湖北人工防雹作業(yè)概念模型研究

易柯欣　袁正騰　李德俊

摘要 應(yīng)用數(shù)值模式地面和高空實(shí)況資料，結(jié)合湖北2015—2017年人工防雹作業(yè)數(shù)據(jù)進(jìn)行冰雹云天氣系統(tǒng)分型，發(fā)現(xiàn)湖北冰雹天氣發(fā)生的有利環(huán)流形勢(shì)類(lèi)型為西北氣流型、副高邊緣型、副高內(nèi)部型及其他類(lèi)型。通過(guò)對(duì)西北氣流型、副高邊緣型這2類(lèi)主要冰雹云系500 hPa、700 hPa、850 hPa、地面各層影響系統(tǒng)、溫壓濕風(fēng)特征進(jìn)行了分析，建立了西北氣流型、副高邊緣型的人工防雹作業(yè)概念模型。

關(guān)鍵詞 冰雹;人工防雹;概念模型;西北氣流型;副高邊緣型

中圖分類(lèi)號(hào)：P482 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號(hào)：2095–3305（2021）11–0056–02

冰雹災(zāi)害是一種頻發(fā)性氣象災(zāi)害，具有空間尺度小、變化快、生命史短、來(lái)勢(shì)猛烈、破壞力強(qiáng)、預(yù)報(bào)難度大等特點(diǎn)，其發(fā)生發(fā)展機(jī)制比較復(fù)雜，常伴隨雷電大風(fēng)、短時(shí)強(qiáng)降水等突發(fā)性天氣，給農(nóng)業(yè)長(zhǎng)產(chǎn)、交通運(yùn)輸、通訊電力等諸多行業(yè)帶來(lái)嚴(yán)重影響[1-2]。

近年來(lái)，湖北省西部山區(qū)利用氣象現(xiàn)代化建設(shè)成果積極開(kāi)展地面人工防雹作業(yè)，為當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)保護(hù)及經(jīng)濟(jì)、社會(huì)的發(fā)展作出了巨大貢獻(xiàn)。然而，山區(qū)人工防雹的若干關(guān)鍵技術(shù)仍有待進(jìn)一步研究解決，如實(shí)際防雹作業(yè)過(guò)程中怎樣區(qū)分雹云與非雹云？防雹作業(yè)條件指標(biāo)有哪些？如何指導(dǎo)科學(xué)的防雹作業(yè)？這些都是人們極為關(guān)注的問(wèn)題，而解決這些問(wèn)題的關(guān)鍵在于建立人工防雹作業(yè)的概念模型。

1 資料與方法

遵循當(dāng)日開(kāi)展人工防雹作業(yè)次數(shù)達(dá)到10次及以上的原則，從2015—2017年湖北省西部山區(qū)34縣（市）的人工防雹作業(yè)數(shù)據(jù)中篩選出70個(gè)符合要求的樣本。為了客觀地表現(xiàn)天氣系統(tǒng)及溫壓濕風(fēng)等要素高低層不同配置對(duì)冰雹天氣的貢獻(xiàn)，本研究采用中國(guó)氣象局推行的中尺度天氣圖分析技術(shù)規(guī)范與統(tǒng)計(jì)學(xué)、天氣學(xué)診斷方法，利用MICAPS系統(tǒng)分別對(duì)70個(gè)樣本進(jìn)行分析，主要內(nèi)容為500 hPa、700 hPa、850 hPa、地面各層影響系統(tǒng)、溫壓濕風(fēng)特征，并由此進(jìn)行環(huán)流形勢(shì)分型研究，冰雹云天氣系統(tǒng)劃分結(jié)果見(jiàn)表1。從表1中可看出，西北氣流型、副高邊緣型冰雹天氣發(fā)生次數(shù)較多，占60%以上;副高內(nèi)部型、其他類(lèi)型占比相對(duì)較少。選取典型個(gè)例分別對(duì)西北氣流型和副高邊緣型主要冰雹云系進(jìn)行上中下層綜合的中尺度環(huán)境場(chǎng)分析，建立湖北人工防雹作業(yè)概念模型。

