湖北人工防雹作業概念模型研究

易柯欣　袁正騰　李德俊

摘要 應用數值模式地面和高空實況資料，結合湖北2015—2017年人工防雹作業數據進行冰雹云天氣系統分型，發現湖北冰雹天氣發生的有利環流形勢類型為西北氣流型、副高邊緣型、副高內部型及其他類型。通過對西北氣流型、副高邊緣型這2類主要冰雹云系500 hPa、700 hPa、850 hPa、地面各層影響系統、溫壓濕風特征進行了分析，建立了西北氣流型、副高邊緣型的人工防雹作業概念模型。

關鍵詞 冰雹;人工防雹;概念模型;西北氣流型;副高邊緣型

中圖分類號：P482 文獻標志碼：B 文章編號：2095–3305（2021）11–0056–02

冰雹災害是一種頻發性氣象災害，具有空間尺度小、變化快、生命史短、來勢猛烈、破壞力強、預報難度大等特點，其發生發展機制比較復雜，常伴隨雷電大風、短時強降水等突發性天氣，給農業長產、交通運輸、通訊電力等諸多行業帶來嚴重影響[1-2]。

近年來，湖北省西部山區利用氣象現代化建設成果積極開展地面人工防雹作業，為當地生態保護及經濟、社會的發展作出了巨大貢獻。然而，山區人工防雹的若干關鍵技術仍有待進一步研究解決，如實際防雹作業過程中怎樣區分雹云與非雹云？防雹作業條件指標有哪些？如何指導科學的防雹作業？這些都是人們極為關注的問題，而解決這些問題的關鍵在于建立人工防雹作業的概念模型。

1 資料與方法

遵循當日開展人工防雹作業次數達到10次及以上的原則，從2015—2017年湖北省西部山區34縣（市）的人工防雹作業數據中篩選出70個符合要求的樣本。為了客觀地表現天氣系統及溫壓濕風等要素高低層不同配置對冰雹天氣的貢獻，本研究采用中國氣象局推行的中尺度天氣圖分析技術規范與統計學、天氣學診斷方法，利用MICAPS系統分別對70個樣本進行分析，主要內容為500 hPa、700 hPa、850 hPa、地面各層影響系統、溫壓濕風特征，并由此進行環流形勢分型研究，冰雹云天氣系統劃分結果見表1。從表1中可看出，西北氣流型、副高邊緣型冰雹天氣發生次數較多，占60%以上;副高內部型、其他類型占比相對較少。選取典型個例分別對西北氣流型和副高邊緣型主要冰雹云系進行上中下層綜合的中尺度環境場分析，建立湖北人工防雹作業概念模型。

2 湖北人工防雹作業概念模型

2.1 西北氣流型典型個例分析

2016年4月27日08：00 500 hPa形勢場上有一低槽東移，溫度槽略落后于高度槽，促使低槽繼續加深發展;湖北省為槽后強盛西北氣流控制，槽后急流核風速接近20 m/s，鄂西山區高空有干冷空氣侵入;700 hPa切變線與高空槽線位置基本重合，有一明顯干舌向南伸展;850 hPa上存在一條河南西南部—四川以東的切變線，并有低空急流不斷向鄂西北地區輸送暖濕空氣;14：00地面有濕舌向北伸展，存在干濕分界的露點鋒區，“上干下濕”的垂直配置加強層結不穩定性，為冰雹生成創造了有利條件;地面存在一條西北風與偏東風的中尺度輻合線，冰雹強對流天氣出現在輻合線附近干舌與濕舌重疊的區域里。西北氣流型防雹作業概念模型見表2。

2.2 副高邊緣型典型個例分析

2017年7月19日08：00 500 hPa上華北地區有一低渦，低渦中心—四川以東的低槽配合700 hPa上位于陜甘南地區的切變線東移南壓;同時700 hPa與850 hPa的海上暖濕氣流沿著副熱帶高壓外圍源源不斷向湖北省輸送，急流軸最大風速達到20 m/s，低層水汽條件維持較好;地面受低壓系統控制，14：00鄂西北至鄂西南地區存在一條東南風與偏北風的中尺度輻合線，冰雹強對流天氣出現在中低層急流與輻合線的交界處。副高邊緣型防雹作業概念模型見表3。

3 結論

（1）湖北人工防雹作業概念模型可分為4種類型：西北氣流型、副高邊緣型、副高內部型、其他類型。

（2）西北氣流型和副高邊緣型防雹作業概念模型的相同點在于動力抬升作用都離不開高空低槽、中低層切變線、地面中尺度輻合線的“默契”配合，水汽的重要來源都是850 hPa的暖濕低空急流;不同點在于西北氣流型位于槽后，“上干下濕”的垂直配置更加明顯，而副高邊緣型位于槽前，700 hPa也存在暖濕中低空急流，水汽供應更加充足深厚。

（3）本文僅分析了2015—2017年的個例，概念模型的建立也相對主觀，環流分型的合理性檢驗有待后續大量的個例分析來提供數據支撐，因而今后的業務工作將重點在這方面進一步完善。

參考文獻

[1] 陳關清，楊群，李偉棟，等.貴州銅仁連續兩次冰雹天氣過程的對比分析[J].干旱氣象，2016，34（1）：163-172.

[2] 吳哲紅，胡秋紅，蒙軍，等.2017年貴州中西部冰雹流型識別和物理量特征檢驗[J].中低緯山地氣象，2018，42（6）：8-14.

責任編輯：黃艷飛