一次秋季冰雹過程的環(huán)境場和雙偏振雷達(dá)特征分析

呂 健，劉圣楠，王俊人，邵偉軍，燕榮江

（金華市氣象局，浙江 金華 321000）

冰雹是破壞力極大、局地性較強(qiáng)的一種災(zāi)害性天氣，往往給經(jīng)濟(jì)和人民財(cái)產(chǎn)造成較大損失，但由于其時(shí)空尺度小、突發(fā)性強(qiáng)，冰雹的預(yù)報(bào)和預(yù)警一直是天氣預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)的難點(diǎn)。天氣雷達(dá)具有高時(shí)空分辨率的特征，是對冰雹、大風(fēng)、龍卷和暴洪等短時(shí)臨近天氣進(jìn)行監(jiān)測和預(yù)警的主要工具之一。

單偏振多普勒雷達(dá)可以探測到降水粒子的基本反射率因子（ZH）、徑向速度（V）、速度譜寬（W）等產(chǎn)品。而雙偏振多普勒雷達(dá)通過水平和垂直偏振波對大氣中的粒子進(jìn)行探測，并根據(jù)接收到的水平和垂直偏振波進(jìn)行對比分析，除得到單偏振產(chǎn)品外，還可以探測到差分反射率因子（ZDR）、差分相移率（KDP）以及相關(guān)系數(shù)（CC）等雙偏振產(chǎn)品，這些雙偏振產(chǎn)品能夠更加有效地判斷出大氣中粒子的形狀和相態(tài)，有助于預(yù)報(bào)員在氣象業(yè)務(wù)工作中判斷冰雹、識別雨雪和計(jì)算降水強(qiáng)度[1-3]，從而有效提升強(qiáng)對流天氣的監(jiān)測和預(yù)報(bào)預(yù)警能力。

ZDR表示降水粒子對水平和垂直偏振波平行分量散射能量的差異。通過分析ZDR的大小不僅可以判斷降水粒子的平均形狀，還可以判斷降水粒子的相態(tài)[4]。ZDR最大的作用之一就是用于冰雹的識別。KDP是水平極化波和垂直極化波傳播常數(shù)的差，可以表征單位體積內(nèi)含水量的多少，KDP值越大則含水量越大[5]。一般情況下干冰雹的KDP較小，接近0 或是負(fù)值，通常在-0.5～0.5 °/km[6]，因此可以利用該偏振參量有效地判別冰雹的干、濕特性。CC 用來描述水平和垂直極化的回波信號變化的相似度，可用于區(qū)分降水和非降水、數(shù)據(jù)質(zhì)量改善以及雷達(dá)取樣體內(nèi)水凝物粒子的均勻性識別[7]。

近年來我國逐漸開展了雙偏振雷達(dá)的升級改造工程，許多學(xué)者對雙偏振雷達(dá)開展本地化應(yīng)用研究，研究成果有助于在當(dāng)?shù)貜?qiáng)對流天氣的預(yù)報(bào)預(yù)警工作中發(fā)揮重要作用。俞小鼎等[7]研究給出了S 波段雷達(dá)雙偏振參量識別冰雹的判據(jù)，有助于業(yè)務(wù)一線預(yù)報(bào)員利用雙偏振參量定量地判別冰雹；茍阿寧等[8]使用雙偏振雷達(dá)資料詳細(xì)分析了各種參量對降雪過程中固態(tài)降水粒子的識別作用，提升了雙偏振雷達(dá)資料在當(dāng)?shù)毓虘B(tài)降水天氣中的應(yīng)用技術(shù)；楊磊等[9]為提高S 波段雙偏振雷達(dá)對降水粒子的識別能力，將雙偏振雷達(dá)數(shù)據(jù)結(jié)合探空溫度數(shù)據(jù)展開研究。浙江省金華市新一代S 波段雙偏振雷達(dá)于2020 年8月完成改造并投入應(yīng)用，雙偏振雷達(dá)產(chǎn)品在金華的業(yè)務(wù)應(yīng)用時(shí)長較短，尚處于初步階段，尤其是利用金華雙偏振雷達(dá)資料研究的冰雹天氣個(gè)例還不多、本地化應(yīng)用還不足。

