2023年7月23日中衛市冰雹天氣成因分析

關鍵詞：中衛；冰雹；三體散射

中圖分類號：P458.3 文獻標志碼：A 文章編號：1003-5168（2025）14-0103-04

DOI：10.19968/j.cnki.hnkj.1003-5168.2025.14.020

Analysis of the Causes of Hail Weather in Zhongwei City on July 23， 2023

CHEN Xingyi ^{1，2，3} PANG Tingting1.2.3 YANG Yuan1，2.3 ZHANG Zejin ^{1，2，3}_. LI Yijing12.3 （1.KeyLaboratory forMeteorological DisasterMonitoring and Early Warning and Risk Managementof Characteristic Agriculture inArid Regions，CMA，Yinchuan 750O2， China; 2.KeyLaboratoryof Meteorological Disaster Prevention and Reduction of Ningxia，Yinchuan 75oo02， China; 3.Zhongwei Meteorological Bureau，Zhongwei 755000， China）

Abstract： [Purposes]The formation mechanism of hail weather in Zhongwei area was explored to provide a scientific basis for hail weather forecasting and early warning.[Methods] Using conventional surface observations，radardata，sounding data，MICAPS upper-air data and other relevant data to analyze a hail weather occurrd in Zhongwei CityonJuly23，2O23.[Findings] Thehail weather developed under favorable synoptic conditions featuring westerly flow with cold air gradually difusing behind the West Siberian trough. The atmospheric structure showed distinct shear atboth 7OO hPa and 85O hPa levels，accompanied bysurface convergence lines and a forward-tilting vertical structure that strongly supported convective development. Thermodynamicaly，the environment exhibited warm，moist lower levels underlying dry，cold middle levels， with substantial convective available potential energy and strong vertical wind shear through the middlelower troposphere.The melting layer height proved optimal for hail formation. Radar observations revealed multiple characteristic signatures including three-body scattering，echo overhang，a bounded weak echo region in lower levels，distinct inflow notches，and hook echo patterns.The storm's 6O dBZ reflectivity core extended above the -20^°C level，while the velocity field clearly showed low-level convergence coupled with upper-level divergence.[Conclusions] On the afternoon of July 23，the atmospheric structure exhibited a forward-tilting configuration between upper and lower levels，characterized by strong unstable energy with warm conditions below and cold air above.Combined with the presence of wind shear and surface convergence lines，these conditions led to the hail weather event.

Keywords： Zhongwei City; hail; three-body scattering

0 引言

冰雹天氣具有局地性強、持續時間短的特征，往往伴隨著雷電大風、短時強降水，是一種以機械性傷害為主的災害性天氣[1。其有較強的破壞力度，會導致農作物、基礎設施等受損2，造成經濟、財產損失，因此，冰雹天氣是氣象預報和防災減災關注的重點[3。近年來，許多學者對冰雹天氣展開了相關研究。李典南4等研究了2021年貴州省中北部一次冰雹和雷暴大風天氣過程，表明 500hPa 槽東移，低層切變線南壓，配合有地面冷鋒及輻合線活動，觸發了強對流天氣。馬月枝等5認為冷鋒前的上升運動疊加高空急流入口區的氣流抬升，利于垂直環流的發展，也利于雷暴大風和冰雹的維持。萬雪麗等分析出氣旋、低空急流、靜止鋒、冷鋒等為產生冰雹的重要天氣系統，冷鋒后產生冰雹概率最大，伴隨雷暴和大風天氣的概率也最大。

2023年7月23日午后，中衛市沙坡頭區永康鎮永樂村、雙達村，中寧縣喊叫水鄉北沿口村、石泉村、徐套鄉上流水村、大灘川村、白圈子村、下流水村、原套村，海原縣海城鎮水洼村、李俊鄉團結村出現冰雹，局地出現暴雨，并伴有雷暴大風，玉米、硒砂瓜、茄子、辣椒等多種農作物受到損害，部分絕產，部分房屋受損，經濟損失約1.5億元。本研究通過對此次冰雹過程的環流背景、探空特征、雷達特征等進行分析，探究中衛地區冰雹天氣的形成機理，為今后冰雹天氣的預報預警提供科學依據。

1實況特征

2023年7月23日13時至22時，中衛市出現冰雹、局地暴雨，并伴有雷暴大風。沙坡頭區永康鎮永樂村、雙達村13時52分出現冰雹，持續時間約 5min ，直徑約 5～10mm ；中寧縣喊叫水鄉北沿口村、石泉村15時50分至16時20分出現冰雹，直徑約 8mm ，徐套鄉上流水村、大灘川村、白圈子村、下流水村、原套村16時00分至16時20分出現冰雹，直徑約 5mm 海原縣海城鎮水洼村15時08分出現冰雹，持續時間 8min ，直徑為 5mm ，17時43分李俊鄉團結村出現冰雹，持續時間 5min ，直徑 5mm 。最大累計雨量和最大小時雨強均出現在沙坡頭區寺口子西區，分別為 49.2mm?43.0mm（14 時至15時）；累計雨量 ?10mm 的站點有37個， ?30mm 時至站點有9個， ?40mm 的站點有4個；中衛市23個站點出現小時雨強 ?10mm 以上降水（其中16個站點出現短時暴雨）；主要降水時段出現在23日14時至18時。部分鄉鎮伴有雷暴大風，最大陣風風速出現在中寧縣大戰場鎮長山頭為 29.0m/s（11 級；15時）。

