南疆西部2 次冰雹過程對比分析

鄭育琳，劉 艷，欒亞睿，陳春艷*

（1.新疆氣象臺，新疆 烏魯木齊830002；2.新疆氣候中心，新疆 烏魯木齊830002）

我國很多專家對冰雹形成機(jī)理做了研究，冰雹天氣預(yù)報的基本原理、技術(shù)方法及針對不同區(qū)域冰雹個例分析表明[1-4]，臨近預(yù)報中高懸的強(qiáng)回波、弱回波區(qū)、三體散射標(biāo)記等特征對于識別冰雹非常重要；雹云的發(fā)展演變、冰雹落區(qū)與地面中尺度系統(tǒng)均對應(yīng)較好；由多普勒雷達(dá)產(chǎn)品中的垂直累積液態(tài)水含量（VIL）條件變化可以預(yù)測冰雹云的發(fā)展。近些年，新疆的冰雹天氣尤以南疆西部發(fā)生頻次多、災(zāi)害損失重[5]。阿克蘇地區(qū)強(qiáng)冰雹天氣研究表明[6-8]，強(qiáng)冰雹天氣呈增多趨勢，且局地性強(qiáng)冰雹居多，緯向環(huán)流背景下低層中尺度系統(tǒng)是造成冰雹的關(guān)鍵系統(tǒng)。喀什地區(qū)冰雹氣候統(tǒng)計(jì)及個例分析指出[9-12]，不穩(wěn)定短波槽過境是觸發(fā)局地性冰雹的主要影響系統(tǒng)；層結(jié)不穩(wěn)定在午后強(qiáng)烈發(fā)展，對流層中下層溫度遞減率更大，冰雹發(fā)生在低層輻合線及切變線附近；降雹前低層到地面存在多個中尺度對流系統(tǒng)，雷達(dá)回波對冰雹預(yù)警有較好的指示意義。以上研究成果為南疆西部冰雹天氣短臨預(yù)報預(yù)警提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)，由于南疆西部冰雹發(fā)生頻次高、系統(tǒng)尺度小、生消快，預(yù)報預(yù)警難度大[13]，因此很有必要針對不同區(qū)域、不同類型的冰雹天氣進(jìn)行深入分析，從而加深對南疆西部冰雹天氣的認(rèn)識，豐富此類天氣短臨預(yù)報預(yù)警的業(yè)務(wù)指標(biāo)，以期提升南疆西部冰雹天氣預(yù)報預(yù)警準(zhǔn)確率。

本文利用常規(guī)觀測、區(qū)域自動氣象站、喀什新一代多普勒雷達(dá)及NCEP1°×1°再分析等資料，對2015年夏季2 次同是受低槽分裂短波東移影響、但落區(qū)和形成機(jī)制有差異的局地性冰雹天氣進(jìn)行對比分析，從環(huán)境場條件、觸發(fā)機(jī)制和多普勒雷達(dá)特征等方面，總結(jié)2 次冰雹天氣落區(qū)短臨預(yù)報預(yù)警的著眼點(diǎn)及其預(yù)警閾值，為夏季南疆西部冰雹天氣的預(yù)報預(yù)警提供參考。

1 降雹實(shí)況

2015 年6 月23 日20：43—20：45（全文均用北京時間）英吉沙縣境內(nèi)出現(xiàn)了直徑為20 mm 的冰雹天氣（簡稱“6·23”），局地伴有超過6 級的瞬時大風(fēng)，造成英也爾鄉(xiāng)房屋、棚圈、林果受損，棉花、瓜菜等農(nóng)作物受災(zāi)。同年8 月14 日02：05 左右，克州烏恰縣出現(xiàn)冰雹天氣（簡稱“8·14”），觀測站冰雹最大直徑為8 mm，康什維爾村冰雹直徑約15 mm，局部區(qū)域伴有雷雨大風(fēng)，造成烏恰鎮(zhèn)、黑孜葦鄉(xiāng)玉米、油菜等農(nóng)作物受災(zāi)（圖1）。

