萬(wàn)榮縣2016年6月兩次強(qiáng)對(duì)流天氣過程比較分析

[摘 要] 本文利用地面觀測(cè)資料、天氣圖、雷達(dá)回波等資料，分析2016年6月山西省萬(wàn)榮縣2次強(qiáng)對(duì)流天氣過程，結(jié)果表明：4日冰雹天氣發(fā)生在高空南下冷空氣和冷渦交匯處，23日暴雨天氣發(fā)生在低空南下冷空氣滲透和低渦交匯處。相同處是都受冷空氣影響，同時(shí)由中尺度系統(tǒng)影響，低渦切變方向一致，存在不穩(wěn)定層結(jié)結(jié)構(gòu)。不同點(diǎn)是所受冷空氣影響高度不同，冰雹天氣主要受高空冷空氣影響，暴雨主要受低空冷空氣滲透；中尺度系統(tǒng)影響低渦高度，冰雹天氣在850 hPa，暴雨天氣在700 hPa；影響發(fā)生地點(diǎn)500 hPa所處位置不同，其中暴雨過程處于副熱帶高壓外圍5840線附近，這樣整體水汽條件較好。一個(gè)發(fā)生在午后，一個(gè)在早晨。暴雨天氣高空天氣系統(tǒng)屬后傾槽，易產(chǎn)生穩(wěn)定性強(qiáng)降水；而冰雹天氣高空天氣系統(tǒng)屬前傾槽，易產(chǎn)生強(qiáng)烈對(duì)流性天氣。

[關(guān)鍵詞] 暴雨；冰雹；冷空氣；冷渦；后傾槽；前傾槽

[中圖分類號(hào)] P458 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1674-7909（2017）12-77-3

山西省萬(wàn)榮縣地處運(yùn)城市西北部峨眉嶺上，黃河與汾河交匯處，整體地勢(shì)呈東高西低，特殊地形地勢(shì)造成萬(wàn)榮縣冰雹天氣比運(yùn)城市其他縣市要多，6月出現(xiàn)概率較大。強(qiáng)對(duì)流天氣是在有利大氣環(huán)流背景下由中小尺度系統(tǒng)觸發(fā)形成的，冰雹是中尺度對(duì)流活動(dòng)發(fā)展的結(jié)果，熱力不穩(wěn)定決定對(duì)流發(fā)展強(qiáng)度，而動(dòng)力作用對(duì)觸發(fā)對(duì)流及決定風(fēng)暴類型起重要作用[1，2]。

1 天氣實(shí)況和環(huán)流形勢(shì)

1.1 天氣實(shí)況

2016年6月4日下午，萬(wàn)榮縣出現(xiàn)強(qiáng)對(duì)流天氣，17：00-19：50萬(wàn)榮縣通化鎮(zhèn)、王顯鄉(xiāng)、榮河鎮(zhèn)、解店鎮(zhèn)、皇甫鄉(xiāng)、裴莊鄉(xiāng)、賈村鄉(xiāng)和南張鄉(xiāng)遭受冰雹襲擊，冰雹直徑1～2 cm，最大4 cm，持續(xù)5～30 min。致使8鄉(xiāng)鎮(zhèn)62村受災(zāi)，受災(zāi)人口6.87萬(wàn)人，農(nóng)作物6 583.29 hm2，受災(zāi)農(nóng)作物主要有蘋果、桃、梨、葡萄，其中蘋果損失嚴(yán)重，直接經(jīng)濟(jì)損失4 678萬(wàn)元，王顯鄉(xiāng)受災(zāi)較重。

2016年6月23日，5：00-6：00萬(wàn)榮縣高村鄉(xiāng)薛店站、王顯鄉(xiāng)王顯站出現(xiàn)短時(shí)強(qiáng)降水，6：00-7：00萬(wàn)榮縣氣象站、裴莊鄉(xiāng)裴莊站、通化鎮(zhèn)三村站、漢薛鎮(zhèn)興盛站和高村鄉(xiāng)薛店出現(xiàn)短時(shí)強(qiáng)降水，萬(wàn)榮縣氣象站10 min最大雨強(qiáng)15.4 mm，1 min最大雨強(qiáng)2.1 mm，12 h降水量87.5mm，高村鄉(xiāng)薛店站降水量最多，為106.7 mm。這次暴雨過程無(wú)冰雹，道路嚴(yán)重積水，恰逢上班上學(xué)高峰，造成交通擁堵，給正常出行帶來(lái)不利。

