2019年建甌一次颮線降雹天氣分析

楊詩捷

摘要 根據(jù)常規(guī)天氣資料、多普勒天氣雷達資料，對建甌一次春季颮線降雹天氣過程進行分析。結果表明：低空強烈的減壓、增溫、增濕有利于不穩(wěn)定能量的積聚，當?shù)蛯訛槲髂霞绷骺刂茣r，具有輻散抽吸作用，使上升運動增強和維持，從而導致不穩(wěn)定能量的釋放和冰雹等強對流天氣的產生;此次天氣過程組合反射率因子圖像上強回波中心的最大值可達65 dBz以上，垂直積分液態(tài)含水量（VIL）超過35 kg·m-2，降雹時降雹強單體對應的強中心高度Ht都出現(xiàn)了明顯的“陡降”現(xiàn)象，利用多普勒雷達資料的這些識別指標可以提高對冰雹等強對流天氣的識別能力。

關鍵詞 西南急流;冰雹;VIL;Ht

中圖分類號：P458.1 文獻標識碼：J 文章編號：2095–3305（2021）01–0121–03

建甌位于南平市東南部，境內多為山區(qū)，地形復雜，是冰雹等中小尺度災害性天氣多發(fā)地區(qū)。全年各月都可能出現(xiàn)冰雹，其中以3—4月最多，尤其3月下旬—4月中旬更頻繁，7—8月次之，其他月份較少。

2019年3月21日傍晚到夜間，南平市中南部的邵武、順昌、建甌出現(xiàn)了冰雹天氣，其中建甌21︰29觀測到冰雹，雹徑3～5 mm，還伴有8級短時大風。3月下旬正值煙葉生長關鍵期，此次冰雹天氣給煙葉生產造成很大的損失。因此，對冰雹天氣進行研究變得十分必要。根據(jù)常規(guī)和非常規(guī)資料，對此次過程的成因進行分析，希望能對建甌春季冰雹天氣的預報服務提供一些有益的參考。

1 大尺度環(huán)流背景分析

從天氣形勢場上看，2019年3月21日08：00 500 hPa中高緯地區(qū)為一槽一脊型，槽位于我國東北地區(qū)，脊位于烏拉爾山附近。中緯度為平直的西風環(huán)流，西南地區(qū)有從高原下來的南支槽影響，福建主要受南支槽前西南氣流影響。850 hPa存在西南渦與南支槽相對應，低渦中心位于重慶附近，低渦右側暖式切變線向東伸展到閩浙交界，建甌位于暖切南側的暖區(qū)里，西南急流強盛。地面位于低壓倒槽附近，地面氣流輻合，存在上升氣流。建甌從高層到低層受一致的西南氣流影響，導致熱對流發(fā)展旺盛，從而產生了雷雨大風和冰雹等強對流天氣（圖1）。

2 中尺度對流條件分析

2.1 水汽條件分析

水汽的垂直分布影響到層結穩(wěn)定度，上干下濕的大氣層結是強對流天氣產生的有利條件[1-2]。北方冰雹過程一般不伴隨低空偏南風急流，常出現(xiàn)干雹，降水量少，與北方冰雹過程相比，南方冰雹產生的低空流場中常含有低空西南急流。經統(tǒng)計，福建83%的冰雹過程伴有低空西南風急流，并以急流適中（急流軸線交115°E于24°E～27°E）為最多，占67.9%[3]。

每年3月為福建強對流天氣頻發(fā)時段，低空西南急流可將南海的水汽向北輸送到福建，這為建甌強對流發(fā)展提供了充足的水汽。從21日08：00 850 hPa上水汽通量場來看，水汽通量高值區(qū)在華南，呈舌狀分布，高能舌經廣西、湖南、江西向東伸到福建北部，水汽通量大值中心在福建省上游的廣西境內，中心值達22.5 g/（s·cm·hPa），邵武為12.8 g/（s·cm·hPa），建甌850 hPa水汽通量值≥10 g/（s·cm·hPa），且上游有水汽輸送最大值中心，在西南急流的作用下，有充足的水汽向冰雹區(qū)輸送。從21日08：00 850 hPa上假相當位溫（θse）場來看，θse高值區(qū)也在華南，呈舌狀分布，高能舌從廣西、湖南、江西三省大部向東伸展到福建北部，高能中心也在廣西，邵武θse達到333 K。強對流天氣一般出現(xiàn)在對應高能、高濕區(qū)域，即在θse高能舌軸北側，強θse鋒區(qū)的南緣以及水汽的大值區(qū)。冰雹過程發(fā)生前，建甌正好位于能量高值中心、水汽高值中心的邊緣。另外，最大水汽通量輸送在850 hPa，隨著高度的上升，水汽通量值明顯減小，表明低層大氣水汽遠大于高層大氣，即為上干下濕的層結，只要有外力觸發(fā)，容易形成大氣的強烈對流，從而產生短時強降水、雷雨大風或冰雹等強對流天氣（圖2）。

2.2 抬升觸發(fā)條件分析

強烈的上升運動是形成強對流天氣的重要條件之一。3月21日08：00散度場上（圖略），建甌上空500 hPa以上的散度為正值，而700 hPa、850 hPa的散度為負值，表明高層輻散、低層輻合，這種配置有利于加強空氣的抽吸運動，即有利于上升運運的加強。21日08：00 925 hPa江西贛縣站與福建邵武站之間存在風速輻合（贛縣14 m/s，邵武4 m/s），超低空風速輻合有利于水汽的輻合和空氣的堆積，有利于上升運運的加強，造成周邊中尺度上升氣流區(qū)的形成，從而造成災害性天氣。另外，從探空圖上看，低層風速小，高層風速大，說明整層存在較大垂直風切變，配合強的上升運動、低層風速輻合等作用，容易導致午后強對流天氣的發(fā)生。

