三門峽市一次冰雹天氣過程診斷分析

邢甘甜

摘 要：本文利用常規(guī)觀測資料、探空資料和多普勒雷達資料，對2020年5月29日三門峽市冰雹天氣的產(chǎn)生天氣形勢、物理量特征以及雷達回波特征進行分析。結(jié)果表明，這次降雹過程是在高空處于槽前西南氣流的背景下產(chǎn)生的;700 hPa和850 hPa的切變線提供了抬升觸發(fā)條件;0 ℃及-20 ℃層高度有利于冰雹的產(chǎn)生，強的垂直上升運動和深厚的濕度大值區(qū)也為冰雹的產(chǎn)生提供了有利的環(huán)境條件;冰雹回波面積小但強度大;上冷下暖的熱力不穩(wěn)定度和垂直風切變促使強對流發(fā)展;做冰雹的短臨預報預警時，或許ET和VIL應該優(yōu)先于CR或R監(jiān)測，能更好地達到預報預警效果。

關(guān)鍵詞：冰雹;天氣形勢;雷達回波特征

中圖分類號：P458.121.2文獻標識碼：A文章編號：1003-5168（2020）26-0151-04

Abstract： This paper used conventional observation data， sounding data and Doppler radar data to analyze the weather situation， physical characteristics and radar echo characteristics of the hail weather in Sanmenxia on May 29， 2020. The results show that the hailstorm process was caused by the high-altitude southwest airflow in front of the trough; the shear lines of 700 hPa and 850 hPa provided the trigger conditions for lifting; the height of the 0 ℃ and -20 ℃ layer was conducive to the occurrence of hail， and the strong vertical ascending movement and the deep humidity area also provided favorable environmental conditions for the occurrence of hail; the hail echo area was small but strong; the thermal instability and vertical wind shear of cold top and warm bottom promoted the development of strong convection; when making short-term forecasts and warnings of hail， perhaps ET and VIL should be prioritized to CR or R monitoring to better achieve forecast and warning effects.

Keywords： hail storm;weather situation;Doppler radar

三門峽市位于豫西山區(qū)，每年都會出現(xiàn)不同程度的強天氣過程，而突發(fā)性、局地性、致災性強的冰雹往往會給當?shù)亟?jīng)濟造成嚴重損失。因此，對冰雹預報方法的研究一直是工作中的重中之重[1-5]。俞小鼎[2]探討了多種強對流天氣的多普勒雷達識別和預警技術(shù)。本文通過分析三門峽市一次冰雹天氣過程的高低空形勢、物理量特征、雷達特征，對冰雹發(fā)生發(fā)展機理進行研究，為三門峽市冰雹天氣的預報預警提供支撐。

1 天氣實況

2020年5月29日下午到夜里，三門峽市部分地區(qū)出現(xiàn)雷陣雨和冰雹天氣。過程累計降水量如圖1所示：湖濱區(qū)、陜州區(qū)降水為0.1～1.9 mm，最大降水出現(xiàn)在大營站;靈寶市降水為0.1～9.7 mm，最大降水出現(xiàn)在陽平站;澠池縣、義馬市無降水;盧氏縣降水為0.1～23.6 mm，最大降水出現(xiàn)在潘河站。15：30，靈寶市朱陽鎮(zhèn)出現(xiàn)冰雹，持續(xù)25 min，直徑約為1 cm，造成朱陽鎮(zhèn)雙廟村煙葉受災，造成農(nóng)業(yè)經(jīng)濟損失約30萬元。17：00，靈寶程村出現(xiàn)冰雹。靈寶觀測站極大風速為12.7 m/s。

2 天氣形勢

2.1 高低空形勢

29日08：00，500 hPa上內(nèi)蒙古鄂托克旗-陜西延安-四川達州-峨眉山一線有一冷槽，三門峽市位于槽前的西南氣流中，高層冷空氣的侵入為強對流的發(fā)生提供了一定的熱力條件。700 hPa上有切變位于阿拉善-甘肅環(huán)縣-四川達州一線，三門峽處于東南氣流中。850 hPa上在銅川-貴州桐梓-畢節(jié)有一切變線，三門峽市仍處于西南氣流中，如圖2（a）所示。地面場上（見圖2（b）），三門峽市處于低壓帶中，有一冷鋒位于河套西北部，隨后鋒面東移南壓。29日20：00，如圖2（c）所示，低槽一直維持前傾的形勢，并東移移至三門峽市上空，形成上冷下暖的不穩(wěn)定層結(jié)。700 hPa上仍處于東南氣流中，且有一條東西向、南北向的切變線相交于三門峽。850 hPa切變線東移南上，影響三門峽市;地面上（見圖2（d））鋒面移至河套地區(qū)，此時雖然三門峽市仍處于鋒前的低壓帶中，但由于冷鋒所攜帶的強冷空氣的推動作用，地面仍有弱冷空氣入侵，對強對流有一定的觸發(fā)作用。此次過程主要受500 hPa低槽東移和700 hPa上以及850 hPa上切變線的共同影響。由此可見，此次強對流過程是在有利的大尺度環(huán)流背景下產(chǎn)生的，高空切變?yōu)閷α鞯陌l(fā)生提供了充足的動力條件。

