论文部分内容阅读
摘 要：该文通过对2015年6月16日发生在淮北地区典型冰雹过程的分析，淮北地区冰雹的出现常常和东北冷涡的活动紧密联系在一起。高空干冷低层暖湿，是这次冰雹产生的典型特征。东北冷涡后部的横槽下摆，中高层干冷平流叠加在底层暖平流之上，在近地面露点锋（干线）、中尺度辐合线、冷锋等触动下，引发冰雹等强对流天气发生。冰雹发生时在雷达回波上具有以下几个特点：在其移动方向右边有界弱回波区BWER形态生成；最大反射率因子在60dBZ以上维持多个体扫；沿着其径向在高仰角（2.4°）伴有“三体散射”（TBSS）；采用0.5°、2.4°和6.0°不同仰角反射率因子可以看到回波向低层入流一侧倾斜， 出现超级单体典型特征。从卫星云图云的形态特征上主要表现为，东北地区为螺旋低涡云系，有干冷空气嵌入到涡旋中心。造成淮北地区大范围风雹强对流的天气系统是由多个中-β对流单体合并形成中尺度对流系统（MCS）产生的。水汽云图对判断冰雹具有较强的指示意义，尤其是干冷空气深入的区域即“干侵入”，对这次冰雹的发生起到至关重要的作用。
关键词：冰雹；天气背景；云图雷达图特征；触发机制
中图分类号 S427 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2016）21-0102-03
宿州市北部砀山靠近黄河流域，南部灵璧泗县地处淮河流域，是南北冷暖空气交汇的过渡地带，加之地形复杂（残丘、平原、中南部水网横竖交错），是安徽省冰雹高发地区。宿州市平均每年降雹6～8次，且有逐年增多的趋势。根据宿州市近10年冰雹发生的初步统计结果，从空间分布来看，冰雹发生的地区和龙卷风发生的地方不尽相同，龙卷多发生在地势相对比较平坦、开阔的区域，而冰雹主要出现在淮北中北部地形相对不平坦的地区尤其是多残丘分布的区域。
淮北地区的冰雹主要出现在春末和初夏即每年的4—6月，这个季节往往也是淮北地区冷暖势力频繁交锋的时间点。冰雹发生的时间主要出现在午后，以14：00—20：00的时间段位最多，少数也会出现在凌晨，但造成的灾害往往比较大。例如，影响比较大的2005年6月15日凌晨发生在安徽北部强烈雹暴，在固镇出现了直径达到12cm的巨大冰雹，造成了重大人员伤亡和财产损失。本文针对这次冰雹过程，在大的背景场分析基础上，重点从该次冰雹云图和雷达图的主要特征上进行分析，为类似强对流天气提供短临预报。
1 天气背景
2005年6月14日夜里到15日凌晨，宿州市5个县市出现雷雨大风，其中墉桥区多个乡镇出现冰雹，冰雹最大直径达到20mm左右（鸡蛋黄大小）。灾害造成墉桥区的朱仙庄镇重伤2人，轻伤若干人，芦岭伤2人，西瓜、玉米、棉花、蔬菜大棚、损失惨重，树木、电线杆被大风折断，部分乡镇房屋被击穿，损毁严重。
这次强对流天气发生前，6月14日20：00在500hPa图上（见图1b）我国东北地区维持一深厚的冷涡，沿海为一低槽区，500hPa低槽超前700hPa和850hPa槽线，为典型的前倾槽形势。925hPa辅合线与850hPa切变线与200hPa高空急流轴相交于冰雹发生的区域，地面处在倒槽区域内，在宿州北部有一地面辐合线（见图1f）。高空冷空气叠加到低层暖空气之上，使得大气层结变得异常不稳定。在地面辅合线、干线的触发下，使得处于对流性不稳定区域内的能量得以释放出现了强风雹天气。