浙江省金華市的冰雹天氣過程主要出現(xiàn)在春季和初夏，而2021 年秋季（9 月20 日）浙江省金華市出現(xiàn)了一次冰雹天氣過程，此次過程局地性強(qiáng)、受災(zāi)嚴(yán)重，較為罕見。本文利用常規(guī)氣象觀測資料和NCEP GDAS/FNL 0.25°×0.25°逐6 h 再分析資料，分析了此次冰雹過程的環(huán)流背景和不穩(wěn)定條件；通過分析金華雙偏振雷達(dá)資料，對降水粒子進(jìn)行相態(tài)識別，并對冰雹云的演變展開分析，進(jìn)而探討和驗(yàn)證雙偏振雷達(dá)資料對冰雹的識別能力，提煉冰雹云在生消過程中雙偏振參量的特征，為今后金華地區(qū)冰雹的短時(shí)臨近預(yù)報(bào)預(yù)警以及雙偏振雷達(dá)本地化業(yè)務(wù)應(yīng)用提供參考。

1 實(shí)況回顧

2021 年9 月20 日15：00 前后在浙江省金華市永康市出現(xiàn)強(qiáng)對流天氣，伴有短時(shí)強(qiáng)降雨、局地雷暴大風(fēng)和冰雹（圖1），永康市氣象臺發(fā)布了冰雹橙色預(yù)警信號。當(dāng)天15：00—16：00（北京時(shí)），永康南部6個(gè)區(qū)域氣象站（海拔高度在100～200 m）出現(xiàn)8～10級大風(fēng)，最大為筻里站（27.2 m·s-1，10 級）；小時(shí)雨強(qiáng)最大為永康峰箬（35.2 mm）；15：00 左右永康境內(nèi)自西向東出現(xiàn)冰雹，最大直徑為2 cm 左右，氣象協(xié)理員觀測上報(bào)的降雹區(qū)與圖1 所示的STI 軌跡基本相同。一般來講，浙江省中部地區(qū)的降雹過程持續(xù)時(shí)間較短，一般僅為幾分鐘，少數(shù)情況下可持續(xù)十幾分鐘；但此次降雹過程持續(xù)時(shí)間較長，達(dá)30 min 左右。另外，由于冰雹尺寸大、持續(xù)時(shí)間長，對當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)業(yè)、通信、建筑及交通等帶來了嚴(yán)重影響。

圖1 9 月20 日降雹風(fēng)暴移動路徑（黑色空心三角形和折線表示STI 軌跡）、15：00—16：00 降水量（填色，單位：mm）和8 級及以上極大風(fēng)站點(diǎn)（空心圓）

2 環(huán)境條件分析

此次強(qiáng)對流天氣過程發(fā)生在西太平洋副熱帶高壓東退、高空槽和低層低渦東移的環(huán)流背景下。從9月20 日08：00 中尺度分析綜合圖（圖2a）可以看到，500 hPa 浙江省位于高空槽前、副熱帶高壓588線北緣的西南氣流中，溫度槽落后于高度槽有利于引導(dǎo)冷空氣南下。700 hPa 冷渦東移過程中帶來明顯的干冷空氣，14：00 溫度平流場在120°E 附近可以分析出一個(gè)-15×10-5K·s-1的冷平流中心；850 hPa浙江省被20 ℃暖溫度脊控制，14：00 溫度平流場在120°E 附近可以分析出一個(gè)12×10-5K·s-1的暖平流中心。垂直方向上不同的溫度平流造成高低空溫差進(jìn)一步加大，14：00 再分析資料顯示對流發(fā)生點(diǎn)850～500 hPa 溫度差達(dá)到26 ℃，對流不穩(wěn)定性急劇增強(qiáng)。0 ℃和-20 ℃層高度分別下降到4.8 和7.8 km，符合金華地區(qū)出現(xiàn)冰雹的指標(biāo)[10]。

