中寧縣局地冰雹天氣過程分析

陳永旭+黨張利

摘要 利用常規(guī)資料、NCEP資料、713雷達(dá)資料、衛(wèi)星云圖等數(shù)據(jù)，通過大尺度環(huán)流形勢(shì)、主要影響天氣系統(tǒng)、衛(wèi)星云圖和雷達(dá)回波特征等方法對(duì)2015年6月21日17：00—21：00中衛(wèi)市中寧縣局地冰雹天氣過程進(jìn)行分析。結(jié)果表明，降雹和短時(shí)強(qiáng)降水出現(xiàn)在回波發(fā)展的成熟階段及消散初期，當(dāng)回波強(qiáng)度<30 dBZ時(shí)，強(qiáng)對(duì)流天氣過程基本結(jié)束。

關(guān)鍵詞 強(qiáng)對(duì)流天氣；雷達(dá)回波；衛(wèi)星云圖；冰雹；寧夏中寧

中圖分類號(hào) 458.1+21.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739（2018）01-0198-02

強(qiáng)對(duì)流天氣是中衛(wèi)市汛期的主要災(zāi)害性天氣之一，包括短時(shí)強(qiáng)降水、冰雹、雷雨大風(fēng)等天氣。許多研究表明[1-5]，有利的大尺度環(huán)流背景下產(chǎn)生的中小尺度天氣系統(tǒng)是造成短時(shí)強(qiáng)降水的主要原因，具有時(shí)空尺度小、發(fā)展速度快、持續(xù)時(shí)間短、降水強(qiáng)度大等特點(diǎn)，因而難以精準(zhǔn)預(yù)測(cè)，常給人民生命財(cái)產(chǎn)安全造成嚴(yán)重的威脅。因此，準(zhǔn)確預(yù)報(bào)強(qiáng)對(duì)流天氣是中衛(wèi)市汛期預(yù)報(bào)的重點(diǎn)。

在冰雹、短時(shí)強(qiáng)降水等局地對(duì)流天氣發(fā)生時(shí)，大尺度環(huán)流背景的征兆不明顯，從常規(guī)觀測(cè)資料中較難捕捉對(duì)流系統(tǒng)，給短時(shí)臨近預(yù)報(bào)帶來一定的困難。而自動(dòng)站、雷達(dá)、衛(wèi)星等資料具有時(shí)空分辨率高、有效提供對(duì)流系統(tǒng)信息、可觀測(cè)對(duì)流系統(tǒng)發(fā)生發(fā)展及演變過程等優(yōu)點(diǎn)，因而在冰雹等強(qiáng)對(duì)流天氣系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)中發(fā)揮著越來越重要的作用[6]。

1 天氣實(shí)況

2015年6月21日17：00—21：00中衛(wèi)市中寧縣南部地區(qū)出現(xiàn)了雷陣雨或陣雨，喊叫水鄉(xiāng)累計(jì)降雨量為2 mm、馬莊子累計(jì)降雨量為2.8 mm。21日19：00前后，中寧縣喊叫水、徐套部分村莊出現(xiàn)冰雹天氣，冰雹最大直徑為25 mm，持續(xù)時(shí)間近20 min。

此次冰雹天氣過程持續(xù)時(shí)間近30 min，受災(zāi)農(nóng)作物3 199.9 hm2，其中成災(zāi)面積3 156.7 hm2，絕產(chǎn)2 080.0 hm2。受災(zāi)農(nóng)戶1 706戶9 963人，造成農(nóng)業(yè)直接經(jīng)濟(jì)損失3 200萬元。

2 大尺度環(huán)流形勢(shì)的演變特征

從500 hPa的形勢(shì)場(chǎng)可以看出（圖1），21日14：00副高脊線位于福建省，新疆北部有一冷低壓不斷地往下游輸送冷空氣，整個(gè)系統(tǒng)移動(dòng)緩慢，20：00副高東退入海，冷低壓減弱東移；700、850 hPa受副高的影響，一直存在南海向西北方向的水汽輸送帶，最大的緯向風(fēng)可達(dá)10.5 m/s，徑向速度最大可達(dá)11.0 m/s，20：00 30°N～42°N緯向的東風(fēng)加大，往寧夏的水汽輸送被切斷。中寧縣此次冰雹天氣過程主要受副熱帶高壓的影響，南海的水汽源源不斷地往西北方向輸送，新疆附近的冷低壓往東南方向輸送冷空氣，冷暖空氣在中寧縣上空交匯，為此次強(qiáng)對(duì)流天氣提供了水汽和不穩(wěn)定能量。

從垂直剖面度可以看出，21日8：00垂直速度負(fù)速度位于27°N，正速度位于35°N，見圖2（a）；20：00 600 hPa有強(qiáng)上升運(yùn)動(dòng)，400 hPa有強(qiáng)下沉運(yùn)動(dòng)，垂直速度的大值區(qū)位于35°N附近，強(qiáng)烈上升運(yùn)動(dòng)是偏南暖濕氣流和北部的冷空氣交匯的結(jié)果，為強(qiáng)降雨提供了有力的條件，見圖2（b）。