圖1 南疆西部2 次冰雹天氣實(shí)況

2 環(huán)流背景分析

2015 年6 月23 日08 時，500 hPa 歐亞范圍為經(jīng)向環(huán)流，里咸海至烏拉爾山為高壓脊區(qū)，歐洲和西伯利亞至巴爾喀什湖為低槽活動區(qū)。20 時隨著烏拉爾山高壓脊部分向南衰退，其下游低槽徹底分成南北兩段，北段移速較快已達(dá)西伯利亞地區(qū)，南段在中亞地區(qū)切斷為低渦，其西退南壓過程中分裂短波進(jìn)入南疆西部（圖2a），喀什站已由08 時的偏西風(fēng)轉(zhuǎn)為西南風(fēng)，風(fēng)速僅為6 m/s。20 時850 hPa 喀什站由08 時的偏東風(fēng)轉(zhuǎn)為西北風(fēng)，且風(fēng)速明顯增大，說明短波槽引導(dǎo)的冷空氣已到達(dá)喀什站附近，西北風(fēng)與下游和田站東南風(fēng)形成切變。700～850 hPa 南疆西部受溫度脊控制，尤其是850 hPa 南疆西部均在28℃等溫線內(nèi)，且在南部出現(xiàn)了32 ℃的暖中心。20 時地面填圖顯示阿克陶、喀什、阿圖什一線已轉(zhuǎn)為偏西或偏北風(fēng)，其下游伽師、岳普湖等站仍維持偏東風(fēng)，輻合線正位于疏勒至英吉沙一線，輻合線西側(cè)氣溫已降至26～28 ℃，3 h 變壓均為正變壓，輻合線東側(cè)氣溫仍維持在31～32 ℃，且均為負(fù)變壓（圖2c）；值得一提的是前期受短波槽東移影響上述區(qū)域出現(xiàn)了弱降水，阿克陶、英吉沙等地露點(diǎn)溫度為7～8 ℃，均較前一日20 時升高了3～5 ℃，表明近地層有一定增濕。

圖2 500 hPa 位勢高度（實(shí)線）、風(fēng)場、溫度（虛線）和中尺度環(huán)境場分析

8 月13 日08 時，500 hPa 歐亞范圍為兩脊一槽的經(jīng)向環(huán)流，歐洲和貝加爾湖為高壓脊控制，西西伯利亞至巴爾喀什湖西南側(cè)為低槽活動區(qū)。20 時隨著歐洲高壓脊向東南衰退，低槽向東南加深，歐洲脊前北風(fēng)帶略有加強(qiáng)并向南擴(kuò)展，引導(dǎo)冷空氣南下補(bǔ)充到低槽中，溫度槽落后于高度槽，低槽處于發(fā)展并向南加深階段，分裂短波槽東移進(jìn)入南疆西部（圖2b）。與此同時200 hPa 急流軸也南壓移近南疆西部，南疆西部位于急流入口區(qū)右后方的高空強(qiáng)輻散區(qū)；700～850 hPa 南疆西部為溫度脊控制，和“6·23”類似，850 hPa 南疆西部均在28 ℃等溫線內(nèi)，且在南部出現(xiàn)了32 ℃的暖中心（圖2d）。20 時500 hPa喀什站為偏西風(fēng)，風(fēng)速增至12 m/s，阿克蘇已轉(zhuǎn)為西南風(fēng)，短波槽已到達(dá)喀什站，低層850 hPa 喀什站依然是偏東風(fēng)，說明中高層系統(tǒng)已進(jìn)入，但低層還未進(jìn)入，系統(tǒng)前傾；地面天氣圖上南疆西部均處在熱低壓區(qū)，喀什、烏恰站均是偏東風(fēng)，23 時仍維持偏東風(fēng)，直到14 日02 時才轉(zhuǎn)為偏西風(fēng)，說明地面冷空氣是在13 日23 時—14 日02 時經(jīng)烏恰進(jìn)入南疆西部，和“6·23”相比，烏恰、喀什等站露點(diǎn)溫度更高，維持在10～14 ℃，近地層增濕明顯。

上述分析表明，2 次冰雹均發(fā)生在500 hPa 低槽分裂短波槽東移，低層均為溫度脊；差異主要是“6·23”為中亞低渦西退南壓過程中分裂短波槽東移進(jìn)入南疆西部，而“8·14”是在長波槽東南移近中亞時分裂短波槽進(jìn)入南疆西部，鋒區(qū)明顯強(qiáng)于“6·23”。冰雹發(fā)生前近地層均有一定增濕，“8·14”近地層增濕更加明顯。

