎn)50 dBZ以上的強(qiáng)回波頂高在8．1～9．8 km之間，VIL在38．4～66．8 kg·m－2之間，這些可作為銅仁地區(qū)產(chǎn)生冰雹的重要指標(biāo)。

冰雹；干侵入；弓形回波；垂直風(fēng)切變

引 言

冰雹天氣是貴州省銅仁市春季主要災(zāi)害性天氣之一。由于其突發(fā)性和劇烈性，給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、人民生命財(cái)產(chǎn)等造成了嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損失。冰雹是在有利大尺度環(huán)境場(chǎng)下的中小尺度系統(tǒng)所產(chǎn)生，做好冰雹等強(qiáng)對(duì)流天氣的短期、臨近預(yù)報(bào)及監(jiān)測(cè)預(yù)警，及時(shí)開展防雹人影作業(yè)，減少冰雹等強(qiáng)對(duì)流天氣造成的經(jīng)濟(jì)損失仍是當(dāng)下氣象工作者面臨的一大難題。

近年來(lái)，氣象工作者從垂直風(fēng)切變、層結(jié)穩(wěn)定度、干侵入及預(yù)警閾值等方面對(duì)冰雹強(qiáng)對(duì)流天氣過(guò)程做了很多研究［1－15］，取得了一定的成果。鄭艷等［1］分析表明，中層干冷氣流疊加在低層暖濕氣流上形成對(duì)流不穩(wěn)定層結(jié)以及低層逆溫為不穩(wěn)定能量積聚提供了有利條件；黃艷［3］、黃元森［4］、陳關(guān)清［7］等研究表明，強(qiáng)垂直風(fēng)切變有利于強(qiáng)對(duì)流有組織的發(fā)展和維持，對(duì)冰雹的產(chǎn)生起到至關(guān)重要的作用；鄺美清等［8］分析表明，冰雹的發(fā)生需要較強(qiáng)的垂直溫度梯度，t850—500≥25℃，上干下濕；袁紅松等［10］研究表明，925—500 hPa之間強(qiáng)烈的溫差是冰雹發(fā)生的一個(gè)重要特征，強(qiáng)對(duì)流天氣發(fā)生在對(duì)流不穩(wěn)定區(qū)的北側(cè)梯度較大地區(qū)，冰雹出現(xiàn)在強(qiáng)對(duì)流云團(tuán)移動(dòng)方向的正前方；王曉玲等［11］分析指出，當(dāng)高層有干冷空氣，低層暖濕氣流發(fā)展，垂直溫度遞減率明顯增大，配合對(duì)流層低層垂直切變帶來(lái)的動(dòng)力抬升作用，易形成降雹；方標(biāo)等［15］對(duì)貴州銅仁市春季冰雹天氣特征進(jìn)行分析，得出了防雹預(yù)警閥值。由于冰雹天氣產(chǎn)生具有局地性和地域性差異，特別是西南山區(qū)冰雹天氣，對(duì)其研究仍有必要。本文利用2016年4 月2日08：00—3日08：00常規(guī)觀測(cè)資料、地面加密自動(dòng)站降水資料、NCEP／NCAR再分析資料（1°× 1°）以及銅仁新一代多普勒天氣雷達(dá)資料，對(duì)2016 年4月2日發(fā)生在貴州省銅仁市一次冰雹的大尺度環(huán)境背景及中小尺度天氣演變特征進(jìn)行分析，探尋銅仁市強(qiáng)對(duì)流天氣與各物理參數(shù)的關(guān)系，為今后銅仁市冰雹天氣的監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)預(yù)警提供一定參考。

1 天氣實(shí)況及環(huán)流背景

1．1 天氣實(shí)況

2016年4月2日20：00—23：00（北京時(shí)，下同），貴州省銅仁市石阡縣、思南縣、江口縣、碧江區(qū)（銅仁市城區(qū)）和玉屏縣5個(gè)縣（區(qū)）十幾個(gè)鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）不同程度地出現(xiàn)雷電、冰雹、雷暴大風(fēng)、短時(shí)強(qiáng)降水等強(qiáng)對(duì)流天氣（圖1）。冰雹直徑普遍5～15 mm，其中石固鎮(zhèn)最大冰雹直徑達(dá)40 mm，部分農(nóng)作物受冰雹襲擊，給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成嚴(yán)重危害；雷暴大風(fēng)使得石阡縣石固鎮(zhèn)等地大樹被攔腰截?cái)?，村民瓦屋部分瓦片被刮掉損壞；石阡縣、江口縣、碧江區(qū)先后在短短十幾分鐘內(nèi)普降中到大雨，最大小時(shí)雨量達(dá)47 mm·h－1。

