2016年吳忠市冰雹天氣多普勒雷達(dá)回波特征分析

姬菲菲++倪麗霞++賈樂++魏月娥++李娜

摘要 本文利用常規(guī)氣象資料及吳忠市新一代多普勒天氣雷達(dá)資料，對(duì)2016年7月3—4日吳忠市一次雷暴大風(fēng)、局地冰雹天氣過程進(jìn)行了分析。結(jié)果表明，此次冰雹過程是在歐亞中高緯度兩槽一脊環(huán)流背景下，沿西北氣流下滑冷空氣配合低層切邊線共同作用造成的；上冷下暖的環(huán)境場(chǎng)、強(qiáng)垂直風(fēng)切變促使不穩(wěn)定能量的積累與觸發(fā)；自動(dòng)站資料分析的輻合線、氣旋性切變，為此次強(qiáng)對(duì)流天氣提供了很好的觸發(fā)條件。多普勒雷達(dá)反射率因子的形態(tài)和強(qiáng)度、回波剖面的穹窿結(jié)構(gòu)，徑向速度圖出現(xiàn)的逆風(fēng)區(qū)和中氣旋，高的回波頂高等對(duì)冰雹天氣預(yù)警有很好的指示意義。

關(guān)鍵詞 冰雹；垂直風(fēng)切變；雷達(dá)回波特征；寧夏吳忠；2016年

中圖分類號(hào) P458.1+21.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739（2017）22-0167-02

強(qiáng)對(duì)流天氣是寧夏的主要災(zāi)害性天氣之一，由于突發(fā)性強(qiáng)、持續(xù)時(shí)間短、造成災(zāi)害大，一直是預(yù)報(bào)難點(diǎn)，而冰雹的發(fā)生又與地形密切相關(guān)[1-2]。寧夏冰雹的空間分布具有明顯的地域特征，南北多、中部少，山地多、平川少[3]。吳忠市地處寧夏中部，北部引黃灌區(qū)為冰雹少發(fā)區(qū)，東南部鹽池、同心年平均也只有1次左右。強(qiáng)對(duì)流引發(fā)的雷雨大風(fēng)、冰雹、局部強(qiáng)降雨對(duì)吳忠市造成較大氣象災(zāi)害。因此，分析強(qiáng)對(duì)流天氣的成因，對(duì)吳忠市強(qiáng)對(duì)流天氣的臨近預(yù)報(bào)預(yù)警有重要意義。

本文對(duì)2016年7月3日夜間至4日清晨吳忠市出現(xiàn)的一次強(qiáng)對(duì)流天氣，利用常規(guī)氣象資料對(duì)冰雹發(fā)生的環(huán)境場(chǎng)分析的基礎(chǔ)上，對(duì)自動(dòng)站及吳忠市新一代多普勒天氣雷達(dá)資料進(jìn)行分析，以此加強(qiáng)對(duì)短時(shí)強(qiáng)對(duì)流天氣的監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)預(yù)警。

1 天氣過程實(shí)況

7月3日夜間至4日7：00左右，吳忠市大部地區(qū)遭受雷雨大風(fēng)、強(qiáng)降雨、冰雹災(zāi)害性天氣。其中，利通區(qū)、青銅峽、鹽池3個(gè)縣市出現(xiàn)雷雨大風(fēng)天氣，3日23：18太陽山開發(fā)區(qū)極大風(fēng)速達(dá)26.4 m/s。同心縣東部下馬關(guān)、預(yù)旺、馬高莊、張家塬等4個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)10個(gè)村遭受大風(fēng)、強(qiáng)降雨、冰雹災(zāi)害性天氣，冰雹持續(xù)20 min，直徑大約2 cm。最大小時(shí)降水出現(xiàn)在下馬關(guān)五里墩村（65.4 mm）。此次強(qiáng)對(duì)流過程造成全市小麥、枸杞、玉米等農(nóng)作物受災(zāi)；鹽池大水坑、花馬池鎮(zhèn)等鄉(xiāng)鎮(zhèn)出現(xiàn)不同程度的暴雨災(zāi)害；養(yǎng)殖業(yè)也造成較大的經(jīng)濟(jì)損失，全市共造成經(jīng)濟(jì)損失 4.51億元。

2 環(huán)流背景分析

7月3日20：00 500 hPa（圖1）歐亞中高緯地區(qū)為兩槽一脊，新疆及巴爾喀什湖以北有一低渦中心，另一低槽位于我國東北及貝加爾湖以北，寧夏受弱脊控制，處于西北氣流中，有冷空氣沿西北氣流下滑，觸發(fā)此次強(qiáng)對(duì)流天氣過程，此形勢(shì)為寧夏冰雹發(fā)生的典型的西高東低形勢(shì)。700 hPa固原市西部甘肅與青海交界處存在一低渦，內(nèi)蒙古中部存在一低渦與切線，寧夏中南部主要受偏南氣流影響。

對(duì)3日20：00之后的吳忠市自動(dòng)站風(fēng)場(chǎng)資料分析，得出在3日21：00青銅峽南部到利通區(qū)中部存在一條明顯的輻合線，而3日白天吳忠市大部地區(qū)出現(xiàn)了35 ℃以上的高溫天氣（圖2）。整個(gè)吳忠市北部地區(qū)的雷暴大風(fēng)天氣就在輻合線附近觸發(fā)，造成利通區(qū)、青銅峽產(chǎn)生雷電大風(fēng)天氣。