3 雷達(dá)回波特征分析

3.1 雷達(dá)基本反射率因子和反射率因子剖面特征

2015 年6 月23 日18 時后，喀什雷達(dá)回波圖上多地開始有對流發(fā)展，較明顯的回波帶有兩條，一條在烏恰縣北部沿山一帶初生，沿高空引導(dǎo)氣流東移；另一條在英吉沙縣南部沿山一帶初生并東北移，后向地面輻合線靠近。20：27 兩條回波帶移至地面輻合線附近，沿輻合線方向縱向發(fā)展。20：32 位于疏勒和英吉沙縣交界處回波發(fā)展迅速并演變?yōu)樾⌒偷墓位夭ǎ?.4°仰角反射率因子弓形回波中部西南側(cè)可見平行于回波主體的弱回波（出流邊界）。20：38上一時次出流邊界位置出現(xiàn)了中心強(qiáng)度超過50 dBZ 的強(qiáng)回波，回波后向傳播特征明顯[14]且發(fā)展迅速，該回波東南側(cè)可見與其平行的帶狀弱回波（出流邊界）。20：44 出流邊界位置雹云單體生成，其南側(cè)有新的對流單體生成，3.4°仰角該回波中心強(qiáng)度達(dá)62 dBZ（圖3a），1.5°仰角強(qiáng)回波區(qū)前側(cè)存在V 型缺口，表明有強(qiáng)的入流氣流進(jìn)入上升氣流。沿最強(qiáng)反射率因子核心做剖面，回波由回波墻、弱回波區(qū)和回波懸垂組成穹窿結(jié)構(gòu)，回波頂高超過9 km，62 dBZ強(qiáng)中心超過4 km，50 dBZ 強(qiáng)回波區(qū)在7 km 附近，接近-20 ℃層高度；弱回波區(qū)左側(cè)的回波墻區(qū)域?qū)?yīng)冰雹的下降通道，強(qiáng)回波區(qū)接地（圖4a）。20：50 回波強(qiáng)度迅速減弱，懸垂結(jié)構(gòu)消失，處于多單體非強(qiáng)風(fēng)暴階段[15]，降雹結(jié)束，雹云維持時間短。

8 月14 日00：50，烏恰縣西部淺山區(qū)附近沿西天山余脈和昆侖山之間山谷地帶有積云回波新生，沿山谷東移時不斷發(fā)展加強(qiáng)。01：07 回波中心強(qiáng)度超過50 dBZ，之后在東移過程中分裂為兩個塊狀回波，北側(cè)回波東移北上進(jìn)入山區(qū)減弱消散，南側(cè)回波沿309 省道附近東移并逐漸發(fā)展為強(qiáng)回波。01：42東移至康蘇青年渠附近回波迅速向上向下發(fā)展，50 dBZ 回波向下延展到3.2 km、向上伸展至9 km，剖面圖中已有回波懸垂。01：47 東移至黑孜葦鄉(xiāng)庫勒阿日克村附近的回波發(fā)展迅速，超過30 dBZ 的回波區(qū)南北伸展長度超過20 km，超過50 dBZ 回波面積迅速增大、中心強(qiáng)度達(dá)63 dBZ，3.4°和4.3°仰角徑向方向都可見三體散射長釘。02：04 強(qiáng)回波移至烏恰鎮(zhèn)，中心強(qiáng)度達(dá)64 dBZ，2.4°仰角回波區(qū)前側(cè)有V型缺口，三體散射長釘長度明顯增加，剖面圖上存在回波墻、弱回波區(qū)和回波懸垂結(jié)構(gòu)，回波頂高超過11 km，64 dBZ 強(qiáng)中心在4.9 km 附近，50 dBZ 強(qiáng)回波區(qū)高度達(dá)8.9 km，超過了-20 ℃層高度，強(qiáng)回波接地，烏恰站觀測到直徑8 mm 的冰雹。烏恰站降雹后，回波于02：10 東移至阿熱布拉克村附近，超過60 dBZ 強(qiáng)回波伸展和覆蓋范圍縮小，超過50 dBZ回波區(qū)高度有所下降。之后該回波在東移過程中再次發(fā)展加強(qiáng)，02：21 東移至康什維爾村附近，中心強(qiáng)度達(dá)65 dBZ（圖3b），多個仰角的徑向方向均觀測到三體散射長釘。剖面圖上回波頂高超過11 km，65 dBZ強(qiáng)中心達(dá)6.3 km，50 dBZ 強(qiáng)回波區(qū)高度在9.3 km左右，強(qiáng)回波接地，康什維爾出現(xiàn)直徑15 mm 左右的冰雹（圖4b），之后強(qiáng)回波繼續(xù)沿309 省道東移，02：40 開始減弱并移出克州。01：47—02：32 的9 個體掃三體散射長釘維持，雹云生命史長。