圖1 2016年4月2日20：00—23：00貴州省銅仁市降水（實(shí)線，單位：mm）分布與冰雹落區(qū)（▲為冰雹區(qū)）Fig．1 Spatial distribution of precipitation（solid line，Unit：mm）and hail from 20：00 BST to 23：00 BST on 2 April 2016 in Tongren of Guizhou（▲for hail area）

1．2 環(huán)流形勢(shì)

2016年4月2日20：00，500 hPa圖上（圖2a），中高緯地區(qū)為“2槽1脊”型，貝加爾湖東側(cè)為東北冷渦，低渦槽后冷空氣不斷南下，低緯南支槽位于100°E左右，銅仁市處于南支槽前西南氣流中；700 hPa圖上（圖略），急流位于貴州省中部略偏南區(qū)域，銅仁市處于西南急流西側(cè)，西南急流風(fēng)速14 m·s－1，切變線位于川—渝北部；850 hPa圖上（圖略），急流位于貴州省南部，銅仁市處于西南急流左前側(cè)，風(fēng)速12 m·s－1，切變線位于黔—湘北部；地面圖上（圖略），貴州省為熱低壓控制，熱低壓中心位于畢節(jié)市中部，中心值為1 005 hPa，地面中尺度輻合線位于安順—貴陽(yáng)—銅仁南部一帶，地面冷鋒位于河套南部至黃河下游一帶，銅仁市受鋒前地面東北方向弱冷空氣影響。由中尺度環(huán)境場(chǎng)分析可知（圖2b），南支槽、低層切變線、低空急流是導(dǎo)致此次強(qiáng)對(duì)流發(fā)生的主要影響系統(tǒng)。

圖2 2016年4月2日20：00 500 hPa形勢(shì)場(chǎng)（a）和中尺度環(huán)境場(chǎng)分析（b）（圖a中藍(lán)色實(shí)線為高度場(chǎng)，單位：dagpm；紅色虛線為溫度場(chǎng)，單位：℃；風(fēng)矢為風(fēng)場(chǎng)，單位：m·s－1）Fig．2 The circulation situation field on 500 hPa（a）and meso－scale environmental field analysis（b）at20：00 BST on 2 April2016 （In fig．a(chǎn)，the blue solid lines for height field，Unit：dagpm，the red dotted lines for temperature field，Unit：℃，the wind arrows for wind field，Unit：m·s－1）

2 冰雹發(fā)生環(huán)境場(chǎng)分析

2．1 邊界層弱冷空氣觸發(fā)

中國(guó)水利：隨著中國(guó)國(guó)際地位和影響的日益提升，水利也將面臨新的挑戰(zhàn)和機(jī)遇，請(qǐng)問(wèn)2014年國(guó)際合作與科技的重點(diǎn)是什么？

4月2日強(qiáng)對(duì)流發(fā)生前，地面氣壓場(chǎng)上貴州受熱低壓控制，銅仁市位于熱低壓東北部，受偏南氣流影響，貴州省中部一帶存在一地面輻合線，銅仁市南部各區(qū)（縣）白天最高氣溫在29℃以上，銅仁本站達(dá)30℃，為對(duì)流積累了較大的不穩(wěn)定能量。2日18：00—23：00，位于河套南部的冷鋒南壓，貴州東北部由偏南氣流逐漸轉(zhuǎn)為東北氣流，北方冷空氣滲透并與地面輻合線共同作用而鋒生，促使對(duì)流不穩(wěn)定能量釋放，產(chǎn)生強(qiáng)對(duì)流［16］。從表1可知，4月2日21：00后，江口、銅仁站氣壓躍增，氣壓最大小時(shí)升幅達(dá)3 hPa，同時(shí)氣溫也開始驟降。由于銅仁位于江口東側(cè)、天氣系統(tǒng)的下游，銅仁站溫度驟降的時(shí)間比江口偏晚，2站最大小時(shí)降溫幅度分別達(dá)4．5、5．5℃，降水開始時(shí)間分別在21：00、22：00以后，其中21：36左右江口縣官和鄉(xiāng)出現(xiàn)冰雹，22：40左右銅仁本站出現(xiàn)冰雹。隨著地面弱冷空氣的侵入，銅仁市石阡、思南、江口、碧江等區(qū)（縣）部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)先后出現(xiàn)了強(qiáng)雷電、冰雹、雷暴大風(fēng)、短時(shí)強(qiáng)降水等強(qiáng)對(duì)流天氣。由此可知，銅仁部分區(qū)（縣）發(fā)生冰雹時(shí)，地面為熱低壓控制，白天氣溫較高，存儲(chǔ)了大量不穩(wěn)定能量。隨著北方弱冷空氣南下，熱低壓減弱略南壓西退，冷空氣與地面輻合線作用鋒生，激發(fā)強(qiáng)對(duì)流天氣發(fā)生。

