基于雷達(dá)和自動(dòng)站資料的中衛(wèi)市2次冰雹天氣過程分析

陳永旭++劉鑫++高杰

摘要 利用常規(guī)資料、713雷達(dá)資料、自動(dòng)站觀測(cè)資料、FY-2E紅外衛(wèi)星云圖等資料，對(duì)2011年中衛(wèi)市兩次冰雹天氣過程，通過大尺度環(huán)流形勢(shì)、主要影響天氣系統(tǒng)、衛(wèi)星云圖和雷達(dá)回波特征等進(jìn)行了分析，結(jié)果表明：降雹和短時(shí)強(qiáng)降水出現(xiàn)時(shí)間段為回波發(fā)展的成熟階段和成熟后期及消散的初期，回波強(qiáng)度在減小到30 dbz以下時(shí)，強(qiáng)對(duì)流天氣天氣基本結(jié)束，冰雹天氣出現(xiàn)時(shí)段對(duì)應(yīng)回波的成熟后期和消散初期。自動(dòng)站資料分析可見，23日冰雹天氣與25日冰雹天氣過程，地面都有中尺度低壓形成，地面風(fēng)場(chǎng)存在氣旋性的輻合區(qū)或輻合線。

關(guān)鍵詞 冰雹天氣過程；雷達(dá)資料；寧夏中衛(wèi)

中圖分類號(hào) P426.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739（2016）16-0210-02

強(qiáng)對(duì)流天氣是中衛(wèi)市汛期主要災(zāi)害性天氣，強(qiáng)對(duì)流天氣主要包括短時(shí)強(qiáng)降水、冰雹、雷雨大風(fēng)等，該類天氣是在有利的大尺度環(huán)流背景下產(chǎn)生的中小尺度天氣系統(tǒng)的產(chǎn)物，由于其具有時(shí)空尺度小、發(fā)展速度快、持續(xù)時(shí)間短、降水強(qiáng)度大等特點(diǎn)而難以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)，常給國(guó)民經(jīng)濟(jì)和人民生命財(cái)產(chǎn)造成嚴(yán)重的損失。

如何在短時(shí)臨近預(yù)報(bào)中準(zhǔn)確預(yù)報(bào)強(qiáng)對(duì)流天氣是中衛(wèi)市汛期預(yù)報(bào)的重點(diǎn)，對(duì)冰雹天氣的監(jiān)測(cè)預(yù)警難度更大，有冰雹等局地對(duì)流天氣發(fā)生時(shí)，大環(huán)流背景的征兆不明顯，給短時(shí)臨近預(yù)報(bào)帶來(lái)一定的困難。從天氣圖和其他一些常規(guī)資料中較難捕捉到對(duì)流系統(tǒng)，而雷達(dá)和自動(dòng)站、衛(wèi)星等資料時(shí)空分辨率高，不僅可提供有關(guān)其位置、強(qiáng)度、大小及結(jié)構(gòu)等信息，還可提供其發(fā)生發(fā)展和演變信息，對(duì)冰雹等強(qiáng)對(duì)流天氣監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)發(fā)揮的作用越來(lái)越重要，并在短時(shí)臨近預(yù)報(bào)中有優(yōu)勢(shì)明顯。

1 天氣實(shí)況及災(zāi)情

2011年8月23日下午中衛(wèi)市出現(xiàn)陣雨，降雨量0.1～1.4 mm，其中16：20—20：30，海原縣鄭旗、李旺、甘城等鄉(xiāng)出現(xiàn)冰雹天氣，冰雹持續(xù)20～30 min，最大冰雹直徑約10 mm。此次冰雹共造成農(nóng)作物受災(zāi)面積5 596.5 hm2，成災(zāi)面積4 819.2 hm2，直接經(jīng)濟(jì)損失3 125.85萬(wàn)元。

2011年8月25日白天中衛(wèi)市大部地區(qū)出現(xiàn)陣雨，降雨量0.1～5.9 mm，其中15：10—17：00，海原縣賈塘、西安、七營(yíng)、甘城、鄭旗5鄉(xiāng)鎮(zhèn)出現(xiàn)冰雹天氣。冰雹持續(xù)時(shí)間約30 min，最大冰雹直徑約6 mm。 海原縣賈塘、鄭旗、西安、甘城、七營(yíng)等鄉(xiāng)鎮(zhèn)遭受冰雹災(zāi)害。此次冰雹造成5 個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，12個(gè)行政村51個(gè)自然村，11 945 人口受災(zāi)，農(nóng)作物受災(zāi)面積達(dá) 2 268.4 hm2，成災(zāi)面積達(dá)2 183.1 hm2，造成直接經(jīng)濟(jì)損失1 473.0萬(wàn)元。