3.2 基本徑向速度和徑向速度剖面特征

“6·23”過程20：32 在3.4°仰角的帕其英也爾村附近出現(xiàn)了徑向速度輻合區(qū)，對應(yīng)區(qū)域的8.7°仰角存在速度輻散區(qū)（圖5a，5b），此時回波強(qiáng)度超過40 dBZ，之后輻合和輻散區(qū)隨強(qiáng)回波主體向東南擴(kuò)張。低層輻合是短時對流天氣產(chǎn)生和維持的重要動力機(jī)制，高層輻散可以進(jìn)一步使對流加強(qiáng)[16]；剖面圖中可以看到在7 km 以下都存在徑向速度輻合區(qū)，并且自20：32 開始維持多個體掃，具有較明顯的中尺度渦旋特征（圖5e，5f）。中尺度渦旋也是雹暴的一個重要特征，在其他條件類似的情況下，即使有比較弱的雷暴尺度渦旋，也利于雹徑增加[1]。

圖3 雷達(dá)基本反射率因子（單位：dBZ）

圖4 雷達(dá)反射率因子剖面（單位：dBZ，高度單位：千英尺kft，相當(dāng)于0.3 km）

“8·14”過程，01：53 在2.4°和6.7°仰角可以看到較明顯的低層輻合和高層輻散區(qū)，此時回波強(qiáng)度中心增至64 dBZ，并且6.7°仰角對應(yīng)區(qū)域輻散值約25 m/s（48.6 kts，kts 是knots per hour 的簡稱，即為節(jié)或海里/小時），存在較強(qiáng)的風(fēng)暴頂輻散（圖5c，5d），有利于中上層較強(qiáng)上升氣流的維持和冰雹的生長，與圖4b 中強(qiáng)回波區(qū)較高的伸展高度相對應(yīng)。剖面圖中4 km 以下存在徑向速度輻合區(qū)，4～7 km 徑向速度嚴(yán)重失真，直至冰雹天氣發(fā)生時徑向速度依舊存在失真，故剖面圖中顯示的中尺度渦旋特征相對不明顯。

3.3 垂直累積液態(tài)水含量（VIL）及其密度（VILD）特征

Amburn[17]研究發(fā)現(xiàn)VIL 對冰雹的出現(xiàn)有很好的判別作用，并得到了一些判別指標(biāo)。VILD 增大時，冰雹核會增大，風(fēng)暴會劇烈發(fā)展[18]。刁秀廣等[19]利用VIL 和VILD 的特性，分析其在冰雹中判據(jù)，能幫助識別冰雹等強(qiáng)對流風(fēng)暴，也為確定冰雹天氣的出現(xiàn)提供依據(jù)。

“6·23”過程降雹前，20：38 有VIL 和VILD 的躍增，分別從8 kg/m2和0.8 g/m3增至27.6 kg/m2和3 g/m3，表明對流云中的冰粒子處于碰撞增長階段，至20：44 達(dá)到極大值39 kg/m2和4.3 g/m3，開始出現(xiàn)降雹（圖6a、6c）。降雹結(jié)束后VIL 和VILD 降至14 kg/m2和1.5 g/m3，并持續(xù)下降。

“8·14”過程VIL 和VILD 在01：47 分別由前一時次的18 kg/m2和1.7 g/m3躍增到40 kg/m2和4.4 g/m3，并于02：04 達(dá)到最大值51.7 kg/m2和5 g/m3，烏恰鎮(zhèn)出現(xiàn)降雹。降雹開始后VIL 和VILD 于02：10降至37 kg/m2和3.7 g/m3，02：21 在康什維爾村附近增至另一大值55.7 kg/m2和5.5 g/m3（圖6b、6d），并維持較大值東移出烏恰。

