一次典型冰雹特征分析

周貴彬+陳邦懷

摘 要：該文通過對2015年6月16日發(fā)生在淮北地區(qū)典型冰雹過程的分析，淮北地區(qū)冰雹的出現(xiàn)常常和東北冷渦的活動緊密聯(lián)系在一起。高空干冷低層暖濕，是這次冰雹產(chǎn)生的典型特征。東北冷渦后部的橫槽下擺，中高層干冷平流疊加在底層暖平流之上，在近地面露點鋒（干線）、中尺度輻合線、冷鋒等觸動下，引發(fā)冰雹等強對流天氣發(fā)生。冰雹發(fā)生時在雷達回波上具有以下幾個特點：在其移動方向右邊有界弱回波區(qū)BWER形態(tài)生成；最大反射率因子在60dBZ以上維持多個體掃；沿著其徑向在高仰角（2.4°）伴有“三體散射”（TBSS）；采用0.5°、2.4°和6.0°不同仰角反射率因子可以看到回波向低層入流一側傾斜， 出現(xiàn)超級單體典型特征。從衛(wèi)星云圖云的形態(tài)特征上主要表現(xiàn)為，東北地區(qū)為螺旋低渦云系，有干冷空氣嵌入到渦旋中心。造成淮北地區(qū)大范圍風雹強對流的天氣系統(tǒng)是由多個中-β對流單體合并形成中尺度對流系統(tǒng)（MCS）產(chǎn)生的。水汽云圖對判斷冰雹具有較強的指示意義，尤其是干冷空氣深入的區(qū)域即“干侵入”，對這次冰雹的發(fā)生起到至關重要的作用。

關鍵詞：冰雹；天氣背景；云圖雷達圖特征；觸發(fā)機制

中圖分類號 S427 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2016）21-0102-03

宿州市北部碭山靠近黃河流域，南部靈璧泗縣地處淮河流域，是南北冷暖空氣交匯的過渡地帶，加之地形復雜（殘丘、平原、中南部水網(wǎng)橫豎交錯），是安徽省冰雹高發(fā)地區(qū)。宿州市平均每年降雹6～8次，且有逐年增多的趨勢。根據(jù)宿州市近10年冰雹發(fā)生的初步統(tǒng)計結果，從空間分布來看，冰雹發(fā)生的地區(qū)和龍卷風發(fā)生的地方不盡相同，龍卷多發(fā)生在地勢相對比較平坦、開闊的區(qū)域，而冰雹主要出現(xiàn)在淮北中北部地形相對不平坦的地區(qū)尤其是多殘丘分布的區(qū)域。

淮北地區(qū)的冰雹主要出現(xiàn)在春末和初夏即每年的4—6月，這個季節(jié)往往也是淮北地區(qū)冷暖勢力頻繁交鋒的時間點。冰雹發(fā)生的時間主要出現(xiàn)在午后，以14：00—20：00的時間段位最多，少數(shù)也會出現(xiàn)在凌晨，但造成的災害往往比較大。例如，影響比較大的2005年6月15日凌晨發(fā)生在安徽北部強烈雹暴，在固鎮(zhèn)出現(xiàn)了直徑達到12cm的巨大冰雹，造成了重大人員傷亡和財產(chǎn)損失。本文針對這次冰雹過程，在大的背景場分析基礎上，重點從該次冰雹云圖和雷達圖的主要特征上進行分析，為類似強對流天氣提供短臨預報。

1 天氣背景

2005年6月14日夜里到15日凌晨，宿州市5個縣市出現(xiàn)雷雨大風，其中墉橋區(qū)多個鄉(xiāng)鎮(zhèn)出現(xiàn)冰雹，冰雹最大直徑達到20mm左右（雞蛋黃大?。暮υ斐绍瓨騾^(qū)的朱仙莊鎮(zhèn)重傷2人，輕傷若干人，蘆嶺傷2人，西瓜、玉米、棉花、蔬菜大棚、損失慘重，樹木、電線桿被大風折斷，部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)房屋被擊穿，損毀嚴重。

這次強對流天氣發(fā)生前，6月14日20：00在500hPa圖上（見圖1b）我國東北地區(qū)維持一深厚的冷渦，沿海為一低槽區(qū)，500hPa低槽超前700hPa和850hPa槽線，為典型的前傾槽形勢。925hPa輔合線與850hPa切變線與200hPa高空急流軸相交于冰雹發(fā)生的區(qū)域，地面處在倒槽區(qū)域內(nèi)，在宿州北部有一地面輻合線（見圖1f）。高空冷空氣疊加到低層暖空氣之上，使得大氣層結變得異常不穩(wěn)定。在地面輔合線、干線的觸發(fā)下，使得處于對流性不穩(wěn)定區(qū)域內(nèi)的能量得以釋放出現(xiàn)了強風雹天氣。

