六盤水市3-29冰雹天氣過程多普勒雷達資料分析

孫傳東　李皓　劉國強

摘要：本文主要運用六盤水市新一代多普勒天氣雷達資料，從雷達回波組合反射率、回波頂高、垂直積分液態(tài)含水量（VlL）三個產(chǎn)品分析六盤水市2018年3月29日下午所發(fā)生的冰雹天氣過程。結(jié)果顯示：此個例冰雹云團的組合反射率（CR）強度無論是平面還是垂直剖面在鼎盛時刻均達到了60dBZ，回波頂高在6分鐘內(nèi)從6km躍增到8km，以及垂直積分液態(tài)水含量（VIL）值在實際降雹地點區(qū)域經(jīng)歷了先躍增后迅速降低的變化.

關(guān)鍵詞：六盤水;多普勒天氣雷達;冰雹

1概述

多普勒天氣雷達是我國目前探測監(jiān)測強對流天氣的重要設(shè)備，有“超級千里眼”之稱，是監(jiān)測和預(yù)報冰雹、雷暴、短時強降水、風(fēng)切變、下?lián)舯┝?、龍卷等重大?zāi)害性天氣的重要探測工具。設(shè)置于貴州省六盤水市的多普勒天氣雷達（ CINRAD/CA）投入業(yè)務(wù)運行于2016年，其能夠?qū)崟r、準確地獲取大范圍降水和風(fēng)場的時空分布信息，探測覆蓋的區(qū)域為川、滇、黔、桂四省區(qū)結(jié)合部數(shù)百公里的范圍，大幅提高了這些地區(qū)對暴雨、冰雹、短時強降水等災(zāi)害性天氣的監(jiān)測預(yù)警能力，還可為重大社會活動氣象提供保障，以及為人工防雹、增雨等作業(yè)提供科學(xué)的決策依據(jù)。目前，國內(nèi)外有許多專家學(xué)者利用多普勒天氣雷達資料對冰雹天氣進行研究分析，李軍霞等利用多普勒雷達回波資料分析了太原市2002年6月16日一次多單體強對流天氣過程【1】，總結(jié)出了冰雹云回波所具有的一般特點;鄺美清等發(fā)現(xiàn)當多普勒雷達回波強度超過65dBz、強回波核高度超過6.3km、回波頂高超過llkm和垂直積分液態(tài)含水量超過38 kg/m2時，出現(xiàn)冰雹的可能性非常大【2】;李麗麗等發(fā)現(xiàn)冰雹單體回波具有在發(fā)展和降雹階段的剖面圖上均有回波懸垂等特征【3】。但少有專家學(xué)者利用六盤水市多普勒雷達資料對當?shù)乇⑻鞖膺^程進行研究。六盤水市位于貴州省西部，是貴州省冰雹路徑的發(fā)源地之一，常年遭受冰雹天氣侵襲，只有運用新一代多普勒天氣雷達資料對該區(qū)域的典型冰雹天氣過程進行研究分析，增強當?shù)乇⒎烙芰?，才能提升該地農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)園區(qū)的經(jīng)濟效益。

2資料來源及方法

據(jù)六盤水市盤州忠義人工影響天氣作業(yè)炮站實測降雹資料顯示，2018年3月29日19時10分左右，該地發(fā)生冰雹天氣，所降冰雹最大直徑為10mm，降雹密度達到20粒每平方米，對當?shù)鼐用竦纳a(chǎn)生活造成了一定影響。當天，六盤水市多普勒天氣雷達運行良好，能從組合反射率、回波頂高、垂直積分液態(tài)水含量三產(chǎn)品詳細且動態(tài)地反映當時的冰雹天氣實況。

3雷達產(chǎn)品分析

3.1組合反射率分析

組合反射率是多普勒天氣雷達接收周圍一定范圍內(nèi)不同高度云層反射雷達波的比率，其能夠從平面俯視角度判斷云團厚度。2018年3月29日下午18時44分，有一塊狀回波從云南富源移動至六盤水盤州響水東北角處，回波中心強度達50dBZ;18時49分到19時06分，目標回波自西北向東南方向移動且回波強度不斷增強，平面回波反射強度及在19時06分到達了最大值60dBZ，vcs剖面60dBZ強回波中心高度也在該時次超過了5km;19時12分，目標回波移動到六盤水市盤州忠義、保田一帶的上空，其反射強度減弱，回波面積減小，vcs剖面強回波中心高度和強度均下降。此次個例，目標云團的組合反射率（CR）強度無論是平面還是垂直剖面，在鼎盛時刻均達到了60dBZ。具體典型時刻，見圖1。