1.2 環(huán)流形勢(shì)分析

1.2.1 6月4日過程。對(duì)冰雹天氣分析，3日20：00，500 hPa，萬(wàn)榮縣處于冷渦底后部西北氣流，等高線與等溫線夾角較大，高空有明顯干冷平流；700 hPa萬(wàn)榮縣為較明顯西北氣流。4日8：00山西省處于500 hPa冷渦后部，存在明顯冷平流，對(duì)應(yīng)500 hPa，850 hPa有低渦，明顯落后于500 hPa，低渦中心位于河套北部，地面鋒面位于中蒙交界，對(duì)流層中低層系統(tǒng)呈明顯前傾結(jié)構(gòu)。山西地面位于鋒前暖區(qū)，且850 hPa為暖平流，因此山西省上空存在低層暖高層冷熱力結(jié)構(gòu)，造成山西省上空強(qiáng)烈熱力不穩(wěn)定層結(jié)。同時(shí)，上下層溫度差動(dòng)平流維持和加劇這種不穩(wěn)定。鋒面前部低壓帶中輻合系統(tǒng)與850 hPa低渦切變線南壓為本次強(qiáng)對(duì)流天氣提供了強(qiáng)烈抬升條件。此外，200 hPa河套到西南地區(qū)為低槽區(qū)，山西省處于槽前正渦度平流區(qū)，高空輻散抽吸作用明顯，促使上升運(yùn)動(dòng)加強(qiáng)。萬(wàn)榮4日8：00受槽后西北氣流影響，冷溫槽位于西部，海平面氣壓場(chǎng)為暖低壓控制，高層有冷平流，下層暖低壓；500 hPa強(qiáng)NW氣流維持，高層冷空氣明顯，地面處于暖低壓，上冷下暖不穩(wěn)定層結(jié)極利于對(duì)流性天氣出現(xiàn)，也是這次冰雹的典型形勢(shì)（西北氣流型）。4日20：00 500 hPa冷渦移到山東半島一帶（見圖1），700 hPa萬(wàn)榮縣受西北氣流影響（見圖2），強(qiáng)對(duì)流天氣主體東移到河南省西部一帶。

分析4日8：00西安探空資料，0 ℃層接近600 hPa，-20 ℃接近400 hPa，利于冰雹生成；從風(fēng)場(chǎng)看，700 hPa以下風(fēng)隨高度順轉(zhuǎn)，有暖平流，700 hPa以上風(fēng)向變化不大，但風(fēng)速隨高度增加，存在風(fēng)垂直切變；700～850 hPa有很明顯逆溫層，說(shuō)明層結(jié)穩(wěn)定，850 hPa以下突破逆溫層，利于不穩(wěn)定能量集聚釋放，產(chǎn)生不穩(wěn)定天氣。4日8：00西安沙氏指數(shù)SI為-2.68，K指數(shù)28；6月4日20：00西安沙氏指數(shù)SI為-1.39，K指數(shù)32。

沿111°E附近做垂直速度剖面，萬(wàn)榮縣附近上空有一負(fù)值中心，說(shuō)明萬(wàn)榮縣上空有明顯上升運(yùn)動(dòng)，利于水汽輻合上升，上升過程中絕熱膨脹冷卻凝結(jié)成云，滿足對(duì)流天氣形成的動(dòng)力條件。4日20：00 700、850 hPa水汽通量散度上，低層水汽條件不好。

1.2.2 6月22日過程。22日8：00，500 hPa蒙古冷渦影響，萬(wàn)榮縣處于冷渦底部，受西北氣流影響，高原東部有槽東移，700 hPa和850 hPa河套地區(qū)為暖區(qū)控制，地面圖上，萬(wàn)榮縣受暖低壓影響。20：00，高原槽東移，萬(wàn)榮縣處于槽前西南氣流，河套北部有冷空氣擴(kuò)散南下，700 hPa西南低渦東移，萬(wàn)榮縣處于渦前西南氣流影響，850 hPa河套暖區(qū)控制，山西省中部存在橫切，萬(wàn)榮縣受切變南部偏南氣流影響。23日8：00，500 hPa仍處于5840線邊緣強(qiáng)西南中，700 hPa低渦切變位于山西南部，水汽輻合明顯加強(qiáng)，萬(wàn)榮縣處于T-Td=1 ℃高濕區(qū)，切變線右側(cè)有>12 m/s的西南急流，水汽輸送充足，從23日20：00西安T-lp圖也可看出，低層到高層濕度大，水汽條件有利強(qiáng)降水，后高原槽東移，萬(wàn)榮縣處于槽后西北氣流，降水結(jié)束（見圖3～6）。

