七師墾區(qū)一次對(duì)流天氣的多普勒雷達(dá)回波特征分析

任朝武

（兵團(tuán)第七師氣象局，新疆奎屯833200）

七師墾區(qū)一次對(duì)流天氣的多普勒雷達(dá)回波特征分析

任朝武

（兵團(tuán)第七師氣象局，新疆奎屯833200）

利用七師新一代多普勒天氣雷達(dá)回波資料、氣象臺(tái)地面觀測(cè)資料對(duì)2015年7月2日七師墾區(qū)一次強(qiáng)對(duì)流天氣進(jìn)行分析，天氣資料分析顯示，當(dāng)日該地區(qū)處于不穩(wěn)定層結(jié)狀態(tài)，為風(fēng)向弱輻合區(qū)；雷達(dá)回波資料分析顯示，初期對(duì)流單體為一南北帶狀體，左側(cè)不斷降水減弱，右側(cè)合并發(fā)展加強(qiáng)，成為較強(qiáng)單體降水回波一次天氣過(guò)程。

多普勒天氣雷達(dá)；對(duì)流天氣；強(qiáng)單體回波

1 引言

2015年7月2日12：10至20：30七師墾區(qū)出現(xiàn)強(qiáng)對(duì)流天氣過(guò)程，歷時(shí)8小時(shí)20分鐘。雹云先后影響七師一二四團(tuán)、一二五團(tuán)、一三團(tuán)、一三一團(tuán)，19時(shí)33分一二五團(tuán)自動(dòng)站資料顯示本站瞬間風(fēng)力達(dá)到14.6m/s，上述團(tuán)場(chǎng)防雹作業(yè)點(diǎn)對(duì)雹云實(shí)施了早期超劑量催化作業(yè)，累計(jì)作業(yè)人雨彈1088發(fā)、火箭彈110枚。作業(yè)后，影響區(qū)普降短時(shí)暴雨，部分棉田有積水現(xiàn)象，一二四團(tuán)247炮點(diǎn)周?chē)当┯陫A小冰粒和軟雹，密度較小，無(wú)災(zāi)害。

圖17 月2日20時(shí)高空?qǐng)D

2 天氣背景分析

圖17 月2日20時(shí)高空?qǐng)D

7月2日20時(shí)500hPa高空?qǐng)D（圖1a）：低槽位于北疆中部，墾區(qū)受偏北氣流控制。20時(shí)地面圖：南疆東部為弱高壓，北疆氣壓梯度較小。700hPa高度場(chǎng)（圖1b）：七師墾區(qū)為負(fù)值中心，為輻合，有利于對(duì)流發(fā)展。19時(shí)云圖（圖1c）：墾區(qū)北部對(duì)流云團(tuán)有所發(fā)展。20時(shí)K指數(shù)場(chǎng)（圖1d），墾區(qū)為30，處于不穩(wěn)定層結(jié)。20時(shí)850hPa流場(chǎng)（圖1e）：七師墾區(qū)上游低空有風(fēng)切變。

3PPI、RHI及速度場(chǎng)回波分析

2015年7月2日18：05時(shí)，在距七師雷達(dá)站北面60～100km處有強(qiáng)對(duì)流云體，云體為多單體的1條云帶（見(jiàn)圖2），寬約40km，移動(dòng)速度10m/s左右，云體內(nèi)自左向右有3個(gè)強(qiáng)中心。

圖22015 年7月2日18：05時(shí)至20：16時(shí)PPI

從（圖2a～2f）雹云PPI演變過(guò)程可以看出，強(qiáng)單體在東偏南移過(guò)程中，云體左側(cè)降水在減弱，右側(cè)發(fā)展在加強(qiáng)，具有傳播雹云的特性。而右側(cè)單體最終發(fā)展成為強(qiáng)對(duì)流單體并降冰粒夾軟雹。

19：00時(shí)PPI回波資料顯示（圖3a），雹云東偏南移動(dòng)至距雷達(dá)站北30～90km處，有3個(gè)強(qiáng)單體中心，沿云體移動(dòng)方向做任意垂直剖面（圖3b），有1個(gè)明顯的弱回波區(qū)結(jié)構(gòu)，形狀似紡錘狀，強(qiáng)度50dBz，強(qiáng)中心高度10km。19：11時(shí)，云體左側(cè)的2個(gè)強(qiáng)中心逐漸合并，云體再次發(fā)展壯大（圖3c）。

圖22015 年7月2日18：05時(shí)至20：16時(shí)PPI

圖32015 年7月2日19：00時(shí)至19：11時(shí)PPI、RHI

圖4 不同仰角強(qiáng)中心仰角傾斜高度

從不同仰角看強(qiáng)中心仰角傾斜的高度發(fā)現(xiàn)，強(qiáng)區(qū)梯度較大（見(jiàn)圖4a～4f）。

19：11時(shí)（圖5a），與上面PPI圖相對(duì)應(yīng)的，在云體合并階段，低層（2.7～3.5km）出現(xiàn)輻合型氣旋，從輻合型氣旋結(jié)構(gòu)看，正速度區(qū)速度8.2m/s，負(fù)速度區(qū)速度14.6m/s，低層為輻合型氣旋。左側(cè)有1個(gè)氣旋，旋轉(zhuǎn)速度約為10m/s。長(zhǎng)時(shí)間降水、充沛的水汽、底層輻合抬升機(jī)制等有利條件，使單體迅速加強(qiáng)，發(fā)展成為強(qiáng)對(duì)流單體回波。在氣旋的左側(cè)還有1個(gè)面積較小的逆風(fēng)區(qū)，逆風(fēng)區(qū)附近常常伴隨有1個(gè)較微弱的擾動(dòng)，逆風(fēng)區(qū)往往是判別雹云天氣的很好的指標(biāo)。