2 雷達與云圖主要特征分析

2.1 雷達特征 2005年6月14日20：45—21：25，在宿州北部有多個對流單體生成，并不斷發(fā)展加強并向東南方向移動，00：10（圖2）69dBZ強中心移到宿州。在其移動的過程中中層出現(xiàn)了有界弱回波區(qū)（圖2e、f），在高仰角（2.4°）伴有輝斑回波即“三體散射”（TBSS）（圖2c），并多次出現(xiàn)，這對判斷冰雹具有十分重要指示意義（圖2a、b、c、d雙箭頭所示）。采用0.5°、2.4°和6.0°不同仰角反射率因子可看到回波向低層入流一側傾斜，出現(xiàn)超級單體典型特征，標志著風暴進入強風暴階段（圖2a、c、d）。此后該強風暴從00：04—01：10的1h左右，在宿州境內(nèi)自西向東南移動，造成了宿州市墉橋區(qū)多個鄉(xiāng)鎮(zhèn)出現(xiàn)冰雹，其中朱仙莊鎮(zhèn)的冰雹最大直徑達到20mm左右（雞蛋黃大?。?。

2.2 云圖特征 從云的形態(tài)上，冰雹常常發(fā)生在冷渦低槽云系的尾部。水汽云圖對判斷冰雹具有較強的指示意義，尤其是干冷空氣深入的區(qū)域（水汽云圖的暗色區(qū)域）即“干侵入”對冰雹的發(fā)生有著至關重要的作用。2005年6月14日22：00，在FY-2紅外衛(wèi)星云圖上東北地區(qū)為冷渦云系（圖3a），有干冷空氣嵌入到冷渦中心（圖3b）。深厚的東北低渦系統(tǒng)下，山東半島的低槽云系在東移南下過程中，主體逐漸向東北方向發(fā)展。從2005年6月14日22：00至6月15日02：00每1h紅外云圖可以看出：造成淮北地區(qū)及其安徽省東部大范圍風雹強對流的天氣系統(tǒng)是東北冷渦控制下的一個中尺度對流系統(tǒng)MCS[1]。在主體云帶的尾部（圖3a、b），形成中尺度對流系統(tǒng)（MCS）。水汽云圖上（圖3b），14日22時干冷空氣（黑色區(qū)域）已經(jīng)深入到冰雹發(fā)生區(qū)域的上空。

3 觸發(fā)機制

2005年6月14日20：00，淮北地區(qū)位于850hpa的暖脊控制之下，地面處在倒槽里；東南風將近地面的暖濕氣流帶到冰雹發(fā)生區(qū)域內(nèi)（見圖4a、b）。距離風暴發(fā)生前5h內(nèi)，淮北地區(qū)有輔合區(qū)存在（圖4d），中尺度輔合線位于淮北北部碭山附近（圖4c）。15日凌晨，在地面冷鋒、輔合線、干線的觸發(fā)下（圖4），使得處在熱力不穩(wěn)定區(qū)域內(nèi)的能量得以快速釋放，產(chǎn)生了冰雹雷雨大風等強對流天氣。

4 結語

通過對這次典型冰雹分析，初步得出以下幾點結論：

（1）冰雹發(fā)生前，在500hPa圖上我國東北地區(qū)有低渦存在并有冷中心相配合，高空冷平流的強弱是冰雹能否發(fā)生的關鍵。

（2）冰雹發(fā)生時在雷達回波上具有以下幾個特點：一是反射率強，冰雹發(fā)生時回波強度大于60dbz，且持續(xù)時間長。二是回波頂高，冰雹發(fā)生時回波頂高大于12km，冰雹發(fā)生時垂直累積液態(tài)含水量（VIL）發(fā)生躍變，這一變化規(guī)律為判斷風暴中冰雹提供了參考依據(jù)。三是冰雹發(fā)生時伴有三體散射（TBSS）、中層的有界弱回波區(qū)（BWER）等具有重要指示意義的回波特征。

（3）在云圖上，冰雹發(fā)生在東北冷渦低槽云系的尾部，水汽云圖對判斷冰雹具有較強的指示意義，尤其是干冷空氣深入的區(qū)域即“干侵入”對冰雹的發(fā)生有著至關重要的作用，因為干侵入激發(fā)不穩(wěn)定能量的產(chǎn)生，有效促進了強對流的發(fā)展。

（4）在冰雹發(fā)生前6h，冰雹發(fā)生區(qū)域附近有輔合線和干線或者冷鋒存在，干線、中尺度輔合線和冷鋒是此次冰雹發(fā)生的主要觸發(fā)系統(tǒng)。

參考文獻

[1]陳曉紅，郝瑩，周后福，等.一次罕見冰雹天氣過程的對流參數(shù)分析[J].氣象科學，2007，27（3）：335-341.

（責編：張宏民）