2 湖北人工防雹作業(yè)概念模型

2.1 西北氣流型典型個(gè)例分析

2016年4月27日08：00 500 hPa形勢(shì)場(chǎng)上有一低槽東移，溫度槽略落后于高度槽，促使低槽繼續(xù)加深發(fā)展;湖北省為槽后強(qiáng)盛西北氣流控制，槽后急流核風(fēng)速接近20 m/s，鄂西山區(qū)高空有干冷空氣侵入;700 hPa切變線(xiàn)與高空槽線(xiàn)位置基本重合，有一明顯干舌向南伸展;850 hPa上存在一條河南西南部—四川以東的切變線(xiàn)，并有低空急流不斷向鄂西北地區(qū)輸送暖濕空氣;14：00地面有濕舌向北伸展，存在干濕分界的露點(diǎn)鋒區(qū)，“上干下濕”的垂直配置加強(qiáng)層結(jié)不穩(wěn)定性，為冰雹生成創(chuàng)造了有利條件;地面存在一條西北風(fēng)與偏東風(fēng)的中尺度輻合線(xiàn)，冰雹強(qiáng)對(duì)流天氣出現(xiàn)在輻合線(xiàn)附近干舌與濕舌重疊的區(qū)域里。西北氣流型防雹作業(yè)概念模型見(jiàn)表2。

2.2 副高邊緣型典型個(gè)例分析

2017年7月19日08：00 500 hPa上華北地區(qū)有一低渦，低渦中心—四川以東的低槽配合700 hPa上位于陜甘南地區(qū)的切變線(xiàn)東移南壓;同時(shí)700 hPa與850 hPa的海上暖濕氣流沿著副熱帶高壓外圍源源不斷向湖北省輸送，急流軸最大風(fēng)速達(dá)到20 m/s，低層水汽條件維持較好;地面受低壓系統(tǒng)控制，14：00鄂西北至鄂西南地區(qū)存在一條東南風(fēng)與偏北風(fēng)的中尺度輻合線(xiàn)，冰雹強(qiáng)對(duì)流天氣出現(xiàn)在中低層急流與輻合線(xiàn)的交界處。副高邊緣型防雹作業(yè)概念模型見(jiàn)表3。

3 結(jié)論

（1）湖北人工防雹作業(yè)概念模型可分為4種類(lèi)型：西北氣流型、副高邊緣型、副高內(nèi)部型、其他類(lèi)型。

（2）西北氣流型和副高邊緣型防雹作業(yè)概念模型的相同點(diǎn)在于動(dòng)力抬升作用都離不開(kāi)高空低槽、中低層切變線(xiàn)、地面中尺度輻合線(xiàn)的“默契”配合，水汽的重要來(lái)源都是850 hPa的暖濕低空急流;不同點(diǎn)在于西北氣流型位于槽后，“上干下濕”的垂直配置更加明顯，而副高邊緣型位于槽前，700 hPa也存在暖濕中低空急流，水汽供應(yīng)更加充足深厚。

（3）本文僅分析了2015—2017年的個(gè)例，概念模型的建立也相對(duì)主觀，環(huán)流分型的合理性檢驗(yàn)有待后續(xù)大量的個(gè)例分析來(lái)提供數(shù)據(jù)支撐，因而今后的業(yè)務(wù)工作將重點(diǎn)在這方面進(jìn)一步完善。

參考文獻(xiàn)

[1] 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.

[2] 吳哲紅，胡秋紅，蒙軍，等.2017年貴州中西部冰雹流型識(shí)別和物理量特征檢驗(yàn)[J].中低緯山地氣象，2018，42（6）：8-14.

責(zé)任編輯：黃艷飛