表1 2016年4月2日18：00—24：00銅仁和江口降水、溫度及氣壓逐時(shí)變化Tab．1 The hourly evolution of precipitation，temperature and barometric pressure from 18：00 BST to 24：00 BST on 2 April2016 in Tongren and Jiangkou stations of Guizhou

2．2 中高層干侵入

干侵入被定義為來(lái)源于對(duì)流層頂附近的氣流入侵到低層的現(xiàn)象［17］。不少學(xué)者從位渦、假相當(dāng)位溫、相對(duì)濕度等角度對(duì)干冷空氣活動(dòng)進(jìn)行了研究［18－19］。本文主要結(jié)合相對(duì)濕度和溫度的空間分布來(lái)分析干侵入的作用，姚秀萍等［20］在研究與梅雨鋒上低渦降水相伴的干侵入時(shí)定義了相對(duì)濕度＜60%為干區(qū)。鑒于此，從這次過(guò)程銅仁地區(qū)（108°E，27°N）各層平均相對(duì)濕度來(lái)看（圖3），4月2日19：00—20：00強(qiáng)對(duì)流發(fā)生前銅仁上空的干空氣存在于300—700 hPa之間，而800 hPa因低空急流維持而存在濕區(qū)；20：00對(duì)流發(fā)生后700 hPa附近仍然存在相對(duì)濕度＜50%的干區(qū)，20：00左右從低層開始濕度逐漸增大，此時(shí)銅仁石阡最早開始出現(xiàn)短時(shí)強(qiáng)降水，30 min雨強(qiáng)達(dá)42 mm。整個(gè)過(guò)程銅仁上空持續(xù)呈現(xiàn)明顯“上干下濕”的不穩(wěn)定層結(jié)。氣溫場(chǎng)上，干區(qū)溫度較低，干冷空氣侵入明顯，有利于強(qiáng)對(duì)流產(chǎn)生。

圖3 2016年4月2日08：00—3日08：00銅仁地區(qū)（108°E，27°N）平均相對(duì)濕度（實(shí)線，單位：%）及溫度（虛線，單位：℃）時(shí)間—高度剖面Fig．3 The time－h(huán)eight profiles of average relative humidity（the solid lines，Unit：%）and temperature （the dotted lines，Unit：℃）from 08：00 BST on 2 April to 08：00 BST on 3 April2016 over site （108°E，27°N）in Tongren of Guizhou

3 冰雹物理?xiàng)l件分析

3．1 水汽條件

由圖4可知，銅仁地區(qū)發(fā)生冰雹等強(qiáng)對(duì)流前，850 hPa高度場(chǎng)上南?！獜V西—貴州東南部一帶存在一支較大的水汽輸送通道（圖4），水汽通量中心值達(dá)50 g·hPa－1·cm－1·s－1?！?2 m·s－1的西南風(fēng)與偏東風(fēng)在銅仁市南部輻合，銅仁市南部處于西南急流左前側(cè)風(fēng)速輻合區(qū)、水汽輸送最大梯度帶處，水汽充沛；地面比濕場(chǎng)上，銅仁市南部處于濕舌頂端，比濕達(dá)13 g·kg－1。從表 2可以看出，石阡、江口、銅仁站地面溫度露點(diǎn)差在強(qiáng)對(duì)流剛發(fā)生時(shí)出現(xiàn)驟降，石阡20：00—21：00溫度露點(diǎn)差由8．1℃降至2．8℃，由干變?yōu)闈瘢?1：00—22：00溫度露點(diǎn)差由4．9℃降至1．3℃，銅仁22：00—23：00溫度露點(diǎn)差由4．9℃降至0．8℃。由此可見，強(qiáng)對(duì)流發(fā)生前，低層水汽躍增達(dá)到飽和，為強(qiáng)對(duì)流提供了充足水汽，強(qiáng)對(duì)流發(fā)生在地面濕舌頂端、850 hPa水汽通量最大梯度區(qū)。

