2016年河套地區一次致災冰雹天氣過程分析

劉波　李淑祺

摘 要 運用Micaps常規資料、地面觀測資料、風云衛星資料、新一代多普勒天氣雷達資料對2016年河套地區冰雹天氣過程診斷分析。結果表明：上干冷、下暖濕不穩定條件有利于冰雹天氣發生發展，蒙古冷渦不斷分裂小槽在大氣層結不穩定時觸發強對流天氣；不穩定能量、垂直風切變、0 ℃和-20 ℃層高度等有利于雹暴形成；雷達產品中強對流單體最大反射率因子、單體云頂高度、垂直液態水含量躍增和驟減為冰雹預報預警提供了很好指示。

關鍵詞 強對流；冰雹；蒙古冷渦；大氣穩定度；新一代天氣雷達；河套地區

中圖分類號：P458.1+21.2 文獻標志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2017.24.054

1 實況

2016年6月3日午后到傍晚，巴彥淖爾市遭受強對流天氣襲擊，全市124個雨情站107個有降水，伴有雷雨大風、冰雹、短時強降水等強對流天氣。烏拉特后旗達拉蓋溝、西烏蓋溝出現小山洪，五原縣銀定圖鎮二狼山口山洪暴發，臨河新華古城、烏拉特前旗西小召賈銀河圪旦、磴口巴彥高勒鎮北部、五原縣5個鄉鎮遭受冰雹襲擊，冰雹最大直徑約為20 mm，降雹持續約30 min[1-2]。其中五原縣受災最為嚴重，五原縣8個鄉鎮、49個自然村、220個社、73 150人受災，玉米、葫蘆、葵花等農作物成災面積

35 068 hm2，絕收面積5 866 hm2，直接經濟損失18 021萬元。

2 環流形勢分析

2.1 蒙古冷渦維持少動

2016年6月3日08：00 500 hPa，亞歐大陸呈兩脊兩槽形勢，整體環流經向度較大，槽區分別位于下游華北中部、東北偏北一帶，并分別在蒙古與巴彥淖爾交界處、日本海以北形成閉合中心，河套地區受蒙古冷渦底前部控制，以西南氣流為主，-12 ℃線控制河套地區，溫壓場交角較大，冷平流顯著，河套地區及阿盟一帶溫度露點差較小，氣層濕潤，上游甘肅一帶溫度露點差>20 ℃。

700 hPa槽線落后于500 hPa槽線，槽呈前傾趨勢。

850 hPa，河套地區處于低渦底部控制，阿盟與河套地區交接處、臨河和中旗之間存在輻合切變，臨河為西南風，風力6 m/s，中旗為偏北風，風力4 m/s。河套地區受13 ℃線控制，下游有一12 ℃暖中心，暖平流顯著；溫度露點差為1，水汽已接近飽和。

從高空形勢來看，整體形勢對降雹有利，槽后西北氣流有利于干冷空氣向河套地區的侵入，高層較冷，配合底層暖濕氣流，形成上干冷、下暖濕不穩定條件。此次降雹過程屬于典型蒙古冷渦南壓型，T850-T500>24，冷渦維持在蒙古一帶，不斷分裂的小槽在大氣層結不穩定時觸發強對流天氣發生。

2.2 地面熱低壓

2016年6月3日11：00地面，河套地區處在低壓系統內，風力2 m/s，氣溫22 ℃。在風力較小，氣溫較高的條件下，產生的輻射升溫也是強對流觸發的機制之一。冰雹發生前，河套地區本就受低壓控制，加之上游阿拉善盟中部地區有一輻合氣旋中心正在東移，良好地面形勢為冰雹發生提供了動力觸發機制。

3 冰雹發生的環境條件分析

3.1 大氣穩定度

利用6日08：00臨河站（53513）探空資料，此站點位于降雹區附近，能更好反映當日降雹前大氣層結穩定情況。08：00臨河站探空資料顯示：沙氏指數SI為2.16 ℃，K指數為34 ℃，抬升指數LI為0.91。SI<0且負值較大，K>32℃，LI<0，表明6日08：00臨河站上空大氣層結處于不穩定狀態。

3.2 垂直風切變

通過計算得到冰雹發生前臨河通氣管指數為

1 168.7，表明臨河一帶垂直風切變較強。500 hPa以下風隨高度順轉，為暖平流，有利于輻合上升運動，500～200 hPa風隨高度逆轉，有冷平流侵入，有助于不穩定加強，且風速隨高度增加增大明顯，促進中小尺度天氣系統發展。

3.3 0 ℃和-20 ℃層高度

0 ℃層是云中冷暖分界面，-20 ℃層是大水滴自然冰化區下界，當-20 ℃層條件適宜時，高層冷空氣進入中層，加劇層結對流不穩定性，增加雹胚在過冷水含量豐富環境中互相碰撞機會，雹粒增長快，有利于大冰雹形成。3日08：00，臨河0 ℃層和-20 ℃層高度分別為3 653.5 m、

6 986.7 m，適宜冰雹產生。

4 雷達產品分析

3日13：46，在臨河區白腦包鎮十大股一帶新生成一強對流單體G5，最大回波強度50 dBz，最大垂直液態水含量9 kg/m2，單體向東北移動。14：22，G5發展到最強（圖1），最大回波強度58 dBz，最大垂直液態水含量躍增到21 kg/m2。14：16云頂高度突破8 km，已突破-20 ℃層，這種反射率因子和液態水含量躍增都預示著冰雹的形成，14：15左右在臨河區新華古城出現黃豆大小冰雹。

15：03，在五原縣和烏拉特前旗交界處生成一強對流單體G7（圖3），最大回波強度59 dBz，最大垂直液態水含量48 kg/m2，單體向東北方向移動，G7的生成的較為突然，強度大，含水量高，隨后在15：17強度減弱，垂直液態水含量迅速降至30 kg/m2，單云頂高度一直處于上升狀態。15：31，G7發展到最強，最大回波強度60 dBz，最大垂直液態水含量50 kg/m2，云頂高度上升到10 km以上，之后迅速減弱，至15：59，垂直液態水含量減至10 kg/m2，回波強度減弱到47 dBz，強對流單體出現了“爆發式降低”。

上述兩個強對流單體在最大反射率因子、單體云頂高度、垂直液態水含量方面分別出現躍增和驟減，對冰雹天氣短時臨近預報預警工作有很好指示意義。

5 結語

第一，高層干冷平流、低層暖濕平流形成了上干冷、下暖濕的不穩定條件，增強對流不穩定發展，蒙古冷渦深厚且穩定少動，分裂的小槽為此次冰雹天氣提供了有利動力條件和觸發機制。地面暖性低壓氣旋系統也為雹暴形成提供了動力和熱力條件。

第二，沙氏指數、K指數、抬升指數很好表征了大氣穩定度，通管指數反映垂直風切變大小。大氣穩定度、垂直分切變、0 ℃和-20 ℃層高度等環境場條件都利于雹暴形成。

第三，雷達產品中強對流單體最大反射率因子、單體云頂高度、垂直液態水含量躍增和驟減為冰雹預報預警提供了很好指示。

參考文獻

[1]俞小鼎.關于冰雹的融化層高度[J].氣象，2014，40（6）：649-654.

[2]丁建芳，劉磊，鮑向東，等.三門峽一次冰雹天氣多普勒雷達資料分析[J].氣象與環境科學，2012，35（3）：49-53.

（責任編輯：趙中正）endprint