1.3 雷達(dá)回波特征比較

4日從內(nèi)蒙、陜北到山西中南部不斷產(chǎn)生分布不均的雷達(dá)回波，15：18河津與鄉(xiāng)寧交接處生成強(qiáng)回波，同時(shí)甘肅慶陽(yáng)一帶生成強(qiáng)回波，16：00強(qiáng)回波移到河津與萬(wàn)榮交接處，此時(shí)慶陽(yáng)到河津一帶初顯帶狀回波，16：48移到萬(wàn)榮縣沿河一帶，西南-東北帶狀回波加強(qiáng)，低渦切變急流帶來(lái)黃河上空水汽，加上地形逐步抬升等，17：12強(qiáng)回波移到萬(wàn)榮縣王顯，強(qiáng)度超過65分貝，冰雹變大，然后向東、向南移動(dòng)進(jìn)入鹽湖區(qū)，到20：00西南-東北帶狀回波幾乎消失。

23日早晨850 hPa上冷渦引導(dǎo)東北-西南走向中等冷空氣侵入運(yùn)城市北部，萬(wàn)榮縣處于槽線底部，與700 hPa低渦切變交匯，6：30在萬(wàn)榮縣形成45分貝以上雷達(dá)回波。本次過程850 hPa中等冷空氣勢(shì)力較弱造成運(yùn)城北部雨量明顯大于南部。兩次強(qiáng)天氣過程在雷達(dá)回波表現(xiàn)，冰雹天氣回波強(qiáng)度大于暴雨。

2 結(jié)論

共同點(diǎn)是受冷空氣影響，同時(shí)有中尺度系統(tǒng)影響的低渦切變方向一致，存在不穩(wěn)定層結(jié)結(jié)構(gòu)。不同點(diǎn)是所受冷空氣影響高度不同，冰雹天氣主要受高空影響，暴雨主要低空滲透；中尺度系統(tǒng)影響低渦高度，冰雹天氣在850 hPa，暴雨在700 hPa；影響發(fā)生地500 hPa所處位置不同，暴雨過程處于副熱帶高壓外圍5840線附近，整體水汽條件較好，而冰雹天氣中低層水汽條件不好；一個(gè)在午后，一個(gè)在早晨，暴雨天氣高空天氣系統(tǒng)屬于后傾槽，易產(chǎn)生穩(wěn)定性強(qiáng)降水，而冰雹天氣高空天氣系統(tǒng)屬于前傾槽，易產(chǎn)生強(qiáng)烈對(duì)流性天氣。冰雹天氣發(fā)生前4日14：00、15：00本站氣溫28.6、29.4 ℃，暴雨天氣發(fā)生前23日5：00、6：00本站氣溫26.1、23.0 ℃，冰雹發(fā)生前氣溫更高。

通過比較分析，防雹防汛除要關(guān)注大背景天氣形勢(shì)外，還要關(guān)注中尺度天氣系統(tǒng)。兩次過程萬(wàn)榮縣氣象局都及時(shí)發(fā)布預(yù)警預(yù)報(bào)，盡可能減少損失。由于冰雹天氣發(fā)展迅速?gòu)?qiáng)盛，同地分多時(shí)段降雹，加上領(lǐng)空限制、網(wǎng)上雷達(dá)回波滯后仍給當(dāng)?shù)卦斐奢^大經(jīng)濟(jì)損失。

參考文獻(xiàn)

[1]陳關(guān)清，楊群，李偉棟，等.貴州銅仁連續(xù)兩次冰雹天氣過程的對(duì)比分析[J].干旱氣象，2016（1）：163-172.

[2]趙桂香，閆慧，董文曉.2013年山西5次典型強(qiáng)對(duì)流天氣分析[J].中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2016（23）：113-121.