昭蘇“2013.7.23”冰雹天氣分析

楊勇 朱弋 朱風利 鄧偉凱 祝小梅

摘要：利用 MICAPS 常規資料以及雷達等非常規資料對 2013 年 7月 23日伊犁河谷昭蘇地區發生的局地冰雹天氣進行了分析，發現：這次冰雹天氣是由高空低渦、地面冷鋒和地面雷暴小高壓共同影響造成的，屬于低渦冷鋒型；地面冷鋒、高空低渦為強對流發生的觸發機制；降雹當日探空圖反映不明顯，沒有大的不穩定能量，但存在上干冷下暖濕的對流不穩定層結；降雹主要是由孤立發展的強對流單體造成；垂直累積液態水含量的驟增和大值的維持與降雹強度及降雹持續時間有一定的對應關系。

關鍵詞：昭蘇；冰雹；雷暴高壓；多普勒雷達

基金項目：新疆氣象局科研項目（201519）

中圖分類號： P458 文獻標識碼： A DOI編號： 10.14025/j.cnki.jlny.2016.17.062

冰雹是中小尺度系統的產物，在一定的大氣環流背景下發生的。冰雹的發生，具有較強的隨機性、突發性、局地性。多年來我國氣象工作者對冰雹做了許多研究，也獲得了許多成果[1-3]。新疆的氣象學者也對新疆的冰雹天氣做了些研究[4，5]，但都是從氣候特征方面做得研究。

昭蘇位于新疆西部天山北麓，海拔高度1323～6995米，四周群山環抱，山地、草原、河流等復雜下墊面使得昭蘇成為新疆乃至西北地區的冰雹高發區，年平均日數高達19天。受中亞暖濕氣流和北方冷空氣的共同影響，2013年7月23日16時32分～17時02分在昭蘇縣擦汗烏蘇鄉發生了冰雹災害，冰雹直徑1厘米，積雹厚度2厘米，擦汗烏蘇縣在縣城西南部，距縣城50公里。冰雹范圍廣，強度大，持續時間長，降雹時間有半小時，使全鄉4332.73公頃作物受災（其中春小麥3052.6公頃，油菜1280.13公頃），草場6200公頃受災，直接經濟損失3421萬元。通過對此次冰雹天氣的研究，以期對昭蘇冰雹天氣的深入研究提供背景資料，為冰雹的預測提供理論依據，也為政府部門指揮防災減災提供參考。

1冰雹發生的天氣形勢分析

2013年7月23日08時500hPa 高空圖上（圖1），可以看到在中亞地區有一低渦，伊犁地區位于低渦底部的偏西氣流中，冷渦中心與其南部的伊犁地區的溫差為3℃左右，國境以西有弱的冷平流。700hPa圖上（圖略）可以看到國境以西中亞地區有一較強的偏西南氣流，風速在8～12米/秒，且中亞至新疆為大片濕區，溫度露點差小于2℃。隨著冷渦的東移南壓，冷渦底部不斷分裂短波影響伊犁地區，使得500hPa上伊寧市的氣溫降低4℃。西南暖濕氣流的不斷輸送，伊寧市的溫度露點差值從22 日20時的27℃減小到23 日08時的19℃。并且可以明顯看到對流層下層850～700hPa，國境以西到伊犁地區一帶有明顯的增溫，對流層中層500hPa有明顯的降溫。23日08時850hPa與500hPa溫度差為30℃。850hPa上伊寧市與上游地區有明顯的風向輻合。

在23日08時的地面天氣圖上（圖略），伊犁地區處于減壓升溫中，三小時變壓為-0.9hPa，而在上游地區大片的正變壓區，中亞地區出現中心氣壓值為1007.5hPa的雷暴小高壓。因此，造成這次冰雹天氣過程的大尺度影響系統是高空冷性低渦的東移南壓，并配合低空輻合共同影響。高空對應冷平流，而低層暖濕氣流的輸送，使得在對流層中低層形成了大范圍上冷下暖的不穩定層結，同時中高層為冷平流，低層為暖平流，易引起強烈的上升運動。地面形勢場存在明顯的雷暴高壓。不穩定能量和強的觸發機制促使這次冰雹天氣過程的爆發。

2 T- ln P圖分析

從7月23日08時伊寧站的探空圖（圖略）上看，沒有明顯的正不穩定能量，但有下暖濕和上干冷的不穩定層結。低層850hPa以下為東南風，而以上為偏西風，有很強的風垂直切變。