圖2 9 月20 日08：00 中尺度分析（a）和14 時(shí)1 000 hPa 風(fēng)場（b，單位：m·s-1，黑色實(shí)線示意中-β 尺度輻合線，紅色空心三角形表示永康站位置）

對流有效位能（CAPE）和垂直風(fēng)切變是判斷雷暴發(fā)展強(qiáng)度的2 個(gè)重要指標(biāo)，一般將CAPE 達(dá)到1 000 J·kg-1定義為中等以上強(qiáng)度的對流有效位能、0～6 km 的風(fēng)矢量差在12～20 m·s-1定義為中等強(qiáng)度垂直風(fēng)切變[7]。通過分析當(dāng)天CAPE 隨時(shí)間的演變可以發(fā)現(xiàn)，08：00—14：00 為大氣不穩(wěn)定能量持續(xù)積累的過程，14：00 永康附近CAPE 值升至1 681 J·kg-1，為中等到強(qiáng)的CAPE，接近金華地區(qū)出現(xiàn)冰雹的CAPE 歷史均值[10]。同時(shí)，低層和深層垂直風(fēng)切變在永康附近均達(dá)到近12 m·s-1，為中等強(qiáng)度垂直風(fēng)切變。較大的CAPE 和較強(qiáng)的垂直風(fēng)切變有利于高組織程度的強(qiáng)風(fēng)暴出現(xiàn)。

由圖2b 可知，14：00 邊界層風(fēng)場在永康附近存在一條顯著的中-β 尺度輻合線，為此次過程提供重要的觸發(fā)條件；對流觸發(fā)后不穩(wěn)定能量得到釋放，暖濕空氣被劇烈抬升，對流風(fēng)暴迅速發(fā)展并加強(qiáng)，最終造成金華地區(qū)出現(xiàn)冰雹等災(zāi)害性天氣。

綜上，這是一次副熱帶高壓北部邊緣的強(qiáng)對流天氣過程，溫度場和風(fēng)場交角較小，可以判斷為準(zhǔn)正壓類強(qiáng)對流天氣[11]。大氣呈現(xiàn)“上干冷、下暖濕”的對流性不穩(wěn)定層結(jié)，近地面中尺度輻合線提供了輻合抬升條件。另外，中層干冷空氣的卷入有利于降低融化層高度、減小融化層厚度，更有利于冰雹落地。

3 雷達(dá)單偏振參量分析

3.1 降雹風(fēng)暴回波演變

分析0.5°仰角ZH演變可以發(fā)現(xiàn)，20 日14：00永康上游有一多單體線狀風(fēng)暴東移，移動過程中逐漸加強(qiáng)。15：00（圖3a）多單體線狀風(fēng)暴北側(cè)的多個(gè)小對流單體已合并為更旺盛的對流單體，回波形態(tài)呈現(xiàn)典型的鉤狀，強(qiáng)回波中心正好位于永康附近，最大基本反射率因子達(dá)62 dBZ。與鉤狀回波前側(cè)的暖濕入流缺口相對應(yīng)，徑向速度圖可以識別出旋轉(zhuǎn)速度為13 m·s-1的弱中氣旋（圖3b）。15：06 金華雷達(dá)0.5°仰角ZH（圖3c）存在前側(cè)入流缺口（FIN）和后側(cè)入流缺口（RIN），對應(yīng)徑向速度（圖3d）可以識別旋轉(zhuǎn)速度為18 m·s-1的中等強(qiáng)度中氣旋。說明超級單體已處于成熟階段。中氣旋在垂直方向伸展至6.0°仰角，持續(xù)時(shí)間達(dá)半小時(shí)，深厚持久的中氣旋是此次降雹過程中徑向速度圖的主要特征，表明存在強(qiáng)烈的輻合上升氣流，為雹胚成長提供了有利的動力條件。15：30 回波強(qiáng)度明顯減弱且結(jié)構(gòu)變得松散，超級單體進(jìn)入消亡階段。