2環流背景及主要影響系統

2.1 500hPa 環流形勢

7月23日8時， 500hPa 上，歐亞范圍內為兩槽一脊環流形勢，貝湖附近存在阻塞高壓和切斷低壓，河套以西地區多短波擾動，中衛位于副高588dagpm線的偏西氣流中。20時，西西伯利亞槽加強南壓，槽后冷空氣逐步擴散至中衛，河套西側青海槽與甘肅南部槽合并加強，位于固原至西藏東部一帶（如圖1所示）。

圖12023年7月23日天氣

2.2 700hPa 環流形勢

7月23日8時， 700hPa 上，蒙新高地、中衛西北側甘肅中部、四川西側均存在切變，中衛西側有一中心強度為 16^°C 的暖中心， 700～500hPa 溫差在

18～22^°C ，比濕在 4～7g/kg 之間，存在一定的對流性。20時，青海地區形成低渦，甘肅槽切變南移，移出中衛（如圖2所示）。

圖22023年7月23日8時700hPa天氣

2.3 850hPa 環流形勢

7月23日8時， 850hPa 上，蒙新高地、中衛西北側甘肅中部存在低渦切變， 148dagpm 線橫穿中衛，中衛以北銀川有一中心強度為 26°C 的暖中心，850～500hPa 溫差在 24～31^°C ，水汽沿著四川切變及副高脊線邊緣的偏南氣流從孟加拉灣源源不斷地輸送到中衛，比濕在 6～11g/kg 。20時，甘肅低渦切變有所加強，并向東南方向移動， 148dagpm 線南移。高低層為前傾結構，有利于對流性天氣的發生發展（如圖3所示）。

圖32023年7月23日8時 850hPa 天氣

2.4地面天氣形勢分析

7月23日8時，地面上，長江西側的高低壓中間存在一條冷鋒，中衛位于內蒙古低壓底前部，受偏東氣流影響。14時，內蒙古低壓增強，中衛中部有地面輻合線生成，鋒面南壓。20時，地面輻合線南移（如圖4所示）。

3探空特征

利用寺口子西區7月23日15時的最高氣溫對7月23日08時的銀川探空進行訂正，可以得到CAPE為1008.3J/kg，BLI=-0.3，K=20.6 ，低層 600hPa 以下及高層 400～250hPa 的濕度條件較好，中層 600～400hPa 較干， 700hPa 以下為偏南氣流，為中衛市源源不斷地提供水汽， 600hPa 及以上均為西北或偏西風， 700～ 500hPa 存在明顯的風向風速切變，使得風暴中的斜升氣流和下沉氣流在長時間內共存，增加強對流天氣的組織性。 0°C 層高度在 4781m -20°C 層高度在 7776m ，較有利于冰雹出現。低層暖濕，中層存在干冷空氣的侵入，大氣不穩定性增加，CAPE值大，不穩定能量較強，中低層有強垂直風切變，容易產生雷暴天氣（如圖5所示）。

圖42023年7月23日8時地面天氣

圖52023年7月23日8時銀川站訂正后（寺口子西區15時）探空

4雷達分析

自7月23日13時10分起，中衛市沙坡頭區東部、海原縣北部出現對流單體，13時38分時沙坡頭區東部對流單體發展加強南移，海原縣對流單體由1個發展為3個，呈南北走向的線狀排列，產生冰雹的是沙坡頭區東部永康鎮附近的對流單體。14時01分沙坡頭區西部出現東北西南走向的線狀排列的對流單體，與永康鎮的對流單體合并加強，逐步形成西北東南向的瓟線，瓟線主體逐步東移，分散成多個對流單體。

13時38分，沙坡頭區永康鎮南部回波較強，最大組合反射率因子 65dBZ ，存在三體散射、回波懸垂、低層有界弱回波區。 0.5^° 和 1.5^° 仰角基本反射率圖上可以看到南方暖濕氣流的入流缺口，左側有鉤狀回波。 60dBZ 反射率因子擴展到 8.4km （ -20^°C 層高度以上），如圖6（a）所示。低層存在速度的徑向輻合，旋轉速度為 9.8m/s ，高層輻散。垂直累積液態含水量為 61.5kg/m² ，回波頂高 15.9km ，如圖6（b）所示。冰雹指數產品HI有所反應，強冰雹概率POSH為 80% ，冰雹概率POH為 100% ，最大預測冰雹直徑為 5.42cm 。

5結論

本次過程，歐亞范圍內為東高西低的環流形勢， 500hPa 上中衛位于副高 588dagpm 線的偏西氣流中，西西伯利亞槽后冷空氣逐步擴散至中衛； 700hPa，850hPa 上中衛西北側均存在切變，地面上存在輻合線，隨著時間推移不斷南壓，高低層為前傾結構，有利于對流性天氣的發生發展。7月23日午后，寺口子西區CAPE較大， BLIlt;0 ，低層暖濕，中層存在干冷空氣的侵入，中低層有強垂直風切變，利于產生強對流天氣， 0°C 層和 -20°C 層高度適宜，利于出現冰雹天氣。雷達圖上存在三體散射、回波懸垂、低層有界弱回波區、入流缺口、鉤狀回波。60dBZ反射率因子擴展到 8.4km（-20°C 層高度以上）。低層輻合，高層輻散。

圖62023年7月23日13時38分組合反射率、 .3.3^° 仰角徑向速度

參考文獻：

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