圖4 2016年4月2日20：00 850 hPa水汽通量（實(shí)線，單位：g·hPa－1·cm－1·s－1）和比濕（虛線，單位：g·kg－1）分布Fig．4 Distribution of water vapor flux（the solid lines，Unit：g·hPa－1·cm－1·s－1）and specific humidity（the dotted lines，Unit：g·kg－1）on 850 hPa at20：00 BST on 2 April 2016

表2 2016年4月2日18：00—24：00石阡、江口和銅仁站地面溫度露點(diǎn)差（單位：℃）Tab．2 The temperature dew－point deficit from 18：00 BST to 24：00 BST on 2 April 2016 in Shiqian，Jiangkou and Tongren stations（Unit：℃）

3．2 熱力不穩(wěn)定和動(dòng)力不穩(wěn)定條件

雷暴形成的3要素分別是水汽、抬升條件和不穩(wěn)定層結(jié)，不穩(wěn)定層結(jié)是強(qiáng)對(duì)流天氣發(fā)生的必要條件。朱乾根等［21］研究指出，K指數(shù)、SI指數(shù)、對(duì)流有效位能（CAPE）等能夠反映測(cè)站上空的不穩(wěn)定層結(jié)狀況。K指數(shù)越大，層結(jié)越不穩(wěn)定，當(dāng)K指數(shù)＞35℃時(shí)會(huì)出現(xiàn)成片的雷暴［22］。然而，在K指數(shù)指示的不穩(wěn)定區(qū)域里，常受氣流輻合輻散的影響，K指數(shù)不能明顯表示出整個(gè)大氣的層結(jié)不穩(wěn)定程度，使用K指數(shù)時(shí)應(yīng)理解其物理意義，而不是單純的關(guān)注數(shù)值的大小。SI指數(shù)反映了大氣的不穩(wěn)定性，其值越小越有利于雷暴的發(fā)生，當(dāng)－6℃＜SI＜－3℃時(shí)，有可能發(fā)生強(qiáng)雷暴［22］。對(duì)流溫度（Tc）對(duì)局地對(duì)流云的預(yù)報(bào)有一定指示意義［23－24］。CAPE指示了大氣潛在的不穩(wěn)定能量，其值越大大氣越不穩(wěn)定，當(dāng)有觸發(fā)條件時(shí)，其能量才會(huì)釋放出來(lái)。強(qiáng)天氣威脅指數(shù)（SWEAT）綜合反映了不穩(wěn)定能量與風(fēng)速垂直切變及方向垂直切變對(duì)風(fēng)暴強(qiáng)度的影響，當(dāng)發(fā)生強(qiáng)雷暴時(shí)其臨界值為300［22］。0℃層和－20℃層高度是業(yè)務(wù)工作中識(shí)別冰雹云特征的主要參數(shù)［25］，其中0℃層高度越高，則雹塊下落時(shí)經(jīng)過(guò)的暖層越厚，易融化成雨滴，不利于出現(xiàn)大冰雹，一般0℃層高度在600 hPa上下；－20℃層高度表示中高層冷空氣入侵，高度一般在400 hPa左右時(shí)有利于冰雹生成。廖曉農(nóng)等［26］分析指出，當(dāng)0℃層與－20℃層之間的厚度較小時(shí)，說(shuō)明中層不穩(wěn)定，更利于冰雹形成。