圖3 9 月20 日15：00（a、b）和15：06（c、d）0.5°仰角ZH（a、c）和徑向速度（b、d）

3.2 降雹風(fēng)暴結(jié)構(gòu)特征

14：48—15 ：06 連續(xù)4 個(gè)體掃均可以在6.0°仰角反射率因子圖上看到三體散射長釘（TBSS）（圖4a），說明對流層高層已出現(xiàn)冰雹；15：06—15：24 連續(xù)4 個(gè)體掃可以在0.5°仰角觀察到TBSS。15：10 協(xié)理員上報(bào)出現(xiàn)直徑2 cm 左右的冰雹?？梢奣BSS 在冰雹預(yù)報(bào)預(yù)警方面具有較好的指示意義，本次過程可以利用高層出現(xiàn)TBSS 現(xiàn)象提前發(fā)布冰雹預(yù)警信息。

圖4 9 月20 日15：06 6.0°仰角ZH（a）、沿雷達(dá)徑向通過最強(qiáng)反射率因子核心的ZH（b）和徑向速度（c，單線箭頭示意氣流走向，雙線箭頭示意徑向速度方向）垂直剖面

15：06（超級單體成熟階段）沿雷達(dá)徑向通過最強(qiáng)反射率因子核心做垂直剖面（圖4b），對流云發(fā)展非常旺盛，對流云頂高達(dá)16～17 km，質(zhì)心高度達(dá)6～7 km，55 dBZ 以上強(qiáng)回波達(dá)12 km，接近對流層頂，遠(yuǎn)高于-20 ℃層等溫線高度（7.8 km）；剖面左側(cè)的強(qiáng)回波區(qū)域?qū)?yīng)冰雹的下降通道，回波強(qiáng)度＞60 dBZ，而右邊是寬廣的弱回波區(qū)和位于弱回波區(qū)之上的懸垂回波，還可以看到較明顯的有界弱回波區(qū)（BWER）。分析徑向速度剖面（圖4c）發(fā)現(xiàn)，對流層中層（3～6 km）存在明顯的徑向輻合、高層（10 km 以上）存在風(fēng)暴頂輻散。此外，可以看到一支前向入流從對流層低層進(jìn)入云體，傾斜上升并在高層向后流出，這支上升氣流為冰雹云輸送水汽，同時(shí)托舉小冰粒在過冷水區(qū)停留生長成為冰雹；同時(shí)，對流層中層存在一支后向入流，向前、向下傾斜，并在云體底部達(dá)到最強(qiáng)，這支下沉氣流為干冷空氣，有利于熱力不穩(wěn)定層結(jié)的建立，并最終形成地面冷池和冰雹落區(qū)。

異常大的垂直累積液態(tài)水含量（VIL）和VIL 密度也是出現(xiàn)冰雹較好的判別指標(biāo)[12]。從15：06 垂直累積液態(tài)水含量和回波頂高水平分布可以看到，VIL 中心值達(dá)70 kg·m-2，對應(yīng)回波頂高（ET）為19 km，可以計(jì)算出VIL 密度接近4 g·m-3。研究表明，當(dāng)VIL 密度＞4 g·m-3時(shí)，風(fēng)暴產(chǎn)生直徑＞2 cm 的大冰雹的概率較大[7]。

綜上所述，此次降雹由超級單體風(fēng)暴造成，單偏振參量顯示出鉤狀回波、低層弱回波區(qū)、深厚持久的中氣旋、中高層回波懸垂和有界弱回波區(qū)等雷達(dá)特征。該風(fēng)暴具有典型的冰雹云特征：云體前部存在一支很強(qiáng)的斜升氣流并從高層流出，有利于托舉小冰粒停留在云中生長成為足夠大的冰雹，然后脫離云體落到地面；后部存在一支干冷的下沉氣流從中層流入、從云底流出，形成冰雹落區(qū)。高懸的強(qiáng)回波、高反射率因子值和異常大的VIL 值、弱回波區(qū)和有界弱回波區(qū)、三體散射現(xiàn)象等均指示了冰雹的出現(xiàn)。