2 大尺度環(huán)流形勢(shì)和主要影響系統(tǒng)演變特征

23日8：00 500 hPa西西伯利亞地區(qū)有一深厚冷渦，新疆至甘肅以北受一致的西北氣流控制，貝湖以北有一槽，在甘肅北部與內(nèi)蒙交界處有一分裂小槽，中衛(wèi)市處在弱脊控制，23日白天小槽快速東移，帶動(dòng)冷空氣下滑，觸發(fā)強(qiáng)對(duì)流天氣。

25日8：00 500 hPa在貝湖至蒙古中部有一閉合冷渦，新疆至河套地區(qū)一致西北氣流控制，在我國(guó)東部地區(qū)有一閉合高壓，對(duì)蒙古冷渦形成阻擋；至25日20：00，受沿新疆脊前至河套一致西北氣流對(duì)冷空氣輸送的影響，冷渦有所南壓。25日8：00 500 hPa 上-12 ℃冷中心位于寧夏以北的內(nèi)蒙地區(qū)，25日20：00冷中心范圍擴(kuò)大，最北端延伸至蒙古中部，南端壓至寧夏的中部地區(qū)（圖1）。從高低空配置上看，700 hPa切變位于寧夏的東南部，東南部位于輻合區(qū)，200 hPa上處在急流軸出口左側(cè)的輻散區(qū)內(nèi)，這種底層輻合高層輻散配置，為午后的強(qiáng)對(duì)流發(fā)生、發(fā)展提供了有利的水汽、能量輸送和抬升條件；低層輻合較好的區(qū)域處于南部，主要降雹和短時(shí)強(qiáng)降水出現(xiàn)在南部。

冷渦南壓引導(dǎo)冷空氣南下與暖濕氣流的相遇，激發(fā)了不穩(wěn)定能量的釋放和強(qiáng)對(duì)流天氣的產(chǎn)生。

3 雷達(dá)回波對(duì)對(duì)流單體的分析

3.1 8月23日回波特征

8月23日14：00在海原東南部出現(xiàn)回波單體，強(qiáng)度在20 dbz左右，但隨著時(shí)間的推移，15：00回波迅速發(fā)展強(qiáng)度達(dá)40 dbz以上，至16：40回波衰減；冰雹出現(xiàn)時(shí)間與回報(bào)最強(qiáng)時(shí)段并不對(duì)應(yīng)，冰雹出現(xiàn)在了最強(qiáng)回波之后的迅速減弱時(shí)段。

此次冰雹回波單體出現(xiàn)至消失歷時(shí)不超過5 h，出現(xiàn)后迅速加強(qiáng)，在短時(shí)間內(nèi)消散。對(duì)流單體發(fā)展消散迅速，降水并未出現(xiàn)在雨量點(diǎn)，給短時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)警不利，給預(yù)報(bào)值班員發(fā)布預(yù)報(bào)預(yù)警帶來(lái)一定困難。

3.2 8月25日回波特征

8月25日13：30對(duì)流單體進(jìn)入中衛(wèi)市海原縣的南部，強(qiáng)度中心強(qiáng)度36 dbz，高度10～12 km，強(qiáng)回波高度8 km左右，并且呈懸垂?fàn)睿淮藛误w回波至14：30，迅速發(fā)展，強(qiáng)度加強(qiáng)至52 dbz，高度維持在10 km左右；至18：00回波減弱至30 dbz，高度下降至6 km；海原南部在15：00—17：00出現(xiàn)了冰雹天氣。

降雹時(shí)間段為回波發(fā)展的成熟階段和成熟后期及消散的初期，回波強(qiáng)度在30 dbz以下時(shí)，冰雹天氣結(jié)束，甘城8月25日17：00出現(xiàn)14.8 mm/h的強(qiáng)降水天氣，強(qiáng)降水出現(xiàn)時(shí)段對(duì)應(yīng)回波的成熟后期和消散初期。

4 衛(wèi)星云圖資料分析

分析以FY-2E紅外云圖上黑體亮度溫度，找出TBB值變化及對(duì)流云團(tuán)其他特征與強(qiáng)降水時(shí)段和冰雹天氣發(fā)生時(shí)段的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

