貴州地區冰雹雷達回波特征及預報應用探討

（民航貴州空管分局氣象臺，貴州 貴陽 550012）

冰雹是一種極端天氣，形成于積雨云中。貴州處于中低緯度地帶，由于受地理地形環境因素影響，境內常發生冰雹現象，來勢較為猛烈，大量損害了地區農作物，給地區人民的經濟財產、人身安全造成了一定程度影響。天氣雷達為有效檢測雷達天氣、研究及其預報提供了強有力的支撐。

1 根據降冰雹的時空分布安排探測時次

由貴州冰雹天氣的分布情況得出，每年春季，即3—5月之間，出現冰雹天氣的時間至少為5 d 以上，出現冰雹天氣的天數內，每天大部分時間都在下冰雹，每小時內降雹站次達到15 個以上，16：00—21：00 這個時間段，高達25個以上。因此，每年3—5 月之間，有關部門應安排雷達來監測冰雹天氣，以便提前采取防范措施。

2 雷達的加密觀測

通過有關數據，并結合有關降雹案例，分析了貴州境內天氣系統、探空資料及有關物理量，總結出以下情況雷達應該進行加密觀測。

2.1 降雹天氣系統

當出現以下天氣系統時，應當結合有關資料進行雷達加密監測：高原槽、渦切變線、北方大槽、南支槽；渦切變、切變線及北方高壓、高壓后部偏南氣流；當地面出現冷峰、靜止峰、高壓后部偏向南氣流。

2.2 貴陽探空資料

800 hPa 位勢高度為145 位勢什米左右；450 MPa 位勢高度為540 位勢什米左右；800 hPa 位勢高度上的比濕3—5月分別大于5.9 g/kg、8.9 g/kg、11.5 g/kg；550 hPa 的溫度為0 ℃；650～350 MPa 之間的溫度大于25 ℃。當貴陽探空資料符合上述情況時，應當進行雷達加密監測。

2.3 最小的穩定指數值、靜力總溫度

宜賓、武漢、昆明、重慶、南寧、貴陽、畢節、成都等7 個站的潛在穩定指數的平均值在3—5 月間的數值分別接近于12.3、6.2、3.2，且在這幾個站中，最小的穩定指數值分別在1.2、-2.1、-2.4 數值附近，貴陽的潛在穩定指數分別為16.1、2.5、3.1。

450 MPa 和800 MPa 等壓面上的相當位溫在3—5 月間的數值分別在-5.6、-6.5、-10.2 數值附近，在貴州14：00 的區域天氣分布圖上，3—5 月間的靜力總溫度分別為55 ℃、67.5 ℃、79.5 ℃。當出現以上兩種物理量數據時，應當進行雷達加密監測。

2.4 衛星云圖資料

當出現以下情況時，應當進行雷達加密監測，并且應當注意冷峰末端及降水云上的V 形缺口部位：如果發現云圖在北緯22°～32°以及東經90°～120°出現流云團；或者在東經120°處，低渦向東移動，低槽渦后存在冷流南下的趨勢時，應當進行雷達加密監測。

3 根據回波參數追蹤觀測

當雷達監測到的回波參數值高于觀測資料總結出的降雹天氣回波參數平均水平時，即監測到3—5 月間的回波強度數值分別大于40.2 dBz、45 dBz、46 dBz；或者強波頂高超過9.2 km、11.2 km、13.8 km，且在經過衰減后，衰減值下降20 分貝后，頂高下降分別小于1.8 km、2.2 km、3.1 km；或回波移動速度大于35 km/h 時，都應當采用雷達加密監測。

4 回波形態特征的監測，對流回波的合并

4.1 降雹回波的形態特征

通過PPI 可看出，貴州降雹回波形態主要有塊狀、呈塊帶狀、帶狀三種基本形態。一般來說，塊狀的回波強度差距較大，帶狀的寬度介于12～55 km 間，從CRT 上可看見一個或者多個強中心。呈塊帶狀和帶狀的回波通常由強度不同的回波快以及單體的回波組成，帶狀長度為80～220 km，帶狀寬度為30～70 km，從雷達氣象上的分類來看，帶狀波可以分為向南移動形狀以及向東移動形狀。南移動型回波按照排列方式的不同，可以分為東西排列以及西北東南向排列，帶狀常伴隨傳播方式前進，降雹基本上都基于主體回波，地面降雹呈間歇形式。

有時候單體回波會向東北方向移動，在進行雷達加密監測時，應當使用規定的移動來表示回波的移動方向，還應當注意回波的變化情況。向東移動的回波通常呈南北形勢或者在西南東北方向進行排列，降雹發生時往往存在于較大且穩定的單體波上，隨著降雹進行到一定程度時，降雹強度會逐漸減弱，由于緊接著系統進行傳播，致使降雹又發生在下一個單體波上，這樣循環依次傳播下去，在進行降雹雷達監測時，應當注意成熟而強大的單體傳播情況。