4 雷達(dá)雙偏振參量分析

4.1 雙偏振參量水平特征

15：00 的0.5°仰角出現(xiàn)大面積55 dBZ 以上的反射率因子區(qū)，對流風(fēng)暴核心區(qū)ZH達(dá)到60 dBZ 以上，對應(yīng)區(qū)域的ZDR為2.0～4.0 dB，KDP＞3 °/km，CC 值基本在0.96 以上，因此可以判斷此時(shí)對流層低層（離地面1.8 km）降水粒子為大雨滴；當(dāng)把探測仰角抬高至2.4°，發(fā)現(xiàn)ZDR減小且出現(xiàn)負(fù)值，KDP在0.75～3 °/km，CC 降到0.90～0.95，表明降水粒子均一性降低，對流層中層（離地面3 km）已經(jīng)出現(xiàn)冰雹。15：06 的0.5°仰角對流風(fēng)暴核心區(qū)ZDR出現(xiàn)負(fù)值，低層已經(jīng)開始出現(xiàn)冰雹。

15：12（圖5）超級單體風(fēng)暴中心區(qū)反射率因子維持在60 dBZ 以上，相應(yīng)的0.5°仰角ZDR已明顯降低且出現(xiàn)負(fù)值，是出現(xiàn)冰雹的重要指標(biāo)；再結(jié)合KDP與CC 偏振參量可以進(jìn)一步分析冰雹的干、濕特征及其尺寸大小。先分析風(fēng)暴核心區(qū)A 的降雹情況：ZDR極值為-2.12 dB；KDP出現(xiàn)“空洞”現(xiàn)象（圖5c），這是由于干冰雹差分相移率往往波動很大以至于不能獲得符合質(zhì)量控制要求的KDP值，所以在圖上出現(xiàn)缺值[7]，說明A 區(qū)出現(xiàn)了干冰雹；CC 明顯降低，在0.81～0.92；上述雙偏振參量ZDR、KDP、CC 特征指示A區(qū)出現(xiàn)了大的干冰雹，這與氣象協(xié)理員在15：10 觀測到直徑2 cm 左右冰雹的實(shí)況基本相符。再分析風(fēng)暴核心區(qū)B 的降雹情況：ZDR主要分布在0.8～2 dB，根據(jù)Lemon 提供的ZDR與冰雹直徑的關(guān)系圖[7]，這很可能是直徑在1～3 cm 的濕雹（也可能是降雨）；再結(jié)合KDP和CC，可以看到KDP主要分布在1.5～3.1°/km，CC 在0.92～0.96，表明是濕冰雹。B 區(qū)冰雹在降落時(shí)融化，產(chǎn)生了外包液態(tài)水膜，因此雙偏振參量出現(xiàn)了上述特征。

圖5 15：12 0.5°仰角Z（Ha）、ZD（Rb）、KD（Pc）和CC（d）（A、B 表示不同冰雹類型的降雹區(qū)）

如圖6 所示，15：18 的0.5°仰角60 dBZ 以上高反射率因子區(qū)進(jìn)一步擴(kuò)大，將反射率因子≥55 dBZ的區(qū)域劃分為A、B、C 3 個(gè)子區(qū)域。A 區(qū)（風(fēng)暴核心區(qū)）ZDR為-0.31～0.88 dB，KDP“空洞”消失，KDP較前一體掃明顯增加，分布在3～6 °/km，CC 為0.85～0.97，說明A 區(qū)為降雹區(qū)，存在大的濕冰雹且伴有強(qiáng)降雨；15：15—15：20 在降雹區(qū)附近的區(qū)域站出現(xiàn)強(qiáng)降雨，其中峰箬降水量為8.5 mm、筻里為8.3 mm、楊溪為4.9 mm。B 區(qū)的ZDR為1.5～3.1 dB，KDP與A 區(qū)相差不多，也分布在3～6°/km，CC 增大且基本都在0.95～0.99，是典型的大雨滴特征。C 區(qū)ZDR存在一個(gè)明顯異于周邊的大值中心，為1.3～4.25 dB，CC 為0.91～0.97，是小濕雹特征；另外，KDP相對偏小，分布在0～2.1°/km，說明降雹區(qū)沒有伴隨強(qiáng)降雨；15：15—15：20 位于C 區(qū)內(nèi)的區(qū)域站降雨量很小，其中長城降水量為0.7 mm、上黃為0.2 mm。