湖南懷化探空站臨近銅仁，其探空資料對(duì)銅仁強(qiáng)對(duì)流的發(fā)生有很好的指示意義。表3是2016年4 月2日08：00和20：00懷化探空站幾種不穩(wěn)定參量值?？芍?，強(qiáng)對(duì)流發(fā)生前懷化探空站的SI指數(shù)明顯減小，由08：00的－0．09℃減至20：00的－4．55℃；CAPE、SWEAT指數(shù)明顯增加，CAPE由 08：00的0 J·kg－1劇增至20：00的1 382．5 J·kg－1，SWEAT指數(shù)由08：00的352．7增至20：00的431．1（超出臨界值300），預(yù)示著銅仁有發(fā)生強(qiáng)雷暴的可能。08：00，Tc為27．2℃，而白天最高氣溫為30℃，比Tc高出2．8℃，對(duì)午后對(duì)流云的生成有一定的指示作用。從懷化探空站熱力參數(shù)資料（圖略）可知，20：00懷化K指數(shù)為25℃，較35℃小得多。其原因可能是此次強(qiáng)對(duì)流天氣發(fā)生前，干層較厚，從高層一直延伸至750 hPa附近，而濕層相對(duì)較淺，因此K指數(shù)較小。此外，銅仁南部強(qiáng)對(duì)流發(fā)生前，懷化站0℃層高度明顯升高，由08：00的4 252．9 m升至20：00的4 523．8 m，而－20℃層高度變化不大，由08：00的7 350．0 m降至 20：00的 7 336．4 m。可見，20：00的0℃層與－20℃層之間的厚度較08：00明顯減少，中層不穩(wěn)定增強(qiáng)，有利于冰雹產(chǎn)生。

表3 2016年4月2日08：00和20：00懷化探空站各項(xiàng)熱力不穩(wěn)定參量值Tab．3 The value of thermal unsteady indexes at Huaihua radiosonde station of Hu'nan at08：00 BST and 20：00 BST on 2 April2016

陳關(guān)清等［27］分析得出，銅仁地區(qū)冰雹發(fā)生時(shí)垂直風(fēng)切變?cè)?×10－3s－1以上。圖5顯示，冰雹發(fā)生前垂直風(fēng)切變較大，銅仁地區(qū)垂直風(fēng)切變＞8×10－3s－1，最大達(dá)8．5×10－3s－1，這表明降雹前動(dòng)力不穩(wěn)定性增強(qiáng)。

綜上所述，此次冰雹發(fā)生在干層厚、濕層淺的不穩(wěn)定層結(jié)內(nèi)，較強(qiáng)的垂直風(fēng)切變有利于冰雹產(chǎn)生。

4 雷達(dá)回波特征

4．1 弓形回波及有界弱回波

圖5 2016年4月2日20：00懷化探空站垂直風(fēng)切變分布（單位：10－3s－1）Fig．5 The distribution of verticalwind shear（Unit：10－3s－1）at Huaihua station of Hu'nan at20：00 BST on 2 April2016

圖6 2016年4月2日20：06銅仁站雷達(dá)組合反射率（a）、強(qiáng)回波中心剖面（b）及弓形回波不同高度的反射率因子（c）和移動(dòng)方向（d）（單位：dBZ）Fig．6 The composite reflectivity（a），section of strong echo center（b）and the reflectivity factor at different heights（c）and moving direction（d）of bow echo in Tongren station at20：06 BST on 2 April2016（Unit：dBZ）

4月2日19：40（圖略），遵義市余慶縣境內(nèi)的回波移入銅仁市西部石阡縣境內(nèi)，回波呈南北帶狀分布，且存在2個(gè)回波＞50 dBZ的強(qiáng)中心，并發(fā)展東移；19：56（圖略），2個(gè)強(qiáng)回波之間有1個(gè)新的對(duì)流單體生成并加強(qiáng)發(fā)展；20：06（圖6a），3個(gè)對(duì)流單體風(fēng)暴并列形成完整的弓形回波，弓形回波南端為一強(qiáng)中心，中心值＞55 dBZ，其南側(cè)有一明顯的入流缺口，徑向方向出現(xiàn)了弱的“三體散射長(zhǎng)釘”特征。對(duì)這一強(qiáng)中心做剖面（圖 6b）可知，＞50 dBZ的強(qiáng)回波頂高度延伸至10 km左右，＞60 dBZ的強(qiáng)回波質(zhì)心在4 km左右，有利于冰雹的產(chǎn)生。另外，有界弱回波區(qū)和懸垂回波特征明顯，表征了有冰雹產(chǎn)生。弓形回波發(fā)展東移，在東移過(guò)程中不斷有新的對(duì)流單體生成、發(fā)展、消亡，形成有組織的多單體風(fēng)暴。21：57，弓形回波移入碧江區(qū)境內(nèi)，且弓形回波發(fā)展深厚，強(qiáng)中心從低層一直延伸至3．0 km高度以上（圖6c）。總體來(lái)看，20：06—21：57，弓形回波從西部石阡縣境內(nèi)生成且發(fā)展東移，沿途經(jīng)江口縣和銅仁城區(qū)（圖6d），維持時(shí)間較長(zhǎng)，造成多個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)產(chǎn)生冰雹。