2.1 0度層和-20度層高度

一般來說冰雹都發生在零度層和-20度層高度適宜的情況下，適宜降雹的零度層高度一般在四公里上下，-20度層高度在400百帕等壓面高度附近或以下有利于降雹。23日8時，伊寧站-20度層高度約為6698.3米， 比400hPa的高度7390米低了600多米，0度層高度為3816.1米左右。可以看出0度層和-20度層高度都有利于降雹。

2.2 沙氏指數SI

沙氏指數定義為小塊空氣由850hPa開始，干絕熱地上升到抬升凝結高度，然后再按濕絕熱遞減率上升到500hPa，在500hPa上的大氣實際溫度（T500）與上升氣塊到達500hPa時的溫度的差值，即為SI。SI>0表示氣層較穩定，如SI<0表示氣層不穩定，負值越大，氣層越不穩定。從7月23日08時的伊寧站的探空圖上（圖略）可以看出，當日08時伊寧站的SI為0.42，較有利于降雹。

3泉市多普勒雷達產品特征分析

3.1 雷達回波強度分析

從雷達回波演變圖中（圖2）可以看出，16：10（圖2a）在西南方向距離雷達站110～150公里處有一呈塊狀的降水回波，回波中有兩個中-γ尺度的回波單體，北面的回波單體強中心達到51 dBz，強回波的回波頂高在10公里左右，垂直液態水含量為11公斤/立方米；南面的回波單體較弱，強度只有45 dBz 左右。到16：21時兩個回波單體發展東移，并且北面的回波單體發展成一準東西向，長度約為8公里的強回波帶，強度也增加到52 dBz左右，強回波的回波頂高在10公里左右，垂直液態水含量增加到13公斤/立方米。到16：32（圖2b）時兩個對流單體合并成一個面積為66平方公里，回波強度在55 dBz 以上強回波塊，強回波的回波頂高在10公里左右，垂直液態水含量也增加到16公斤/立方米。且其前側出現V型缺口，從其剖面圖（圖略）中可以看到明顯的弱回波區，表明云中有強的上升氣流，而且上升氣流的上面存在水分積累區，這對云中冰雹的生長是很重要的。隨后，此強回波單體東南移，超過30分鐘，它長時間維持并經過昭蘇縣察汗烏蘇鄉，造成這次冰雹天氣。到16：59時回波開始減弱，冰雹天氣結束。

3.2 速度場特征分析

在16：32時，1.5°仰角速度圖（圖略）上可以看到，在南端的對流單體表現為徑向速度均為正值，但速度值的大小變化較大，從-4～-15 米/秒不等，與強回波中心相對應的為負速度大值區，即有強有上升氣流。 而在3.4°仰角上可以看到對流單體南面的顯示出明顯的出流邊界。

4 結論

此次昭蘇冰雹天氣是一次局地冰雹天氣，高空具有冷渦，地面有雷暴小高壓，同時是中小尺度系統造成的。

降雹當日探空圖反映不明顯，沒有大的不穩定能量，但存在上干冷下暖濕的對流不穩定層結。

從多普勒雷達反射率因子上看，主要是由孤立發展的中-β尺度強對流單體造成是有的。

垂直累積液態水含量的驟增和大值的維持與降雹強度及降雹持續時間有一定的對應關系。

參考文獻

[1] 寧曉輝，柴東紅，蔡守新，等.冰雹天氣過程的綜合分析[J].氣象科技，2007，35（03）：330-334.

[2]紀曉玲，馬篩艷，丁永紅，等.寧夏40年災害性冰雹天氣分析[J].自然災害學報，2007，16（03）：24-28.

[3]劉傳鳳.我國寒潮氣候評價[J].氣象，1990，16（12）：40-43.

[4]馬禹，王旭，郭江勇.新疆系統性冰雹天氣過程的環流形勢及衛星云圖特征分析[J].高原氣象，2004，23（06）：787-794.

[5]]彭成海，李金玉，努依也提.昭蘇冰雹的氣候特征分析[J].安徽農業科學，2008，36（32）：14211-14213.

[6]林愛蘭，吳尚森.近40多年廣東省的寒潮活動[J].熱帶氣象學報，1998，14（04）：337-343

作者簡介：楊勇，大專學歷，昭蘇縣人工影響天氣辦公室，助理工程師，研究方向：人工影響天氣。

通訊作者：祝小梅，本科學歷，伊犁州氣象局，高級工程師，研究方向：短期氣候預測。