圖6 15：18 0.5°仰角Z（Ha）、ZD（Rb）、KD（Pc）和CC（d）（A、B、C 表示不同相態(tài)降水粒子的高反射率因子區(qū)）

15：18 超級單體風(fēng)暴造成的降水相態(tài)比較復(fù)雜，反射率因子≥60 dBZ 的風(fēng)暴核心區(qū)內(nèi)存在大的濕冰雹且伴有強(qiáng)降雨，而位于其周邊的反射率因子≥55 dBZ 的區(qū)域存在小的濕冰雹和大雨滴。

15：30 超級單體進(jìn)入消亡階段，ZDR為1～2.5 dB，KDP為1.9～4.1 °/km，CC 為0.95 以上，是強(qiáng)降雨的雙偏振參量特征。說明此時(shí)降雹已經(jīng)結(jié)束，降水粒子相態(tài)由固液混合態(tài)轉(zhuǎn)為均一液態(tài)；對應(yīng)實(shí)況降水很強(qiáng)，15：25—15：30 強(qiáng)回波區(qū)附近的峰箬站出現(xiàn)12.3 mm的降雨。

降雹過程持續(xù)30 min 左右，大的干冰雹和濕冰雹均有出現(xiàn)，雙偏振參量的加入能夠有效識別冰雹的尺寸及其干、濕特性。

4.2 雙偏振參量垂直結(jié)構(gòu)

為了更詳細(xì)地描述超級單體風(fēng)暴的垂直結(jié)構(gòu)特征，有學(xué)者對ZDR柱[13-14]、KDP足[15-18]進(jìn)行研究，并提出ZDR柱往往與強(qiáng)上升氣流區(qū)相對應(yīng)，其伸展高度與上升氣流存在正相關(guān)并且可作為判別風(fēng)暴強(qiáng)度的指標(biāo)之一；ZDR柱常位于風(fēng)暴發(fā)展達(dá)到成熟階段前的上升氣流附近[19]，而KDP足往往與下沉氣流對應(yīng)關(guān)系較好。

強(qiáng)上升氣流是冰雹產(chǎn)生的必要條件之一。從ZDR垂直剖面演變（圖7）可以發(fā)現(xiàn)，降雹前14：42（對流風(fēng)暴發(fā)展階段），ZDR柱（＞1 dB 的區(qū)域）伸展至10 km以上，高于-20 ℃層高度（7.8 km）；15：06 地面出現(xiàn)降雹（超級單體成熟階段），ZDR柱高度明顯降低。其微物理含義是由于ZDR大值區(qū)對應(yīng)著大雨滴區(qū)，出現(xiàn)ZDR柱的位置說明此處有強(qiáng)烈的上升氣流將暖雨滴帶入過冷區(qū)且沒有馬上凍結(jié)，形成尺度較大的過冷水滴，當(dāng)過冷水滴不斷增長、凍結(jié)且上升氣流不足以托舉粒子時(shí)，降水粒子降落導(dǎo)致ZDR柱高度顯著降低。如圖7b 所示ZDR柱高度降低后的ZDR數(shù)值是明顯增大的。ZDR柱在風(fēng)暴發(fā)展前期的演變特征（在冰雹生長階段ZDR柱可以伸展到-20 ℃層以上，當(dāng)?shù)孛娉霈F(xiàn)降雹時(shí)ZDR柱高度顯著降低）并非偶然，高麗等[19]所分析的三次降雹過程中ZDR柱也具有相似的演變規(guī)律。

圖7 9 月20 日14：42（a）和15：06（b）沿雷達(dá)徑向通過高反射率因子區(qū)的ZDR 垂直剖面

因此，ZDR柱不僅可以判斷冰雹云強(qiáng)上升氣流所在位置，其演變特征還可以有效地提前判別出冰雹，例如本次過程可以利用該指標(biāo)提前約20 min 預(yù)判冰雹的出現(xiàn)。另外，ZDR垂直剖面上還存在一些虛假回波需要注意判別：在ZDR柱右側(cè)不遠(yuǎn)處存在一個(gè)ZDR異常高值區(qū)，對應(yīng)CC 值很低，這是TBSS 的雙偏振特征；在15 km 以上的大氣高層也存在一個(gè)ZDR高值區(qū)，這是旁瓣回波的雙偏振特征。