3 其他要素資料分析

強天氣威脅指數(shù)（SWEAT）也是能很好識別強對流天氣的重要指標，綜合考慮了三層的風向、風速及熱力因素，使用很廣。使用強天氣威脅指數(shù)作為預報強對流天氣的指標時，要注意各月的平均狀況。統(tǒng)計邵武站2008—2018年的探空資料，得出歷年3月強天氣威脅指數(shù)（SWEAT）平均值為165，標準差95。EC數(shù)值預報產品在3月21日08：00邵武強天氣威脅指數(shù)為403.5，遠大于歷年3月份的平均值，也大于歷年3月份發(fā)生冰雹天氣當天08：00的SWAEAT平均值。這說明當日的SWEAT值對冰雹天氣的發(fā)生有很好的指示意義。

另外，0℃層和-20℃層也是識別冰雹天氣的重要指標。閩北歷年冰雹統(tǒng)計結果表明：發(fā)生冰雹時0℃層高度在3.6～4.6 km，-20℃層高度在6.8～7.9 km。當日20：00 0℃層和-20℃層的高度分別是4.2 km和7.6 km符合統(tǒng)計規(guī)律。

4 多普勒天氣雷達資料分析

從雷達回波組合反射率的演變可以看到，影響南平市中南部的強回波是由江西境內東移來的颮線系統(tǒng)，颮線上多單體活動，最南端雷暴單體甚至達到了超級單體的標準，這次三縣市的降雹天氣主要是由該超級單體造成的。超級單體中心最大強度都超過65 dBz，存在V型缺口和有界弱回波區(qū)，降雹可能性超高。圖3為該超級單體從進入南平前，途經邵武、順昌、建甌降雹時特征曲線，可以看到：超級單體在南平境內垂直液態(tài)含水量VIL一直很高，≥35 kg.m-2，回波強度最低都維持在65 dBz，

強中心高度Ht出現(xiàn)三次陡降，每次都是從0℃層以上高度下降到0℃層高度以下，結合收集的降雹時間發(fā)現(xiàn)，三次強中心高度Ht陡降時都發(fā)生過降雹，因此可以將強中心高度從0℃層以上高度陡降到0℃層高度以下作為是否發(fā)生過降雹的重要依據(jù)。降雹期間，風暴頂高度都達到了6 km以上，個別時次甚至超過-20℃層高度。

20.2 m/s的極大風。從垂直積分液態(tài)水含量（VIL）圖上可看到（圖4），強單體過境時，對應的VIL都出現(xiàn)了明顯的“躍增”現(xiàn)象，從上一時次到該時刻一個體掃時間（6 min）內左側回波單體處的VIL最大值從23 kg·m-2躍增到38 kg·m-2，右上處的回波單體的VILmax從18 kg·m-2躍增到38 kg·m-2，右下處回波單體的VILmax從28 kg·m-2躍增到53 kg·m-2。

5 結語

（1）本次冰雹產生的原因是：低空強烈的減壓、增溫、增濕有利于不穩(wěn)定能量的積聚，西南急流的輻散抽吸作用，使上升運動增強和維持，從而導致不穩(wěn)定能量的釋放和冰雹等強對流天氣的產生。

（2）從常規(guī)資料分析可知，當天降雹的500 hPa天氣形勢屬于南支槽型，低層西南暖濕急流向降雹區(qū)輸送了水汽和不穩(wěn)定能量，提供了很好的不穩(wěn)定條件，各項對流指數(shù)條件也都較好，當存在一定觸發(fā)擾動，便可能發(fā)生強對流天氣。

（3）多普勒雷達資料分析表明，此次天氣過程組合反射率因子圖像上強回波中心的最大值可達65 dBz以上，垂直積分液態(tài)含水量（VIL）超過35 kg·m-2，降雹時降雹強單體對應的強中心高度Ht都出現(xiàn)了明顯的“陡降”現(xiàn)象，因此利用多普勒雷達資料的這些識別指標可以提高對冰雹等強對流天氣的識別能力。

參考文獻

[1] 張杰.中小尺度天氣學[M].北京：北京出版社，2006.

[2] 尹恒，李易，徐遠波，等.湖北一次大范圍雷雨大風天氣成因分析[A].中國氣象學會.S1災害天氣研究與預報[C].中國氣象學會：中國氣象學會，2012：12.

[3] 林新彬，劉愛鳴，林毅，等.福建省天氣預報技術手冊[M].北京：氣象出版社，2013.

責任編輯：黃艷飛

Analysis of a Hail Squall Line in Jianou in 2019

YANG Shi-jie （Jianou County Meteoro-logical Bureau， Jianou， Fujian 353100）

Abstract This article uses conventional weather data， Doppler weather radar and other data to analyze a spring squall line hail weather process in Jianou. The analysis results show that strong decompression， warming， and humidification at low altitude are conducive to the accumulation of unstable energy. When the lower level is controlled by the Southwest Jet， it has a divergent suction effect， which enhances and maintains the upward movement， resulting in unstable energy. The release of strong convective weather such as hail and the occurrence of severe convective weather; Doppler radar data analysis shows that the maximum value of the strong echo center on the combined reflectivity factor image of this weather process can reach 65dBz or more， and the vertical integrated liquid water content （VIL） exceeds 35 kg·m-2， the strong center height Ht corresponding to the strong hail during the hailfall has an obvious “steep drop” phenomenon. The use of these identification indicators of Doppler radar data can improve the recognition of severe convective weather such as hail ability.

Key words Southwest Jet Current; Hail; VIL; Ht