3 中尺度分析

根據(jù)中尺度綜合分析，7月3日20：00 500 hPa整體受西北氣流控制，寧夏西側(cè)有12～16 m/s的大風(fēng)帶穿過寧夏；河西走廊—內(nèi)蒙—河套東南地區(qū)為干區(qū)，說明寧夏以北中高層為干冷空氣。700 hPa高濕區(qū)中心位于甘肅南部，整個(gè)寧夏地區(qū)濕度較低；蘭州到西寧間有一低渦，內(nèi)蒙中部低渦，向后伸出一條東北西南向切變線位于寧夏北部。850 hPa寧夏中部有一切變線維持少動(dòng)，850 hPa與500 hPa溫差達(dá)到40 ℃，表明層結(jié)非常不穩(wěn)定。

4 雷達(dá)回波分析

4.1 反射率特征

7月3日18：00鹽池北部出現(xiàn)回波，回波強(qiáng)度達(dá)63 dBZ，鹽池出現(xiàn)降水。21：42鹽池分散性回波單體結(jié)構(gòu)逐漸密實(shí)，形成弓形回波，22：00—23：00鹽池出現(xiàn)短時(shí)強(qiáng)降水。回波逐漸向東南方移動(dòng)，紅寺堡地區(qū)降水逐漸開始。23：00回波東移南下至同心開始逐漸加強(qiáng)，23：40回波強(qiáng)度達(dá)65 dBZ以上，下馬關(guān)出現(xiàn)冰雹。隨著回波繼續(xù)東移，預(yù)旺、馬高莊地區(qū)相繼出現(xiàn)冰雹及暴雨，4日0：19超級(jí)單體形成。4日2：00之后回波減弱，降水強(qiáng)度也逐漸減弱，直至此次過程結(jié)束（圖3）。

4.2 反射率垂直剖面特征

對(duì)下馬關(guān)和預(yù)旺冰雹發(fā)生時(shí)刻反射率進(jìn)行剖面分析（圖4），2個(gè)時(shí)次最強(qiáng)回波都在55～60 dBZ之間，且都產(chǎn)生明顯的弱回波區(qū)和位于弱回波區(qū)上面的回波懸垂結(jié)構(gòu)。下馬關(guān)回波懸垂上的45 dBz高度達(dá)到9 km，最大回波強(qiáng)度在55 dBZ。預(yù)旺45 dBZ回波高度在7 km，最大回波強(qiáng)度達(dá)60 dBZ。

4.3 徑向速度特征分析

對(duì)下馬關(guān)冰雹使用風(fēng)暴相對(duì)徑向速度圖疊加中尺度氣旋分析發(fā)現(xiàn)，可以清晰地分辨出中氣旋，一側(cè)速度極值為25 m/s向著雷達(dá)的徑向速度，一側(cè)速度極值為15 m/s離開雷達(dá)的徑向速度。中氣旋也能很好地反映冰雹發(fā)生時(shí)的情況[4-6]。

4.4 垂直累積液態(tài)含水量分析

對(duì)下馬關(guān)和預(yù)旺冰雹發(fā)生時(shí)的垂直液態(tài)水含量分析，下馬關(guān)在3日23：40液態(tài)水含量達(dá)到45～53 kg/m2，預(yù)旺在4日1：09液態(tài)水含量達(dá)54 kg/m2，這比筆者以往總結(jié)的冰雹發(fā)生時(shí)液態(tài)水含量13 kg/m2大很多。

5 結(jié)語

在歐亞中高緯度兩槽一脊環(huán)流形勢(shì)下，寧夏處在西高東低的典型冰雹環(huán)流型中。脊前沿西北氣流下滑冷空氣在低層切邊線共同作用下產(chǎn)生此次強(qiáng)對(duì)流天氣。寧夏上空上冷下暖，但中低層都相對(duì)較干。同時(shí)，中高層有較強(qiáng)西北風(fēng)，低層有切變線存在且以偏南風(fēng)為主，說明垂直風(fēng)切變較大，存在釋放不穩(wěn)定能量的觸發(fā)機(jī)制。自動(dòng)站資料顯示青銅峽南部到利通區(qū)中部存在一條明顯的輻合線，同心北部地區(qū)存在風(fēng)向的氣旋性切變，這都為此次雷雨大風(fēng)天氣提供了很好的觸發(fā)條件。此次冰雹發(fā)生時(shí)出現(xiàn)多個(gè)對(duì)流單體，經(jīng)歷了分散性對(duì)流單體—弓形回波—超級(jí)單體的過程，并且有明顯的回波穹窿，在速度圖上出現(xiàn)逆風(fēng)區(qū)和中氣旋，回波頂高已經(jīng)達(dá)到12 km，垂直液態(tài)含水量達(dá)到54 kg/m2，這是冰雹云的典型特征；同時(shí)此次過程冰雹指數(shù)也有很好的反映。

6 參考文獻(xiàn)

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