3.2回波頂高分析

一般而言，雷達回波頂高指云團上部30dBZ回波強度所在的高度。冰雹云團的形成往往需要云體中心超過O℃高度層，甚至是- 20℃高度層，而回波頂高能反映云體的高度，側(cè)面反映云水形成冰雹的幾率，這對識別冰雹云來說是很好的參量。3月29日18時55分，回波顯示六盤水市盤州南部有大片云系覆蓋，回波頂高3km - 6km，云系整體自西北往東南移動;19時01分- 29分，目標云系南部邊緣回波頂高從6km躍增到8km，該云系邊緣位置正對應(yīng)地面盤州忠義、保田一帶。所以，回波頂高在6分鐘內(nèi)從6km躍增到8km，為此次降雹個例的一個特點。

3.3垂直積分液態(tài)含水量（VIL）分析

垂直積分液態(tài)水含量（ VIL）是由反射率因子數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成等價的液態(tài)水值，是假設(shè)所有反射率因子返回都是由液態(tài)水滴引起的經(jīng)驗導(dǎo)出關(guān)系，其表示云體在某一確定的底面積格點區(qū)域的垂直柱體內(nèi)液態(tài)水總量。冰雹的形成與云團液態(tài)水含參與，液態(tài)水越豐富，形成冰雹的概率越高，所以常把VIL列為識別冰雹的重要參量之一。3月29日18時55分，六盤水市盤州忠義西北方向有一回波（占6塊網(wǎng)格）往東南方向移動，其VIL范圍在lkg/m2～20kg/m2;19時01分，目標回波VIL最大值提升到了35kg/mz，且所占網(wǎng)格增加到了8塊;19時06分，回波VIL最大值降低到20kg/m2，回波所占網(wǎng)格位置發(fā)生變化。從垂直積分液態(tài)含水量來看此次過程，可看出回波的VIL值在實際降雹地點區(qū)域經(jīng)歷了先躍增后迅速降低的變化。

4結(jié)語

用多普勒雷達回波資料分析此次六盤水市盤州忠義2018年3月29日傍晚發(fā)生的冰雹天氣過程，可以看出此個例的特點就是冰雹云團的組合反射率（CR）強度無論是平面還是垂直剖面在鼎盛時刻均達到了60dBZ，回波頂高在6分鐘內(nèi)從6km躍增到8km以及垂直積分液態(tài)水含量（VIL）值在實際降雹地點區(qū)域經(jīng)歷了先躍增后迅速降低的變化。

參考文獻

【1】李軍霞，晉李軍，任曉霞，等一次冰雹過程的多普勒雷達資料分析【J】山西氣象，2003，62（01）：22 -24

【2】鄺美清，張家斌，姜建萍三明市冰雹天氣特征分析【J】海峽科學(xué)，2018，140（08）：28-32

【3】李麗麗，鄒書平，楊哲，等貴州中部一次多單體冰雹天氣的雷達回波特征【J】中低緯山地氣象，2018，42（02）：21-27

【4】周永水，汪超貴州省冰雹的時空分布特征【J】貴州氣象，2009，33（06）：9-11

【5】萬雪麗，李亞鵬貴州近三年多雹與少雹的環(huán)流特征及差異[A]中國氣象學(xué)會學(xué)術(shù)年會【c】，2013：976 -980

【6】劉小艷，索勇，王瑾，等基于CPAS系統(tǒng)的貴州安順市冰雹云識別指標研究【J】干旱氣象，2017，35（04）：688- 693

【7】蔣漢開，劉小艷一次多單體降雹過程及防雹作業(yè)情況分析【J】安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2015. 43（ 31）：166 -169

【8】許煥斌，段英，劉海月雹云物理與防雹的幫理和設(shè)計（第二版）[M】北京：氣象出版社，2006： 5-8，84-85，153 -154

【9】俞小鼎，姚秀萍，熊廷南，等多普勒天氣雷達原理與業(yè)務(wù)應(yīng)用[M】北京：氣象出版社，2005：306

【10】葉宗秀，徐寶祥，龔乃虎，等一次由回波合并形成的超級單體雹暴【J】高原氣象，1987，6（01）：75-85