圖52015 年7月2日19：11時(shí)至19：22時(shí)速度場(chǎng)及RHI

從圖5可以看出，對(duì)流云體在中層（4～7km）高度為1個(gè)較大的氣旋（圖5c），云體頂層對(duì)應(yīng)的是1個(gè)強(qiáng)烈的輻散場(chǎng)（圖5d）。云體結(jié)構(gòu)與中氣旋結(jié)構(gòu)基本相似。19：22時(shí)（圖5e），單體已發(fā)展至成熟階段，此時(shí)，單體強(qiáng)度達(dá)60dBz，從PPI圖中可以看出有1個(gè)“V”形缺口，RHI剖面圖顯示（圖5b）單體有1個(gè)明顯入流區(qū)，單體后面降水，前部在加強(qiáng)。與“V”形缺口相對(duì)應(yīng)的速度場(chǎng)顯示有1個(gè)速度較大的區(qū)域，速度為13.4m/s，判斷應(yīng)為強(qiáng)單體的入流區(qū)（圖5f）。

19：49時(shí)（圖6a），速度場(chǎng)呈現(xiàn)單體低層有1個(gè)較強(qiáng)的輻合，但相鄰有1個(gè)相對(duì)較弱的反氣旋運(yùn)動(dòng)，相對(duì)應(yīng)的RHI剖面圖顯示（圖6b），單體強(qiáng)中心回波底部變的更強(qiáng)，達(dá)到60dBz，可以判斷單體已經(jīng)發(fā)展成熟并開(kāi)始產(chǎn)生降水。20：00時(shí)（圖6c），速度場(chǎng)低層顯示為較強(qiáng)反氣旋旋轉(zhuǎn)，氣旋速度為12.8m/s，相對(duì)應(yīng)的RHI剖面圖顯示（圖6d），單體強(qiáng)中心已經(jīng)開(kāi)始坍塌，單體逐漸減弱，20：30時(shí)，單體減弱成為降水云系并逐漸移出七師防區(qū)。

4 防雹增雨作業(yè)情況

在雹云發(fā)展初期階段，調(diào)集影響區(qū)內(nèi)的流動(dòng)防雹火箭車(chē)，實(shí)施跨區(qū)、跨團(tuán)防雹作業(yè)，可最大限度地集中防雹火力，形成局部火力優(yōu)勢(shì)，對(duì)云體進(jìn)行早期大劑量催化作業(yè)，迫使云體能夠在最短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生大量降水，從而達(dá)到消弱雹云內(nèi)部能量的效果。如果雹云在東移過(guò)程中，未出現(xiàn)明顯減弱或有繼續(xù)增加強(qiáng)的趨勢(shì)，則立即組織第2、第3道防線的流動(dòng)火箭車(chē)和高炮，對(duì)雹云采取炮箭聯(lián)合作業(yè)方式，促使雹云產(chǎn)生降水直至減弱或消亡。例：在這次防雹作業(yè)指揮過(guò)程中，七師聯(lián)防指揮部辦公室，果斷下達(dá)作業(yè)指令，調(diào)一二四團(tuán)3輛流動(dòng)火箭車(chē)集中在雹云重點(diǎn)影響區(qū)內(nèi)，與247防雹高炮聯(lián)合作業(yè)，與此同時(shí)，又調(diào)集一二五團(tuán)3輛火箭車(chē)和一三團(tuán)3輛火箭車(chē)，前往影響區(qū)及下游區(qū)域進(jìn)行增援作業(yè)，為預(yù)防雹云北挺，又通知一二三團(tuán)、一二七團(tuán)流動(dòng)火箭車(chē)到車(chē)排子鎮(zhèn)和石橋鄉(xiāng)待命。雹云自西向東影響柳溝水庫(kù)和一二五團(tuán)南區(qū)，前來(lái)增援的一二五團(tuán)和一三團(tuán)流動(dòng)火箭對(duì)雹云實(shí)施了連續(xù)作業(yè)，云體逐漸瓦解消散，此次防雹作業(yè)，有效地化解了一次冰雹災(zāi)害。

5 小結(jié)

（1）從不同仰角看強(qiáng)中心是否有傾斜現(xiàn)象，傾斜越大，云體發(fā)展越旺盛，水平梯度越大，云體發(fā)展越強(qiáng)，總之，云體強(qiáng)中心的傾斜程度、水平梯度大小可作為判斷雹云未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)的重要指標(biāo)[1]。（2）多單體在發(fā)展過(guò)程中，左側(cè)云體不斷降水減弱，其中有一個(gè)單體右側(cè)不斷加強(qiáng)或形成新的單體，具有傳播特征。（3）在速度場(chǎng)中，強(qiáng)對(duì)流云單體中低層為輻合型氣旋結(jié)構(gòu)，中層為氣旋結(jié)構(gòu)，高層為輻散型結(jié)構(gòu)，說(shuō)明雹云具有加強(qiáng)趨勢(shì)。（4）早期作業(yè)和連續(xù)不間斷作業(yè)能起到良好的預(yù)防效果。

[1]王令，鄭國(guó)光，康玉霞，等.多普勒天氣雷達(dá)徑向速度圖上的雹云特征[J].應(yīng)用氣象學(xué)報(bào)，2006（3）：281-287.

2016—03—31