沈海波
(河南省新鄭市氣象局,河南 新鄭 451100)
新鄭市處于華北平原、豫西山地向豫東平原過渡地帶,屬暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候,冰雹是該地區(qū)的主要氣象災(zāi)害之一,且大都出現(xiàn)在3~10月,其中以5-9月份作為集中。因此,文章以2015年5月初新鄭市出現(xiàn)的一次冰雹天氣過程為例,對冰雹天氣發(fā)生過程進行診斷分析,以掌握冰雹天氣發(fā)生發(fā)展規(guī)律,為冰雹天氣預(yù)報服務(wù)工作以及防雹減災(zāi)工作的開展提供重要指導(dǎo)依據(jù)。
2015年5月6日08時,在500 hPa形勢場主要表現(xiàn)為1槽1脊型,有兩個冷中心分別分布于我國東北一帶以及貝加爾湖區(qū)域。在貝加爾湖區(qū)域持續(xù)有大量冷空分裂南下,我國華北地區(qū)以及中部地區(qū)主要處于東北冷渦的后部,并且受冷空氣持續(xù)分裂的作用;內(nèi)蒙古中西邊區(qū)域在低層切變線的作用下有對流云團形成,在引導(dǎo)氣流的帶動下持續(xù)朝東南方向移動,在午后對華中的大多數(shù)區(qū)域帶來影響。此外,在河南省內(nèi)低空700hPa處主要分布著東北風(fēng)切變,而800hPa處則主要分布著西南風(fēng)切變。分析濕度條件可知,在華中的700hPa區(qū)域的溫度露點差處于14-17℃之間,850hPa處的溫度露點差為3-5℃范圍內(nèi),高空形勢具備上層干、下層濕的對流不穩(wěn)定層結(jié),為此次冰雹天氣的出現(xiàn)給予了十分有利的背景形勢。
通常情況下,風(fēng)在垂直方向上所產(chǎn)生的變化能夠較好地展現(xiàn)溫度平流的特點,假如隨著高度的不斷上升,風(fēng)向會出現(xiàn)順時針變化,那么這就意味著該層分布著暖平流,反之意味著分布著冷平流。根據(jù)2015年5月6日08時與20時新鄭市鄰近的鄭州探空站氣象觀測資料分析可知,6日08時,在高層(200~300hPa)以冷平流為主,在中高層(300~500hPa)之間以暖平流為主,而在中低層(500~700hPa)主要表現(xiàn)為冷平流,在低層(925~1000hPa)以暖平流為主。
分析鄭州探空站2015年5月6日08時的氣象觀測資料可以獲悉,在低空850 hPa區(qū)域以下的高度層露點曲線與層結(jié)曲線之間相距很近,通過這種情形分析不難看出在低空區(qū)域的存在較大的空氣濕度,而在850 hPa上方區(qū)域則有較為顯著的干層存在,像這樣的喇叭型的分布結(jié)構(gòu)給下沉氣流的形成給予了較好的條件;由地面至925 hPa范圍內(nèi)主要有逆溫層分布,意味著這個時候存在較強的不穩(wěn)定能量在不斷積聚,同時和較強的垂直風(fēng)切變的共同作用,推動了此次冰雹天氣過程的產(chǎn)生。
一般而言,0℃層與-20℃層高度能夠?qū)Ρ⒃苾?nèi)部結(jié)構(gòu)的高度特征進行有效反映,冰雹融化高度通常處于0℃層,高層冷空氣強度通常在-20℃層高度中體現(xiàn),0℃層與-20℃層之間的高度差代表這該氣層穩(wěn)定度的大小。高度差愈小,意味著氣層溫度的垂直遞減率愈大,氣層愈不穩(wěn)定,反之亦然。0℃與-20℃層之間的高度差還能夠用過冷水濃度的大小進行體現(xiàn),高度差愈小,則過冷水的濃度愈大,越有利于冰雹天氣的產(chǎn)生。由本次天氣發(fā)生過程中的0℃層與-20℃層分析可知,5月6日08時在0℃層的高度為3453.7 m;到了20時,高度下降至3 351.1 m;6日08時在-20℃層的高度是6206.7 m,至20時之后下降到了6148.6 m,0℃層與-20℃層的高度均特別容易形成冰雹天氣,同時二者之間的高度差一直處于2750~2800 m,高層具備較強的冷空氣,同時有很大的過冷水濃度,極易促使冰雹天氣產(chǎn)生。
(1)2015年5月6日新鄭市冰雹天氣持續(xù)時間雖然較短,但給當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成了十分嚴(yán)重的危害。
(2)在低層切變以及上層干、下層濕的對流不穩(wěn)定層結(jié)的配置下,源于我國西北一帶的對流云團逐漸朝我國華北、華中上空區(qū)域移動,且持續(xù)增強,促使新鄭市本次冰雹、暴雨等天氣過程的發(fā)生發(fā)展。