2017年6月6～7日固原市冰雹天氣過程分析

雷學(xué)鋒 賈國忠 顧 娟 范小明

(中國氣象局旱區(qū)特色農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害預(yù)警與風(fēng)險(xiǎn)管理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,寧夏 銀川 750002；寧夏氣象防災(zāi)減災(zāi)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,寧夏 銀川 750002；固原市氣象局,寧夏 固原 756000)

1 天氣及災(zāi)情

2017年6月6～7日午后固原全市連續(xù)兩天出現(xiàn)雷陣雨天氣過程，其中6月6日14時(shí)至20時(shí)，全市大部出現(xiàn)雷陣雨天氣，部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)出現(xiàn)短時(shí)強(qiáng)降水、冰雹，全市累計(jì)降水量在0.1～11.7 mm之間，最大降水量、最大一小時(shí)降水均出現(xiàn)在原州區(qū)和泉村11.6 mm。6月7日12時(shí)至20時(shí)，全市大部出現(xiàn)雷陣雨天氣，部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)出現(xiàn)短時(shí)強(qiáng)降水和冰雹，累計(jì)降水量在0.1～58.8 mm之間，最大降水量出現(xiàn)在涇源縣和尚鋪林場58.8 mm、最大一小時(shí)降水在涇源縣黃花楊槽36.0mm。6月7日14時(shí)11分-17時(shí)，原州區(qū)張易鎮(zhèn)及開城鎮(zhèn)共計(jì)16個(gè)行政村出現(xiàn)冰雹，冰雹持續(xù)時(shí)間20～40 min，最大冰雹直徑1.5 cm，積雹厚度達(dá) 2～3 cm。 另外，涇源縣涇光、六盤山鎮(zhèn)、大灣鄉(xiāng)等地；隆德縣觀莊、陳靳、城關(guān)等地；西吉縣城及火石寨沙崗一帶也出現(xiàn)冰雹天氣。

2 大氣環(huán)流形勢

2.1 500 hPa天氣形勢、要素演變

6月5日 08時(shí) 500 hPa高空圖上（圖1a），貝湖西部有高空冷渦，冷渦中分裂下滑冷空氣在青藏高原上形成溫度槽，寧夏上游等高線與等溫線幾乎垂直相交，冷平流較大。

6月6日 08時(shí)500 hPa高空圖（圖 1b），及 6月7日08時(shí)500 hPa高空圖上（圖1c），固原受西北氣流控制且有-12°C等溫線配合。

圖2 6月7日8時(shí)地面形勢場

6月7日20時(shí)500 hPa高空圖上（圖1d），伴隨高度槽的東移冷空氣也東移，固原高空溫度上升，至6月8日08時(shí)，上升到 -8°C。

平?jīng)稣?00hpa探空的溫度、風(fēng)等要素的變化，5日08時(shí)平?jīng)稣?10°C，上游青海湖附近有冷溫度中心達(dá)-15°C；6日08時(shí)到7日08時(shí)平?jīng)稣緶囟认陆档?12°C，都是西北風(fēng)，但風(fēng)速差別較大6日08時(shí)18m/s,7日08時(shí)14m/s，這種差別造成6日與7日固原的對流性天氣強(qiáng)弱不同，高空風(fēng)速過大不利于對流發(fā)展。7日20時(shí)平?jīng)稣緶囟壬仙?9°C。

2.2 700 hPa天氣形勢演變

固原及周圍地區(qū)700hpa探空的變化，5日08時(shí)平?jīng)稣镜?日08時(shí)平?jīng)稣炯吧嫌胃髡径际俏鞅憋L(fēng)，風(fēng)速由5日08時(shí)12m/s增加到6日08時(shí)20m/s，風(fēng)速過大不利于對流發(fā)展。7日08時(shí)平?jīng)稣炯吧嫌胃髡巨D(zhuǎn)為偏南風(fēng)，風(fēng)速下降到6 m/s。