4 成因分析

4.1 環(huán)境不穩(wěn)定條件

圖5 基本徑向速度和徑向速度剖面圖（單位：kts，高度單位：千英尺kft，相當(dāng)于0.3 km）

圖6 垂直液態(tài)水含量（單位：kg/m2）和垂直液態(tài)水含量密度（單位：g/m3）

由喀什站探空物理量參數(shù)分析可知（表1），“6·23”過程08 時850 hPa 與500 hPa 的溫度差為32 ℃，20 時增至36 ℃，環(huán)境溫度直減率較大，存在促進(jìn)對流發(fā)生和加強(qiáng)的條件[1]。850～500 hPa 假相當(dāng)位溫差超過6 ℃，假相當(dāng)位溫隨高度增加而減小，表明大氣靜力不穩(wěn)定。與以往研究個例不同[10]，08 時500 hPa 溫度為-11 ℃，至20 時隨著短波槽過境500 hPa 溫度不降反升，由于850 hPa 增暖明顯，導(dǎo)致環(huán)境溫度直減率增大、層結(jié)更加不穩(wěn)定，屬于暖平流強(qiáng)迫類[1]。沙氏指數(shù)SI、K 指數(shù)是判斷熱力不穩(wěn)定的常用參數(shù)，一般都會用于局地對流天氣的潛勢預(yù)報[1]。“6·23”過程K 指數(shù)由08 時27 ℃降至20 時24 ℃，沙氏指數(shù)SI 由0.8 ℃升至1.8 ℃，只有發(fā)生陣雨的可能性[20]。“6·23”過程08 時700 hPa 溫度露點(diǎn)差為10 ℃，850 hPa 為16 ℃，20 時分別增至14 ℃和26 ℃，僅500 hPa 附近降至1 ℃、空氣達(dá)到飽和，說明冰雹發(fā)生前中層干侵入不明顯，850～700 hPa沒有明顯的水汽輸送。從20 時溫濕層結(jié)曲線可以看出，中低層水汽飽和度較低，中層飽和，層結(jié)曲線呈“X”型（圖7a）。

“8·14”過程冰雹發(fā)生前，13 日08 時—20 時500 hPa 溫度略有上升，850 hPa 與500 hPa 的溫度差和假相當(dāng)位溫差分別達(dá)到35 ℃和11 ℃，850 hPa增暖也很明顯，導(dǎo)致環(huán)境溫度直減率增大，也屬于暖平流強(qiáng)迫類。短波槽過境時850 hPa 露點(diǎn)溫度增大、700 hPa 溫度露點(diǎn)差維持，13 日20 時K 指數(shù)增至35 ℃，SI 指數(shù)降至-1.5 ℃，此類與中低層濕度相關(guān)的指數(shù)強(qiáng)對流潛勢較明顯。13 日08 時700 hPa 溫度露點(diǎn)差為10 ℃，850 hPa 為16 ℃，20 時700 hPa仍維持10 ℃，850 hPa 升為19 ℃，500 hPa 附近由08 時的5 ℃升至8 ℃，冰雹發(fā)生前中層有一定干侵入，過程前期層結(jié)曲線為中低層相對較濕，中高層相對變干，呈“倒喇叭口”型（圖7b），更有利于風(fēng)雹型強(qiáng)對流發(fā)展[1]。

2 次冰雹過程前850～700 hPa 均未增濕，850～500 hPa 溫度垂直遞減率幾乎相當(dāng)?shù)臈l件下，由于“6·23”過程前850 hPa 露點(diǎn)溫度下降、700 hPa 溫度露點(diǎn)差增大，導(dǎo)致和中低層水汽關(guān)系密切的K 指數(shù)、沙氏指數(shù)SI 表征不明顯。2 次過程前地面露點(diǎn)溫度明顯增大，近地層增濕明顯，近地層的高溫高濕對局地雹云的發(fā)展尤為重要。