4．2 輻合與輻散

圖7給出銅仁地區(qū)強(qiáng)對(duì)流發(fā)生時(shí)不同仰角的徑向速度?？梢钥闯?，4月2日21：15，0．5°仰角上（圖7a）低層有強(qiáng)烈的輻合特征，且出現(xiàn)了速度模糊（圖中黑色圈內(nèi)冷色調(diào)里圍著一塊暖色調(diào)區(qū)域），通過(guò)去除速度模糊后，其風(fēng)速約為40 m·s－1，表明低層氣流輻合強(qiáng)烈；在9．9°仰角上（圖7b），出現(xiàn)了明顯的氣流輻散。這種低層輻合、高層輻散結(jié)構(gòu)有利于對(duì)流風(fēng)暴的發(fā)展和維持。

圖7 2016年4月2日21：15銅仁站多普勒雷達(dá)0．5°（a）、9．9°（b）仰角徑向速度圖（單位：m·s－1）（橢圓區(qū)為輻合輻散區(qū)）Fig．7 The radial velocity on 0．5°（a）and 9．9°（b）elevation of Doppler radar in Tongren station of Guizhou at21：15 BST on 2 April 2016（Unit：m·s－1）（The ellipse area for convergence and divergence area）

4．3 降雹區(qū)VIL及強(qiáng)回波頂高

從表4各鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）雹區(qū)的垂直累積液態(tài)含水量（VIL）和50 dBZ以上強(qiáng)回波頂?shù)母叨瓤梢?，降雹區(qū)的VIL值普遍超過(guò)38 kg·m－2，其中聚鳳鄉(xiāng)最大達(dá)66．8 kg·m－2；50 dBZ以上強(qiáng)回波頂?shù)母叨绕毡椋? km，其中白沙鄉(xiāng)最大達(dá)9．8 km。由此可知，銅仁市此次區(qū)域性降雹VIL在38 kg·m－2以上，50 dBZ以上的強(qiáng)回波頂高度達(dá)8 km以上，這對(duì)短臨預(yù)報(bào)預(yù)警及人影防雹作業(yè)具有一定指導(dǎo)意義。

表4 2016年4月2日銅仁地區(qū)降雹點(diǎn)VIL及50 dBZ以上強(qiáng)回波頂高Tab．4 The VIL and height of strong echo top with more than 50 dBZ in hail points of Tongren on 2 April 2016

5 結(jié) 論

（1）貴州銅仁此次大范圍冰雹過(guò)程是發(fā)生在中高層干冷空氣與低層西南暖濕氣流疊加形成的不穩(wěn)定環(huán)境里，南支槽、低層切變線、低空急流和地面中尺度輻合線是導(dǎo)致強(qiáng)對(duì)流發(fā)生的主要影響系統(tǒng)。

（2）冰雹發(fā)生前地面為熱低壓控制，白天存儲(chǔ)了大量不穩(wěn)定能量，當(dāng)冷空氣與地面輻合線作用鋒生，激發(fā)了強(qiáng)對(duì)流天氣發(fā)生；中高層干侵入明顯，形成“上干下濕”的不穩(wěn)定層結(jié)，有利于強(qiáng)對(duì)流的產(chǎn)生。

（3）冰雹發(fā)生前各熱力指數(shù)較高，CAPE值達(dá)1 400 J·kg－1，SI指數(shù)＜－4℃，Tc較低，SWEAT指數(shù)達(dá)400以上，這些可作為冰雹發(fā)生的有利指標(biāo)；0℃層和－20℃層分別在4．5 km和7．3 km左右，為冰雹提供了有利環(huán)境；整個(gè)冰雹過(guò)程銅仁地區(qū)垂直風(fēng)切變較大，達(dá)8×10－3s－1以上。

（4）多個(gè)對(duì)流單體風(fēng)暴并列形成弓形回波，強(qiáng)回波中心在－20℃層之上；有界弱回波區(qū)、懸垂回波及三體散射現(xiàn)象表征了冰雹發(fā)生的典型特征；降雹點(diǎn)50 dBZ以上的強(qiáng)回波頂高在8．1～9．8 km之間，VIL在38．4～66．8 kg·m－2之間，這些可作為銅仁地區(qū)冰雹發(fā)生的重要預(yù)報(bào)指標(biāo)。