3 雷達(dá)回波的演變特征

2015年6月21日16：53，在中衛(wèi)市以西、甘肅東南部出現(xiàn)明顯的中尺度對(duì)流系統(tǒng)，在中寧縣喊叫水一帶有多個(gè)對(duì)流單體形成；17：49，甘肅境內(nèi)的中尺度對(duì)流系統(tǒng)不斷東移與中衛(wèi)市香山至喊叫水一帶上空的對(duì)流系統(tǒng)合并加強(qiáng)。17：00—20：00多個(gè)對(duì)流單體合并加強(qiáng)，在這時(shí)間段，沙坡頭區(qū)香山鄉(xiāng)至中寧喊叫水一帶出現(xiàn)了1 mm左右降水，17：00中衛(wèi)香山寺風(fēng)速達(dá)到13.0 m/s。18：34，雷達(dá)資料顯示對(duì)流發(fā)展到最強(qiáng)，喊叫水地區(qū)回波強(qiáng)度為45～50 dBZ，高度達(dá)到16 km， >50 dBZ強(qiáng)回波中心高度超過8 km，隨著能量的不斷釋放，19：46回波迅速東移并減弱消散。當(dāng)回波強(qiáng)度<30 dBZ時(shí)，強(qiáng)對(duì)流天氣基本結(jié)束，冰雹天氣出現(xiàn)在回波的成熟后期和消散初期。喊叫水冰雹天氣過程是由于中尺度對(duì)流單體合并加強(qiáng)而引起，冰雹出現(xiàn)在回波迅速減弱的時(shí)段。

此次冰雹回波單體出現(xiàn)至消失歷時(shí)不超過5 h，具有出現(xiàn)后迅速加強(qiáng)，在短時(shí)間內(nèi)消散的特點(diǎn)。喊叫水以東地區(qū)降水較大，喊叫水地區(qū)自動(dòng)站監(jiān)測(cè)站降水較小，對(duì)短時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)警不利，給預(yù)報(bào)值班員發(fā)布預(yù)報(bào)預(yù)警帶來一定困難。喊叫水地區(qū)為山區(qū)山地，多河谷地帶，地勢(shì)差異較大，喊叫水以南地區(qū)多為近東西走向丘陵地帶，喊叫水至徐套地區(qū)為北低南高，由于地形的動(dòng)力抬升和熱力作用，造成喊叫水局地輻合上升運(yùn)動(dòng)加強(qiáng)，使得山區(qū)上空大氣處于不穩(wěn)定狀態(tài)，為強(qiáng)對(duì)流性天氣的發(fā)生發(fā)展提供了有利條件，因而導(dǎo)致此次冰雹天氣發(fā)生。

4 衛(wèi)星云圖的演變特征

由6月21日16：00衛(wèi)星云圖可以看出，中寧縣徐套至喊叫水一帶有多個(gè)明顯的中小尺度對(duì)流系統(tǒng)形成，且中衛(wèi)市以西的甘肅境內(nèi)有多個(gè)明顯中尺度對(duì)流系統(tǒng)，17：00甘肅境內(nèi)的中尺度對(duì)流系統(tǒng)不斷東移與徐套至喊叫水一帶的中尺度對(duì)流系統(tǒng)合并加強(qiáng)。18：00—20：00多個(gè)對(duì)流單體合并加強(qiáng)，在18：00—19：00隨著能量的不斷釋放，進(jìn)入20：00后，中尺度對(duì)流系統(tǒng)逐漸減弱并開始消散。此次冰雹天氣是由多個(gè)中尺度對(duì)流單體引起合并加強(qiáng)引起，是一次典型的中小尺度對(duì)流系統(tǒng)造成的強(qiáng)降水過程。

由FY-2E紅外云圖可知，6月21日中寧縣徐套地區(qū)上空有中尺度對(duì)流云單體，對(duì)流云單體迅速發(fā)展并很快消散。冰雹天氣過程中，冷云中心TBB<-45 ℃，冰雹天氣隨著TBB的增大而逐漸結(jié)束，當(dāng)TBB為-15～-5 ℃時(shí)，冰雹天氣基本結(jié)束；當(dāng)TBB接近0 ℃時(shí)，降雨減弱或停止。

5 結(jié)論

（1）由雷達(dá)資料可知，2015年6月21日17：00—21：00中寧縣局地冰雹天氣過程中降雹出現(xiàn)時(shí)間段為回波成熟階段的后期及消散的初期，與回波強(qiáng)度迅速減弱的時(shí)段對(duì)應(yīng)，當(dāng)回波強(qiáng)度<20 dBZ時(shí)，冰雹、強(qiáng)降水趨于結(jié)束。

（2）由衛(wèi)星云圖資料分析可知，在此次冰雹天氣過程中，冷云中心TBB<-45 ℃，冰雹天氣隨著TBB的增大而逐漸結(jié)束，當(dāng)TBB為-15～-5 ℃時(shí)，冰雹天氣基本結(jié)束。

（3）南海的暖濕空氣與新疆北部的冷干空氣交匯，為此次強(qiáng)對(duì)流天氣提供了有利的水汽和不穩(wěn)定能量。

（4）低空急流的建立和維持為此次強(qiáng)對(duì)流天氣提供了充足的水汽。

6 參考文獻(xiàn)

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