4.2 CAPE 和垂直風(fēng)切變

“6·23”過程CAPE 值由08 時的0 J/kg 躍增為20 時的533 J/kg，抬升指數(shù)LI 也存在減小現(xiàn)象（表1），表明冰雹過程發(fā)生前期（20 時）具有較大的不穩(wěn)定能量、層結(jié)向不穩(wěn)定發(fā)展，有利于對流高度和強(qiáng)度的發(fā)展加強(qiáng)。通常用地面及其以上6 km 高度的風(fēng)矢量差來表示深層垂直風(fēng)切變，08 時喀什站低層至500 hPa 有較明顯的東西風(fēng)切變，500 hPa 為8 m/s 的偏西風(fēng)，0～6 km 風(fēng)矢量差為12.4 m/s。因500 hPa 鋒區(qū)弱，短波槽過境時低層至500 hPa 風(fēng)向切變明顯減小，500 hPa 為6 m/s 的西南風(fēng)，垂直風(fēng)切變降為8.5 m/s（20 時），較弱的垂直風(fēng)切變使雷暴上升氣流中水負(fù)載明顯增加，更易啟動自毀機(jī)制，故雹云在維持一個體掃后就快速減弱。

“8·14”過程CAPE 值從168 J/kg 增至564 J/kg，且抬升指數(shù)LI 降至-2.6 ℃，大氣層結(jié)更不穩(wěn)定。500 hPa 鋒區(qū)強(qiáng)、短波槽進(jìn)入時風(fēng)速明顯增大，臨近降雹時500 hPa 為12 m/s 的西北風(fēng)，低層至500 hPa東西風(fēng)切變明顯，垂直風(fēng)切變升為15 m/s（20 時），達(dá)到中等強(qiáng)度垂直風(fēng)切變。較強(qiáng)的垂直風(fēng)切變有利于對流單體長時間維持、發(fā)展，并促進(jìn)對流風(fēng)暴懸垂結(jié)構(gòu)的形成，為風(fēng)雹的產(chǎn)生和維持提供了條件[1]。因此“8·14”過程對流單體初生后發(fā)展迅速，02：04 烏恰站出現(xiàn)降雹后，因較強(qiáng)的垂直風(fēng)切變使得對流單體能再次快速發(fā)展為雹云并維持多個體掃。

表1 喀什站探空物理量參數(shù)

圖7 2015 年6 月23 日20 時（a）和8 月13 日20 時（b）喀什站T-lnP 圖

4.3 0 ℃層和-20 ℃層高度

2 次過程發(fā)生前期0 ℃層高度分別由08 時的4 286 m 和4 796 m 升至20 時的4 627 m 和4 995 m（表1），表明低層暖層加厚，能量積累增多[4]，0 ℃高度均在600 hPa 上下。-20 ℃層高度分別由08 時的7 020 m 和7 550 m 增至20 時的7 550 m 和7 770 m，-20 ℃層高度均在400 hPa 附近，0 ℃層和-20 ℃層都位于成雹的有利高度[7]。0 ℃層和-20 ℃層高度之間的厚度越小，意味著該厚度區(qū)間溫度遞減率越大，條件不穩(wěn)定性越大，2 次過程降雹前厚度值分別為2 573 m 和2 775 m（20 時），“6·23”厚度更小，更利于產(chǎn)生冰雹。2 次過程中低層暖平流都使得0 ℃層和-20 ℃層的高度升高，但08 時和20 時0 ℃層和-20 ℃層的高度依然維持在成雹的有利高度。

4.4 觸發(fā)條件

“6·23”過程，19—20 時中亞低值系統(tǒng)西退南壓過程中外圍分裂短波槽東移進(jìn)入南疆西部，850 hPa為西北風(fēng)與東南風(fēng)的切變，地面疏勒至英吉沙縣一帶有一條中尺度輻合線，其東西兩側(cè)有較明顯的溫濕度差異（圖8a、8b）。沿山一帶生成的對流云團(tuán)東北移并向地面輻合線靠近，20：22 后，對流云團(tuán)移至地面輻合線附近，沿輻合線呈縱向發(fā)展；20：32 位于疏勒和英吉沙縣交界處小型的弓形回波中部西南側(cè)可觀測到出流邊界（偏北風(fēng)）；20：38 在出流邊界處出現(xiàn)了更強(qiáng)的回波，回波南側(cè)依然可見出流邊界，其南側(cè)區(qū)域站（艾古斯鄉(xiāng)3 村）風(fēng)向轉(zhuǎn)為偏南風(fēng)，偏南風(fēng)與后向傳播的對流云團(tuán)出流（偏北風(fēng)）形成輻合，觸發(fā)雹云在此快速發(fā)展降雹。偏南暖濕氣流沿冷空氣堆抬升，這可能是后向傳播的對流云團(tuán)在此快速發(fā)展的原因之一，20：38 和20：44 回波快速增強(qiáng)的位置與出流邊界位置幾乎重疊，也佐證了這一點(diǎn)。