［1］鄭艷，李云艷，蔡親波，等．海南一次罕見強(qiáng)冰雹過(guò)程環(huán)境條件與超級(jí)單體演變特征分析［J］．暴雨災(zāi)害，2014，33（2）：163－170．

［2］丁建芳，杜春麗，鮑向東，等．一次冰雹云過(guò)程及其冰雹形成機(jī)制的模擬研究［J］．氣象與環(huán)境科學(xué)，2014，37（2）：49－57．

［3］黃艷，裴江文．2012年新疆喀什一次罕見冰雹天氣的中尺度特征［J］．干旱氣象，2014，32（6）：989－995．

［4］黃元森，丁光義，陳小梅．2012年2月23日一次冰雹過(guò)程的中尺度特征分析［J］．福建氣象，2013（2）：6－10．

［5］呂學(xué)東，肖鵬，于竹娟，等．四川盆地東北部春夏兩次冰雹天氣過(guò)程對(duì)比分析［J］．高原山地氣象研究，2013，33（1）：52－57．

［6］楊敏，丁建芳．河南省冰雹時(shí)空分布及天氣形勢(shì)特征［J］．氣象與環(huán)境科學(xué)，2015，38（1）：54－60．

［7］陳關(guān)清，方標(biāo)．貴州銅仁暴雨和冰雹雷達(dá)回波特征對(duì)比分析［J］．氣象研究與應(yīng)用，2015，36（1）：72－75．

［8］鄺美清，蔣宗孝，張家斌，等．2013年3月20日三明市大范圍冰雹過(guò)程分析［J］．廣東氣象，2014，36（5）：36－40．

［9］袁鵬飛，姬鴻麗，劉文玲．一次罕見大冰雹天氣的新一代天氣雷達(dá)回波分析［J］．氣象與環(huán)境科學(xué)，2012，35（1）：62－66．

［10］袁紅松，廖忠輝，彭輝志，等．湘潭市一次冰雹天氣過(guò)程分析［J］．貴州氣象，2014，38（6）：30－33．

［11］王曉玲，龍利民，王珊珊．一次春季冰雹過(guò)程的成因分析［J］．暴雨災(zāi)害，2010，29（2）：160－165．

［12］張雷，石漢青，燕亞菲，等．西藏冰雹的氣候特征［J］．高原山地氣象研究，2012，32（1）：56－60，76．

［13］丁建芳，劉磊，鮑向東，等．三門峽一次冰雹天氣多普勒雷達(dá)資料分析［J］．氣象與環(huán)境科學(xué)，2012，35（3）：49－53．

［14］丁小劍，唐明暉，陳德橋．兩次冰雹過(guò)程多普勒天氣雷達(dá)產(chǎn)品的對(duì)比分析［J］．氣象與環(huán)境科學(xué)，2010，33（2）：42－47．

［15］方標(biāo)，嚴(yán)小冬，方可，等．貴州銅仁市春季冰雹天氣特征及防雹預(yù)警閥值［J］．貴州農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014，42（3）：212－218．

［16］崔庭，杜曉玲，孫旭東．地面輻合線鋒生激發(fā)黔西南州冰雹天氣的個(gè)例分析［J］．云南地理環(huán)境研究，2013，25（2）：101－105．

［17］劉會(huì)榮，李崇銀．干侵入對(duì)濟(jì)南“7．18”暴雨的作用［J］．大氣科學(xué)，2010，34（2）：374－386．

［18］陶祖鈺，周小剛，鄭永光．從渦度、位渦、到平流層干侵入——位渦問(wèn)題的緣起、應(yīng)用及其歧途［J］．氣象，2012，38（1）：28－40．