2 雷达与云图主要特征分析
2.1 雷达特征 2005年6月14日20：45—21：25，在宿州北部有多个对流单体生成，并不断发展加强并向东南方向移动，00：10（图2）69dBZ强中心移到宿州。在其移动的过程中中层出现了有界弱回波区（图2e、f），在高仰角（2.4°）伴有辉斑回波即“三体散射”（TBSS）（图2c），并多次出现，这对判断冰雹具有十分重要指示意义（图2a、b、c、d双箭头所示）。采用0.5°、2.4°和6.0°不同仰角反射率因子可看到回波向低层入流一侧倾斜，出现超级单体典型特征，标志着风暴进入强风暴阶段（图2a、c、d）。此后该强风暴从00：04—01：10的1h左右，在宿州境内自西向东南移动，造成了宿州市墉桥区多个乡镇出现冰雹，其中朱仙庄镇的冰雹最大直径达到20mm左右（鸡蛋黄大小）。
2.2 云图特征 从云的形态上，冰雹常常发生在冷涡低槽云系的尾部。水汽云图对判断冰雹具有较强的指示意义，尤其是干冷空气深入的区域（水汽云图的暗色区域）即“干侵入”对冰雹的发生有着至关重要的作用。2005年6月14日22：00，在FY-2红外卫星云图上东北地区为冷涡云系（图3a），有干冷空气嵌入到冷涡中心（图3b）。深厚的东北低涡系统下，山东半岛的低槽云系在东移南下过程中，主体逐渐向东北方向发展。从2005年6月14日22：00至6月15日02：00每1h红外云图可以看出：造成淮北地区及其安徽省东部大范围风雹强对流的天气系统是东北冷涡控制下的一个中尺度对流系统MCS[1]。在主体云带的尾部（图3a、b），形成中尺度对流系统（MCS）。水汽云图上（图3b），14日22时干冷空气（黑色区域）已经深入到冰雹发生区域的上空。
3 触发机制
2005年6月14日20：00，淮北地区位于850hpa的暖脊控制之下，地面处在倒槽里；东南风将近地面的暖湿气流带到冰雹发生区域内（见图4a、b）。距离风暴发生前5h内，淮北地区有辅合区存在（图4d），中尺度辅合线位于淮北北部砀山附近（图4c）。15日凌晨，在地面冷锋、辅合线、干线的触发下（图4），使得处在热力不稳定区域内的能量得以快速释放，产生了冰雹雷雨大风等强对流天气。
4 结语
通过对这次典型冰雹分析，初步得出以下几点结论：
（1）冰雹发生前，在500hPa图上我国东北地区有低涡存在并有冷中心相配合，高空冷平流的强弱是冰雹能否发生的关键。
（2）冰雹发生时在雷达回波上具有以下几个特点：一是反射率强，冰雹发生时回波强度大于60dbz，且持续时间长。二是回波顶高，冰雹发生时回波顶高大于12km，冰雹发生时垂直累积液态含水量（VIL）发生跃变，这一变化规律为判断风暴中冰雹提供了参考依据。三是冰雹发生时伴有三体散射（TBSS）、中层的有界弱回波区（BWER）等具有重要指示意义的回波特征。
（3）在云图上，冰雹发生在东北冷涡低槽云系的尾部，水汽云图对判断冰雹具有较强的指示意义，尤其是干冷空气深入的区域即“干侵入”对冰雹的发生有着至关重要的作用，因为干侵入激发不稳定能量的产生，有效促进了强对流的发展。
（4）在冰雹发生前6h，冰雹发生区域附近有辅合线和干线或者冷锋存在，干线、中尺度辅合线和冷锋是此次冰雹发生的主要触发系统。
参考文献
[1]陈晓红，郝莹，周后福，等.一次罕见冰雹天气过程的对流参数分析[J].气象科学，2007，27（3）：335-341.