對于發生在冷氣團下的降雹，一般呈現此起彼落的生消狀態，分布情況較為混亂，當存在熱力條件時，降雹的移動方向受中下層環境風向的影響，降雹最強強度多發生于回波群中，并發生于幅度較大的回波單體上。貴州境內監測到的降雹回波形狀甚至還有人字形狀、鉤形狀、弧形缺口狀等形態。從RHI 上來看，貴州境內監測到的降雹形狀呈柱狀、紡錘狀，在一些比較強的雹云之間，還能觀察到比較典型的回波墻、假象的回波以及無回波等形態。

4.2 帶狀回波波動及對流回波的合并

貴州降雹的一種重要形式是回波的波動，相對流動的回波形成合并，進行融合、交叉。回波的合成通常由兩塊積云作用而成；或者是經過濃積云合并成積雨云后，由積雨云進一步形成雹云；甚至還有的積雨云與雹云進行合并，促使雹云迅速形成。貴州地理形勢的多樣性，促使回波移動的方向以及移動的速度發生變化，進一步使回波合并的機會加多。

另一方面，貴州時常會出現熱低壓空氣的現象，由于一定空間內的氣壓發生變化，促使積云向低壓區域移動，這樣的情況也有利于回波的合并。根據雷達監測到的情況來看，當回波之間出現輻射現象時，即回波之間的移動方向和移動速度發生變化時，將有利于回波的形成，經過合并后，回波的強度以及高度也隨之增加，在合并過程中，長期回波會立刻增長形成雹云母體，所以，在進行雷達監測時，應當格外注意回波的合并情況。

5 冰雹落點的預報探測

5.1 根據回波的移動引導氣流外推

對于單塊回波的預測，一般可以增加觀測范圍，依據回波的移動方向、移動速度直接向外推，在高空風力較大的情況下，單塊回波與450 MPa 高度上的低壓槽等高線的方向一樣，因此可以此來進行單塊回波的外推預報。

對于呈塊帶狀及帶狀回波的推測，可在監測到回波帶的第一小時時，采用雷達監測其移動變化情況；監測到帶狀回波一小時后，測定其的移動速度以及移動的方向，并根據移動速度來推測大概移動的距離；往后根據每小時的觀測情況再測出總的平均速度，最終根據總平均速度進行外推。

5.2 將強降壓區和高能區作為冰雹的落點

5.2.1 資料收集

挑選了貴陽附近畢節地區的資料進行了探索，采集了該地區的有效雷達回波圖片，選取具有代表性的個例進行了分析，收集了發生降雹前后數小時的數據變化情況，這些數據來源于畢節的各個縣以及附近的息烽、凱里、安順、黔南州等氣象臺，數據包含氣壓、氣溫、水汽壓等方面的內容。并進行了修正，計算出了每個氣象站每小時的4 h 變壓以及地面靜力總溫度。

5.2.2 數據合成分析

對畢節地區降雹前0～4 h 間的5 個時次進行了分析，計算出了平均的3 h 變壓以及地面靜力總溫度。在發生降雹之前，畢節地區處于強降壓區和高能區，說明畢節地區可成為落點預報區；在降雹3 h 前，高能軸線由息烽地區過渡到畢節地區；降雹前，東部變壓線和等能線較為密集，說明雹云主要由東向西影響畢節地區；地形的阻擋作用較為明顯，正變壓區和低能區主要進入地勢較為低的凱里、安順，從而避開了地勢較為高的黔南州。

5.2.3 預報著眼點

將強壓區和高能區作為降雹的落腳點，依據回波強顯示的位置，得出以下結論：降雹前高能區以及強降壓區只發生在威寧及大方一帶以東，雷達顯示的中心位置處于畢節以東，說明冰雹將會在畢節以東地區發生，屬于這一類型的約占30%；降雹發生前，高能區持續穩定出現在興義以南，回波強中心多位于綏陽以南，說明冰雹主要降落在興義、綏陽以南一帶，屬于這一類型的約占40%；降雹前高能區以及強降壓持續穩定在凱里、安順一帶以東，雷達回波大部分從織金以東向畢節地區移動，則表明這三個地區都會發生降雹天氣，屬于這一類型的約占30%，其余10%屬于不明顯情況。

6 結論

總的來說，基于貴州現有監測設備及監測技術，為充分發揮雷達的作用，查找了貴州雷達氣候統計的有關資料，建立了關于雷達天氣資料的管理系統，結合省內工作人員的監測經驗，初步得出了貴州冰雹天氣的雷達監測方法及預報方法。