8 月13 日20 時，克州烏恰站地面為偏東風(fēng)。隨著500 hPa 短波槽過境，烏恰西部山谷地帶309省道西端吉根鄉(xiāng)已轉(zhuǎn)為偏西風(fēng)、且風(fēng)速明顯增大（10 m/s），說明地面冷空氣已開始從西端“翻山”進(jìn)入山谷，23 時吉根鄉(xiāng)轉(zhuǎn)西北風(fēng)，位于山谷中西部吾合沙魯鄉(xiāng)維持偏東風(fēng)（圖8c、8d）。14 日01 時吾合沙魯鄉(xiāng)仍維持偏東風(fēng)、但風(fēng)速明顯減小，其下游烏恰站依然是偏東風(fēng)，此時初始對流回波在吾合沙魯鄉(xiāng)站西北側(cè)10 km 附近生成，之后沿山谷東移發(fā)展迅速。山谷地帶特殊地形條件下，翻山進(jìn)入沿山谷下滑的偏西冷空氣與沿山谷上坡的偏東暖濕氣流相遇，暖濕氣流沿下滑冷空氣上界爬升，觸發(fā)對流。隨著冷空氣的持續(xù)東進(jìn)，始終維持的局地輻合使對流單體快速發(fā)展為雹云單體并維持較長時間。

圖8 自動站地面填圖

5 結(jié)論

本文對比分析了“6·23”和“8·14”發(fā)生在南疆西部的2 次冰雹天氣過程，主要結(jié)論如下：

（1）2 次冰雹過程均發(fā)生在500 hPa 高空槽分裂短波槽東移并疊置在低層溫度脊之上，屬于暖平流強(qiáng)迫類。2 次冰雹天氣發(fā)生前850 與500 hPa 的溫度差和假相當(dāng)位溫差分別超過35 和6 ℃，均有一定的不穩(wěn)定能量，CAPE 值存在躍增且超過500 J/kg，抬升指數(shù)LI 降為負(fù)數(shù)。

（2）“6·23”過程低值系統(tǒng)西退南壓過程中分裂短波槽東移進(jìn)入南疆西部，配合有低空切變線和地面輻合線。“8·14”過程是在長波槽東南移過程中分裂短波槽東移進(jìn)入南疆西部，鋒區(qū)明顯強(qiáng)于“6·23”過程，系統(tǒng)前傾，且有200 hPa 高空急流配合，位于急流入口區(qū)右后方強(qiáng)輻散區(qū)。“8·14”過程垂直風(fēng)切變達(dá)15 m/s，為中等強(qiáng)度，且近地層增濕更明顯，層結(jié)曲線呈“倒喇叭口”型，更利于強(qiáng)對流的產(chǎn)生和雹云的維持。

（3）“6·23”過程回波在后向傳播過程中于出流邊界處迅速發(fā)展，雹云維持時間短，可預(yù)警時效短。中尺度渦旋特征更顯著，7 km 以下均有徑向速度輻合區(qū)，有利于雹徑增加。“8·14”過程冰雹為生命史超過40 min 的強(qiáng)對流單體造成，三體散射長釘特征明顯，可預(yù)警時效較長。2 次過程分別于降雹前的5 min和15 min 出現(xiàn)VIL 和VILD 的躍增現(xiàn)象，對冰雹短臨預(yù)報有一定的指示意義。

（4）2 次冰雹觸發(fā)機(jī)制不同，“6·23”過程是沿地面中尺度輻合線回波縱向發(fā)展、組織性加強(qiáng)，后向傳播的強(qiáng)回波出流邊界（偏北風(fēng)）與環(huán)境場偏南風(fēng)局地輻合觸發(fā)強(qiáng)對流。“8·14”過程是沿山谷下滑的冷空氣（偏西風(fēng)）與盆地上坡的暖濕氣流（偏東風(fēng)）相遇觸發(fā)初始對流，在山谷特殊地形條件下，始終維持的東西風(fēng)局地輻合、冷暖交綏使對流快速發(fā)展加強(qiáng)并在山谷地帶維持較長時間。