2.3 地面形勢

圖2是7日08時(shí)地面形勢，河套東側(cè)是一高壓，高原上維持一低壓，固原介于二者間，地面以偏南風(fēng)為主。

3 能量和大氣層結(jié)穩(wěn)定度

6～7日08時(shí)700 hPa寧夏中南部均維持上升運(yùn)動(dòng)，500 hPa也有明顯上升氣流。

6日08時(shí)500 hPa固原市維持正渦度，7日08時(shí)變?yōu)樨?fù)渦度。

20 時(shí) 300、500、700 hPa散度場，高空輻合，中低空輻散。

6日 08時(shí) 700 hPa比濕達(dá) 4～6 g/kg，7日 08時(shí)700hPa達(dá)6g/kg，水汽含量適中。

4 雷達(dá)回波演變特征

4.1 6月 6日 組合反射率因子（125 km）

6日13時(shí)32分固原市沿六盤山有點(diǎn)狀回波出現(xiàn)，逐漸發(fā)展到16時(shí)45分在西吉、原州區(qū)北部形成大面積回波，回波強(qiáng)度最大達(dá)到51 dBz。17時(shí)19分固原市原州區(qū)最強(qiáng)對流回波形成，最大60 dBz。一直到18時(shí)23分回波有所減弱，回波向東南移動(dòng)，影響彭陽、涇源。

4.2 6月7日 組合反射率因子（125 km）

7日12時(shí)35分六盤山氣象站東北側(cè)有塊狀回波出現(xiàn)，回波強(qiáng)度最大為56dBz。逐漸發(fā)展到14時(shí)44分在彭陽、原州區(qū)、涇源形成大面積回波，回波強(qiáng)度最大達(dá)到63 dBz。15時(shí)44分六盤山氣象站附近本次過程最強(qiáng)對流回波形成，最大72 dBz。一直到18時(shí)23分回波有所減弱，回波緩慢向東南移動(dòng)，影響固原市大部，21時(shí)后回波逐漸減弱移出固原市。7日回波較6日回波出現(xiàn)早，范圍大，強(qiáng)度大，鼎盛時(shí)反射率因子超過70 dBz，較為罕見。

4.3 6月7日回波頂高度

與組合反射率因子一致，7日回波頂高度（125 km）較6日普遍偏高。12時(shí)58分對流回波頂高度為10.7 km，14時(shí) 15分發(fā)展到12.2 km，19時(shí) 23分回波頂高最強(qiáng)時(shí)達(dá)到14.6 km，之后逐漸減弱，20時(shí)06分降低到12.2 km。

4.4 6月7日液態(tài)含水量（125 km）

14時(shí)15分固原市北部已出現(xiàn)10 kg/m2的大值點(diǎn)（75 km以外，因截圖原因沒有顯示）。到16時(shí)之前仍然有相應(yīng)強(qiáng)度的液態(tài)含水量值。

4.5 冰雹指數(shù)（250 km）

12時(shí)30分固原市北部已出現(xiàn)小的實(shí)心三角，表示出現(xiàn)小冰雹的概率很大，13時(shí)30分彭陽出現(xiàn)大的實(shí)心三角，表示出現(xiàn)大冰雹的概率很大，一直到16時(shí)固原市東南有大的空心三角，表示大冰雹概率減小。之后，在沒有出現(xiàn)任何三角標(biāo)志。在該過程中冰雹概率出現(xiàn)了不同級別的冰雹標(biāo)志。

5 小結(jié)

5.1 500 hPa貝湖冷渦以南西北氣流控制固原市，700 hPa風(fēng)場上有弱切變，地面處于低壓切變輻合區(qū)內(nèi)。

5.2 4×4格點(diǎn)場500、700 hPa大尺度環(huán)境表現(xiàn)為：下沉氣流，負(fù)渦度，中低空輻散，相對濕度小于60%，低空水汽通量輻散，水汽含量低（500 hPa 1 g/kg，700 hPa 4 g/kg），假相當(dāng)位溫 52 度左右（700 hPa），K 指數(shù)低（24度左右），層結(jié)穩(wěn)定，對流有效位能增大到500以上。

5.3 組合反射率因子多個(gè)對流點(diǎn)達(dá)到55 dBz，徑向速度場表現(xiàn)為由小到大不斷發(fā)展的氣旋式流場，回波頂高達(dá)到8～12 km，最大液態(tài)含水量10 kg/m2以上，冰雹指數(shù)由小實(shí)心三角變?yōu)榇髮?shí)心三角，多個(gè)對流點(diǎn)的風(fēng)暴追蹤信息明顯，風(fēng)廓線反映對流云底不斷下降。

5.4 此次強(qiáng)對流天氣的環(huán)境條件理想，對流三要素（水汽、層結(jié)、抬升機(jī)制）有利于大面積強(qiáng)對流天氣的發(fā)生，該過程表現(xiàn)為干的對流環(huán)境。最有利于此次冰雹天氣發(fā)生的因素有：地面低壓切變輻合區(qū)，強(qiáng)對流有效位能，雷達(dá)強(qiáng)對流回波特征明顯。