2.2 探空圖分析

08：00無CAPE值，k值為27.9 ℃，但0 ℃高度為3 853 m，-20 ℃高度為6 979 m，均為產(chǎn)生冰雹的適宜高度，對冰雹天氣的出現(xiàn)有一定的指示意義。700 hPa處存在垂直風切變，為強對流生成提供動力條件。20：00的CAPE值上升至590.5，k值升至33.3 ℃。能量增大，k指數(shù)增大，對流潛勢增大。0 ℃高度為3 834 m，-20 ℃高度為6 901 m，仍為均為產(chǎn)生冰雹的適宜高度。風隨高度先順轉(zhuǎn)至600 hPa再逆轉(zhuǎn)，上層冷，下層暖，為冰雹產(chǎn)生提供了有利的熱力條件。

3 物理量分析

20：00，500 hPa上（見圖3（a））有一個中心強度達到7.5×10-5 s-1的散度正值中心，而在850 hPa上（見圖3（b）），三門峽市有一個中心強度達到-12.5×10-5 s-1的散度負值中心，即低層輻合高層輻散，有利于垂直上升運動的生成。

4 雷達分析

4.1 朱陽鎮(zhèn)冰雹發(fā)展特征

11：11，盧氏、洛寧和欒川交界處開始出現(xiàn)明顯的回波并發(fā)展、加強，29日對流萌芽開始顯現(xiàn)。13：50，影響靈寶朱陽鎮(zhèn)雙廟冰雹的回波首先在冰雹地（雙廟村）東部生成（Y）。14：15，此回波減弱，但在其西南方向又有多個對流單體生成并發(fā)展（標注為ABCD），如圖4（a）所示。14：28，AB單體回波中心強度達到50 dBZ，如圖4（b）所示，14：34有所減弱。14：41，BC單體出現(xiàn)減弱態(tài)勢，而AD單體開始合并加強。14：47，合并的回波中心強度再次達到50 dBZ，如圖4（c）所示，強回波范圍明顯增大，14：53回波中心強度達到最大（55 dBZ）。15：19，此東傳的回波分裂呈三個明顯的對流單體，尾部的F單體才是真正影響朱陽鎮(zhèn)雙廟村冰雹的單體。15：19—15：44維持45～50 dBZ的回波中心。在此階段，ET上升，保持在9～11 km，如圖4（d）所示。15：25，VIL為10～15 kg/m2，維持了四個體掃，如圖4（e）所示。

4.2 陽平鎮(zhèn)程村冰雹發(fā)展特征

15：19在靈寶方向有多個弱的對流單體生成并發(fā)展，在16：03，多個對流單體連成片，中心強度超過50dBZ，并且呈現(xiàn)南部減弱消散、北部增強（即回波向北移動發(fā)展）的形態(tài)。16：54，回波強度達到60 dBZ（見圖5（a）），影響靈寶陽平鎮(zhèn)程村。17：01，回波強度達到最大（65 dBZ）。60 dBZ以上強度的回波持續(xù)兩個體掃，隨后減弱。ET在降雹前最強，保持在12～14 km，維持一個體掃，如圖5（b）所示。VIL在16：41增加到超過10 kg/m2，16：54達到最大（25～30 kg/m2），如圖5（c）所示，隨后降低。VIL和ET均在降雹前較高，降雹時有所下降。結(jié)合程村冰雹，可以發(fā)現(xiàn)在降雹的前一個或兩個體掃，ET和VIL達到最大，降雹時反射率因子達到最大。因此，在做冰雹的短臨預報預警時，或許ET和VIL應該優(yōu)先于CR或R監(jiān)測，能更好地達到預報預警效果。

5 結(jié)論

這次降雹過程是在高空處于槽前西南氣流的背景下產(chǎn)生的，700 hPa和850 hPa的切變線提供了抬升觸發(fā)條件，0 ℃及-20 ℃層高度有利于冰雹的產(chǎn)生，強的垂直上升運動和深厚的濕度大值區(qū)也為冰雹的產(chǎn)生提供了有利的環(huán)境條件。冰雹回波面積小但強度大，上冷下暖的熱力不穩(wěn)定度和垂直風切變促使強對流發(fā)展。進行冰雹的短臨預報預警時，或許ET和VIL應該優(yōu)先于CR或R監(jiān)測，能更好地達到預報預警效果。

參考文獻：

[1]張一平，俞小鼎，孫景蘭，等.一次槽后型大暴雨伴冰雹的形成機制和雷達觀測分析[J].高原氣象，2014（4）：1093-1104.

[2]俞小鼎.強對流天氣的多普勒天氣雷達探測和預警[J].氣象科技進展，2011（3）：31-41.

[3]俞小鼎，姚秀萍，熊廷南，等.多普勒天氣雷達原理與業(yè)務應用[M].北京：氣象出版社，2007.

[4]章國材.強對流天氣分析與預報[M].北京：氣象出版社，2011.

[5]朱乾根，林錦瑞，壽紹文，等.天氣學原理和方法[M].北京：氣象出版社，2007.