8月23日、25日，中衛(wèi)市中部和南部分別都有中尺度對(duì)流云單體形成（水平尺度為10～300 km，時(shí)間尺度為1～10 h的天氣系統(tǒng)），對(duì)流云單體加強(qiáng)并維持少動(dòng)，在冰雹出現(xiàn)的時(shí)間段，冷云中心TBB<-45 ℃，隨著TBB的增大，冰雹天氣也逐漸結(jié)束，在TBB為-15～-5 ℃冰雹天氣基本結(jié)束。TBB負(fù)值越達(dá)，降雨量也越大，隨著TBB接近0 ℃，降雨減弱或停止[1]。

5 自動(dòng)站資料分析

5.1 8月23日自動(dòng)站風(fēng)場(chǎng)分析

固原經(jīng)海原東南部到沙坡頭區(qū)東部有弱的偏南氣流，在中衛(wèi)市北部西南部至北部有輻合線存在，鹽池至中衛(wèi)有一直的東北風(fēng)，在中衛(wèi)市北部形成輻合場(chǎng)，14日20：00 700 hPa上切變位于河套西部，低層有一致輻合，500 hPa新疆高壓脊與內(nèi)蒙古低渦組成“西高東低”有利于強(qiáng)對(duì)流發(fā)生的環(huán)流背景。

5.2 8月25日自動(dòng)站風(fēng)場(chǎng)分析

在興仁至海原關(guān)莊一帶為西南風(fēng)控制，在海原中東部有弱切變從在，至25日11：00，寧夏南部有中尺度低壓形成存在，低壓右有西南風(fēng)與東南風(fēng)的暖切變，輻合中心位于海原的東南部和固原的中北部，11：00—14：00暖切變基本維持少動(dòng)；由25日8：00 700 hPa、200 hPa可見，700 hPa切變位于寧夏的東南部，東南部位于輻合區(qū)，200 hPa上處在急流軸出口左側(cè)的輻散區(qū)內(nèi)，這種底層輻合高層輻散配置，為午后的強(qiáng)對(duì)流發(fā)生、發(fā)展提供了有利的水汽、能量輸送和抬升條件；低層輻合較好的區(qū)域處于寧夏南部，激發(fā)了中尺度天氣系統(tǒng)，在寧夏南部產(chǎn)生短時(shí)強(qiáng)降水和冰雹，海原南部出現(xiàn)冰雹天氣[2]。

6 結(jié)論

（1）雷達(dá)資料分析，2次降雹出現(xiàn)時(shí)間段為回波發(fā)展的成熟階段后期及消散的初期，與回波強(qiáng)度迅速減弱的時(shí)段對(duì)應(yīng)，回波強(qiáng)度在20 dbz以下時(shí)，對(duì)流天氣基本結(jié)束，冰雹和強(qiáng)降水也趨于結(jié)束。

（2）自動(dòng)站資料分析，2次冰雹強(qiáng)對(duì)流天氣過程，地面都有中尺度低壓形成，地面風(fēng)場(chǎng)存在氣旋性的輻合區(qū)或輻合線[3-4]。

（3）衛(wèi)星云圖資料分析，8月23日過程與25日過程，在冰雹出現(xiàn)的時(shí)間段，冷云中心TBB<-45 ℃，隨著TBB的增大，冰雹天氣也逐漸結(jié)束，在TBB為-15～-5 ℃冰雹天氣基本結(jié)束。

7 參考文獻(xiàn)

[1] 陳豫英，陳楠，楊侃，等.“2010.8.10”寧夏東部強(qiáng)對(duì)流暴雨天氣分析[C]//2011年衛(wèi)星遙感應(yīng)用技術(shù)交流論文集，北京：氣象出版社，2012：20-28.

[2] 紀(jì)曉玲，桑建人，馬篩艷，等.賀蘭山東麓寧夏一次極值暴雨過程分析[J].氣象科學(xué)，2010，30（3）：332-337.

[3] 紀(jì)曉玲，胡文東，劉慶軍，等.寧夏一次突發(fā)性暴雨中小尺度系統(tǒng)分析[J].寧夏大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2007，28（1）：32-36.

[4] 白玲，趙光平，胡文東.711B雷達(dá)強(qiáng)降水天氣的資料分析[J].寧夏工程技術(shù)，2004，3（3）：231-236.