六盤水市3-29冰雹天氣過程多普勒雷達資料分析

孫傳東　李皓　劉國強

摘要：本文主要運用六盤水市新一代多普勒天氣雷達資料，從雷達回波組合反射率、回波頂高、垂直積分液態含水量（VlL）三個產品分析六盤水市2018年3月29日下午所發生的冰雹天氣過程。結果顯示：此個例冰雹云團的組合反射率（CR）強度無論是平面還是垂直剖面在鼎盛時刻均達到了60dBZ，回波頂高在6分鐘內從6km躍增到8km，以及垂直積分液態水含量（VIL）值在實際降雹地點區域經歷了先躍增后迅速降低的變化.

關鍵詞：六盤水;多普勒天氣雷達;冰雹

1概述

多普勒天氣雷達是我國目前探測監測強對流天氣的重要設備，有“超級千里眼”之稱，是監測和預報冰雹、雷暴、短時強降水、風切變、下擊暴流、龍卷等重大災害性天氣的重要探測工具。設置于貴州省六盤水市的多普勒天氣雷達（ CINRAD/CA）投入業務運行于2016年，其能夠實時、準確地獲取大范圍降水和風場的時空分布信息，探測覆蓋的區域為川、滇、黔、桂四省區結合部數百公里的范圍，大幅提高了這些地區對暴雨、冰雹、短時強降水等災害性天氣的監測預警能力，還可為重大社會活動氣象提供保障，以及為人工防雹、增雨等作業提供科學的決策依據。目前，國內外有許多專家學者利用多普勒天氣雷達資料對冰雹天氣進行研究分析，李軍霞等利用多普勒雷達回波資料分析了太原市2002年6月16日一次多單體強對流天氣過程【1】，總結出了冰雹云回波所具有的一般特點;鄺美清等發現當多普勒雷達回波強度超過65dBz、強回波核高度超過6.3km、回波頂高超過llkm和垂直積分液態含水量超過38 kg/m2時，出現冰雹的可能性非常大【2】;李麗麗等發現冰雹單體回波具有在發展和降雹階段的剖面圖上均有回波懸垂等特征【3】。但少有專家學者利用六盤水市多普勒雷達資料對當地冰雹天氣過程進行研究。六盤水市位于貴州省西部，是貴州省冰雹路徑的發源地之一，常年遭受冰雹天氣侵襲，只有運用新一代多普勒天氣雷達資料對該區域的典型冰雹天氣過程進行研究分析，增強當地冰雹防御能力，才能提升該地農業產業園區的經濟效益。

2資料來源及方法

據六盤水市盤州忠義人工影響天氣作業炮站實測降雹資料顯示，2018年3月29日19時10分左右，該地發生冰雹天氣，所降冰雹最大直徑為10mm，降雹密度達到20粒每平方米，對當地居民的生產生活造成了一定影響。當天，六盤水市多普勒天氣雷達運行良好，能從組合反射率、回波頂高、垂直積分液態水含量三產品詳細且動態地反映當時的冰雹天氣實況。

3雷達產品分析

3.1組合反射率分析

組合反射率是多普勒天氣雷達接收周圍一定范圍內不同高度云層反射雷達波的比率，其能夠從平面俯視角度判斷云團厚度。2018年3月29日下午18時44分，有一塊狀回波從云南富源移動至六盤水盤州響水東北角處，回波中心強度達50dBZ;18時49分到19時06分，目標回波自西北向東南方向移動且回波強度不斷增強，平面回波反射強度及在19時06分到達了最大值60dBZ，vcs剖面60dBZ強回波中心高度也在該時次超過了5km;19時12分，目標回波移動到六盤水市盤州忠義、保田一帶的上空，其反射強度減弱，回波面積減小，vcs剖面強回波中心高度和強度均下降。此次個例，目標云團的組合反射率（CR）強度無論是平面還是垂直剖面，在鼎盛時刻均達到了60dBZ。具體典型時刻，見圖1。

3.2回波頂高分析

一般而言，雷達回波頂高指云團上部30dBZ回波強度所在的高度。冰雹云團的形成往往需要云體中心超過O℃高度層，甚至是- 20℃高度層，而回波頂高能反映云體的高度，側面反映云水形成冰雹的幾率，這對識別冰雹云來說是很好的參量。3月29日18時55分，回波顯示六盤水市盤州南部有大片云系覆蓋，回波頂高3km - 6km，云系整體自西北往東南移動;19時01分- 29分，目標云系南部邊緣回波頂高從6km躍增到8km，該云系邊緣位置正對應地面盤州忠義、保田一帶。所以，回波頂高在6分鐘內從6km躍增到8km，為此次降雹個例的一個特點。

3.3垂直積分液態含水量（VIL）分析

垂直積分液態水含量（ VIL）是由反射率因子數據轉換成等價的液態水值，是假設所有反射率因子返回都是由液態水滴引起的經驗導出關系，其表示云體在某一確定的底面積格點區域的垂直柱體內液態水總量。冰雹的形成與云團液態水含參與，液態水越豐富，形成冰雹的概率越高，所以常把VIL列為識別冰雹的重要參量之一。3月29日18時55分，六盤水市盤州忠義西北方向有一回波（占6塊網格）往東南方向移動，其VIL范圍在lkg/m2～20kg/m2;19時01分，目標回波VIL最大值提升到了35kg/mz，且所占網格增加到了8塊;19時06分，回波VIL最大值降低到20kg/m2，回波所占網格位置發生變化。從垂直積分液態含水量來看此次過程，可看出回波的VIL值在實際降雹地點區域經歷了先躍增后迅速降低的變化。

4結語

用多普勒雷達回波資料分析此次六盤水市盤州忠義2018年3月29日傍晚發生的冰雹天氣過程，可以看出此個例的特點就是冰雹云團的組合反射率（CR）強度無論是平面還是垂直剖面在鼎盛時刻均達到了60dBZ，回波頂高在6分鐘內從6km躍增到8km以及垂直積分液態水含量（VIL）值在實際降雹地點區域經歷了先躍增后迅速降低的變化。

參考文獻

【1】李軍霞，晉李軍，任曉霞，等一次冰雹過程的多普勒雷達資料分析【J】山西氣象，2003，62（01）：22 -24

【2】鄺美清，張家斌，姜建萍三明市冰雹天氣特征分析【J】海峽科學，2018，140（08）：28-32

【3】李麗麗，鄒書平，楊哲，等貴州中部一次多單體冰雹天氣的雷達回波特征【J】中低緯山地氣象，2018，42（02）：21-27

【4】周永水，汪超貴州省冰雹的時空分布特征【J】貴州氣象，2009，33（06）：9-11

【5】萬雪麗，李亞鵬貴州近三年多雹與少雹的環流特征及差異[A]中國氣象學會學術年會【c】，2013：976 -980

【6】劉小艷，索勇，王瑾，等基于CPAS系統的貴州安順市冰雹云識別指標研究【J】干旱氣象，2017，35（04）：688- 693

【7】蔣漢開，劉小艷一次多單體降雹過程及防雹作業情況分析【J】安徽農業科學，2015. 43（ 31）：166 -169

【8】許煥斌，段英，劉海月雹云物理與防雹的幫理和設計（第二版）[M】北京：氣象出版社，2006： 5-8，84-85，153 -154

【9】俞小鼎，姚秀萍，熊廷南，等多普勒天氣雷達原理與業務應用[M】北京：氣象出版社，2005：306

【10】葉宗秀，徐寶祥，龔乃虎，等一次由回波合并形成的超級單體雹暴【J】高原氣象，1987，6（01）：75-85