［19］湯鵬宇，何宏讓，陽(yáng)向榮，等．北京“7．21”特大暴雨中的干侵入分析研究［J］．高原氣象，2015，34（1）：210－219．

［20］姚秀萍，吳國(guó)雄，趙兵科，等．與梅雨鋒上低渦降水相伴的干侵入研究［J］．中國(guó)科學(xué)，2007，37（3）：417－427．

［21］朱乾根，林錦瑞，壽紹文，等．天氣學(xué)原理和方法［M］．北京：氣象出版社，2000：436－460．

［22］劉健文，郭虎，李耀東，等．天氣分析預(yù)報(bào)物理量計(jì)算基礎(chǔ)［M］．北京：氣象出版社，2005：216－217．

［23］李耀東，劉健文，吳洪星，等．對(duì)流溫度含義闡釋及部分示意圖隱含悖論成因分析與預(yù)報(bào)應(yīng)用［J］．氣象學(xué)報(bào)，2014，72（3）：628－637．

［24］束宇，姜有山，張志剛．對(duì)流溫度在局地?zé)釋?duì)流降水預(yù)報(bào)中的應(yīng)用［J］．氣象，2015，41（1）：52－58．

［25］雷雨訓(xùn)，吳寶俊，吳正華．冰雹概論［M］．北京：科學(xué)出版社，1978．

［26］廖曉農(nóng)，俞小鼎，于波．北京盛夏一次罕見的大雹事件分析［J］．氣象，2008，34（2）：10－17．

［27］陳關(guān)清，楊群，李偉棟，等．貴州銅仁連續(xù)兩次冰雹天氣過(guò)程的對(duì)比分析［J］．干旱氣象，2016，34（1）：163－172．

Analysis on a Rare Large－range Hail Process on 2 April 2016 in Tongren of Guizhou Province

CHEN Jun1，LIXiaolan2，YU Yijun3，TENG Lin4，F(xiàn)ANG Biao1，YANG Qun1

（1．Tongren Meteorological Bureau of Guizhou Province，Tongren 554300，China；2．Yuping Meteorological Station of Guizhou Province，Yuping 554000，China；3．Yinjiang Meteorological Station of Guizhou Province，Yinjiang 555200，China；4．Jianhe Meteorological Station of Guizhou Province，Jianhe 556400，China）

Based on the conventional observation data，precipitation data from automatic weather stations，the reflectivity and radial velocity of Doppler radar at Tongren station and NCEP reanalysis data with 1°×1°spatial resolution，a rare large area hail weather process occurred in Tongren of Guizhou Province on 2 April 2016 was diagnosed and analyzed．The results are as follows：（1）The large－range hailweather process occurred in the unstable stratification which the dry and cold northwestair behind the trough in upper and middle levels overlaid on the warm and moist southwest airflow in lower layer．The strong verticalwind shear and lower level convergence and upper level divergence were conducive to the development and maintenance of convective storms．（2）The intrusion of dry cold air in upper layer and weak cold air in boundary layerwere favorable to stimulate the strong convection．（3）It's conducive to the developmentof large－range hailstorm system when the verticalwind shear from ground to400 hPa over Tongren surpassed 8×10－3s－1．（4）Themultiple convective cells organically formed a bow echo，and the strong echowith the reflectivity over 50 dBZ stretched to the heightof－20℃layer above．The boundary weak echo region，echo overhang and three－body scattering phenomenon were typical characteristics of hail weather．The echo top height of strong echo with reflectivity over 50 dBZ in hail points was 8．1 km to 9．8 km，and the vertical integrated liquid（VIL）was 38．4 kg·m－2to 66．8 kg·m－2，which can be regarded as important prediction indicators of hail in Tongren region．

hail；dry intrusion；bow echo；vertical wind shear

1006－7639（2016）－06－1047－07

10．11755／j．issn．1006－7639（2016）－06－1047

P458．1+21．2

A

2016－05－11；改回日期：2016－06－12

“基于多普勒雷達(dá)速度產(chǎn)品的梵凈山區(qū)域短時(shí)強(qiáng)降水預(yù)報(bào)預(yù)警技術(shù)研究（黔科合［2016］支撐2813）”、“基于‘五實(shí)'功能的市級(jí)農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)平臺(tái)建設(shè)（黔氣科合ZD［2015］03號(hào)）”、“銅仁冷式和暖式切變型暴雨環(huán)流特征及落區(qū)分析（黔氣科合QN［2016］09）”、“對(duì)流溫度在銅仁夏季局地?zé)釋?duì)流降水預(yù)報(bào)中的應(yīng)用（銅氣科合［2016］07）”共同資助

陳軍（1990－）男，助理工程師，本科，主要從事短期天氣預(yù)報(bào)及雷達(dá)短臨監(jiān)測(cè)預(yù)警工作．E－mail：djcj123＠163．com