沿雷達(dá)徑向通過高反射率因子區(qū)分別作15：06（超級單體成熟階段）ZH、ZDR、KDP、CC 的垂直剖面。可以識別出超級單體冰雹云的回波懸垂和BWER。BWER 右側(cè)為處于云體中層的ZDR柱，與上升氣流相聯(lián)系，有利于冰雹在0 ℃層（4.8 km）以上增長；左側(cè)為處于云體低層ZH強(qiáng)中心內(nèi)的KDP足，與冰雹降落導(dǎo)致的下沉氣流相聯(lián)系，可以指示冰雹落區(qū)。CC垂直剖面圖BWER 內(nèi)存在低于0.9 的值，這是由于該區(qū)域存在相態(tài)較為復(fù)雜的降水粒子，既存在固態(tài)粒子又存在雨滴，還可能存在一些底層入流卷入的雜物[20]（如昆蟲、雜草、樹葉等），也會導(dǎo)致CC 出現(xiàn)低值。

5 結(jié)論

本文利用常規(guī)氣象觀測資料和NCEP GDAS/FNL 再分析資料，針對2021 年秋季浙江省中部地區(qū)發(fā)生的一次降雹天氣過程，從環(huán)流背景、不穩(wěn)定性和觸發(fā)條件等方面展開分析，并結(jié)合金華新一代S 波段雙偏振雷達(dá)分析了超級單體的形成和冰雹云的演變及其結(jié)構(gòu)特征，得出以下結(jié)論：

（1）降雹過程發(fā)生在西太平洋副熱帶高壓東退、高空槽和低層低渦東移的環(huán)流背景下，大氣垂直結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)“上干冷、下暖濕”的對流性不穩(wěn)定層結(jié)，邊界層中尺度輻合線提供有利的觸發(fā)條件，是一次準(zhǔn)正壓類強(qiáng)對流天氣。

（2）降雹由超級單體風(fēng)暴造成，該風(fēng)暴具備典型的冰雹云特征。TBSS 在冰雹預(yù)報(bào)預(yù)警方面具有較好的指示意義，本次過程可以利用高層出現(xiàn)TBSS 現(xiàn)象提前發(fā)布冰雹預(yù)警信息。超級單體成熟階段KDP“空洞”現(xiàn)象說明出現(xiàn)了大的干冰雹，而KDP“空洞”消失、ZDR和CC 增大指示濕冰雹的存在；隨著超級單體減弱，冰雹尺寸減小并逐漸轉(zhuǎn)為液態(tài)降水。雙偏振參量能夠有效地幫助研判冰雹的干、濕特性和尺寸變化。

（3）超級單體成熟階段BWER 西側(cè)的KDP足與冰雹下降導(dǎo)致的下沉氣流相聯(lián)系，在冰雹落區(qū)預(yù)報(bào)中具有較好的指示意義。

（4）在對流風(fēng)暴發(fā)展前期，ZDR柱若能伸展到-20 ℃層以上則有利于冰雹生長，可作為判別降雹的指標(biāo)之一，在短臨預(yù)報(bào)以及冰雹識別方面具有較好的應(yīng)用潛力。此次過程提前約20 min 觀測到ZDR柱伸展至-20 ℃層以上，預(yù)報(bào)員可以借助該指標(biāo)提前判斷出冰雹。

（5）本文僅為一次冰雹過程的診斷分析，未來還需要對更多冰雹個(gè)例開展研究，以驗(yàn)證上述ZDR柱演變特征在對流風(fēng)暴發(fā)展前期對冰雹的預(yù)報(bào)和指示作用，進(jìn)而獲得一些可以業(yè)務(wù)化使用的定量關(guān)系，有效提升冰雹天氣的預(yù)報(bào)預(yù)警能力。