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氣候,冰雹是該地區的主要氣象災害之一,且大都出現在3~10月,其中以5-9月份作為集中。因此,文章以2015年5月初新鄭市出現的一次冰雹天氣過程為例,對冰雹天氣發生過程進行診斷分析,以掌握冰雹天氣發生發展規律,為冰雹天氣預報服務工作以及防雹減災工作的開展提供重要指導依據。
2015年5月6日08時,在500 hPa形勢場主要表現為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域。在貝加爾湖區域持續有大量冷空分裂南下,我國華北地區以及中部地區主要處于東北冷渦的后部,并且受冷空氣持續分裂的作用;內蒙古中西邊區域在低層切變線的作用下有對流云團形成,在引導氣流的帶動下持續朝東南方向移動,在午后對華中的大多數區域帶來影響。此外,在河南省內低空700hPa處主要分布著東北風切變,而800hPa處則主要分布著西南風切變。分析濕度條件可知,在華中的700hPa區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,高空形勢具備上層干、下層濕的對流不穩定層結,為此次冰雹天氣的出現給予了十分有利的背景形勢。
通常情況下,風在垂直方向上所產生的變化能夠較好地展現溫度平流的特點,假如隨著高度的不斷上升,風向會出現順時針變化,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區域以下的高度層露點曲線與層結曲線之間相距很近,通過這種情形分析不難看出在低空區域的存在較大的空氣濕度,而在850 hPa上方區域則有較為顯著的干層存在,像這樣的喇叭型的分布結構給下沉氣流的形成給予了較好的條件;由地面至925 hPa范圍內主要有逆溫層分布,意味著這個時候存在較強的不穩定能量在不斷積聚,同時和較強的垂直風切變的共同作用,推動了此次冰雹天氣過程的產生。
一般而言,0℃層與-20℃層高度能夠對冰雹云內部結構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,0℃層與-20℃層之間的高度差代表這該氣層穩定度的大小。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,高度差愈小,則過冷水的濃度愈大,越有利于冰雹天氣的產生。由本次天氣發生過程中的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生。
(1)2015年5月6日新鄭市冰雹天氣持續時間雖然較短,但給當地農業生產造成了十分嚴重的危害。
(2)在低層切變以及上層干、下層濕的對流不穩定層結的配置下,源于我國西北一帶的對流云團逐漸朝我國華北、華中上空區域移動,且持續增強,促使新鄭市本次冰雹、暴雨等天氣過程的發生發展。