（责编：张宏民）
关键词：冰雹；天气背景；云图雷达图特征；触发机制
中图分类号 S427 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2016）21-0102-03
宿州市北部砀山靠近黄河流域，南部灵璧泗县地处淮河流域，是南北冷暖空气交汇的过渡地带，加之地形复杂（残丘、平原、中南部水网横竖交错），是安徽省冰雹高发地区。宿州市平均每年降雹6～8次，且有逐年增多的趋势。根据宿州市近10年冰雹发生的初步统计结果，从空间分布来看，冰雹发生的地区和龙卷风发生的地方不尽相同，龙卷多发生在地势相对比较平坦、开阔的区域，而冰雹主要出现在淮北中北部地形相对不平坦的地区尤其是多残丘分布的区域。
淮北地区的冰雹主要出现在春末和初夏即每年的4—6月，这个季节往往也是淮北地区冷暖势力频繁交锋的时间点。冰雹发生的时间主要出现在午后，以14：00—20：00的时间段位最多，少数也会出现在凌晨，但造成的灾害往往比较大。例如，影响比较大的2005年6月15日凌晨发生在安徽北部强烈雹暴，在固镇出现了直径达到12cm的巨大冰雹，造成了重大人员伤亡和财产损失。本文针对这次冰雹过程，在大的背景场分析基础上，重点从该次冰雹云图和雷达图的主要特征上进行分析，为类似强对流天气提供短临预报。
1 天气背景
2005年6月14日夜里到15日凌晨，宿州市5个县市出现雷雨大风，其中墉桥区多个乡镇出现冰雹，冰雹最大直径达到20mm左右（鸡蛋黄大小）。灾害造成墉桥区的朱仙庄镇重伤2人，轻伤若干人，芦岭伤2人，西瓜、玉米、棉花、蔬菜大棚、损失惨重，树木、电线杆被大风折断，部分乡镇房屋被击穿，损毁严重。
这次强对流天气发生前，6月14日20：00在500hPa图上（见图1b）我国东北地区维持一深厚的冷涡，沿海为一低槽区，500hPa低槽超前700hPa和850hPa槽线，为典型的前倾槽形势。925hPa辅合线与850hPa切变线与200hPa高空急流轴相交于冰雹发生的区域，地面处在倒槽区域内，在宿州北部有一地面辐合线（见图1f）。高空冷空气叠加到低层暖空气之上，使得大气层结变得异常不稳定。在地面辅合线、干线的触发下，使得处于对流性不稳定区域内的能量得以释放出现了强风雹天气。
2 雷达与云图主要特征分析
2.1 雷达特征 2005年6月14日20：45—21：25，在宿州北部有多个对流单体生成，并不断发展加强并向东南方向移动，00：10（图2）69dBZ强中心移到宿州。在其移动的过程中中层出现了有界弱回波区（图2e、f），在高仰角（2.4°）伴有辉斑回波即“三体散射”（TBSS）（图2c），并多次出现，这对判断冰雹具有十分重要指示意义（图2a、b、c、d双箭头所示）。采用0.5°、2.4°和6.0°不同仰角反射率因子可看到回波向低层入流一侧倾斜，出现超级单体典型特征，标志着风暴进入强风暴阶段（图2a、c、d）。此后该强风暴从00：04—01：10的1h左右，在宿州境内自西向东南移动，造成了宿州市墉桥区多个乡镇出现冰雹，其中朱仙庄镇的冰雹最大直径达到20mm左右（鸡蛋黄大小）。
2.2 云图特征 从云的形态上，冰雹常常发生在冷涡低槽云系的尾部。水汽云图对判断冰雹具有较强的指示意义，尤其是干冷空气深入的区域（水汽云图的暗色区域）即“干侵入”对冰雹的发生有着至关重要的作用。2005年6月14日22：00，在FY-2红外卫星云图上东北地区为冷涡云系（图3a），有干冷空气嵌入到冷涡中心（图3b）。深厚的东北低涡系统下，山东半岛的低槽云系在东移南下过程中，主体逐渐向东北方向发展。从2005年6月14日22：00至6月15日02：00每1h红外云图可以看出：造成淮北地区及其安徽省东部大范围风雹强对流的天气系统是东北冷涡控制下的一个中尺度对流系统MCS[1]。在主体云带的尾部（图3a、b），形成中尺度对流系统（MCS）。水汽云图上（图3b），14日22时干冷空气（黑色区域）已经深入到冰雹发生区域的上空。
3 触发机制
2005年6月14日20：00，淮北地区位于850hpa的暖脊控制之下，地面处在倒槽里；东南风将近地面的暖湿气流带到冰雹发生区域内（见图4a、b）。距离风暴发生前5h内，淮北地区有辅合区存在（图4d），中尺度辅合线位于淮北北部砀山附近（图4c）。15日凌晨，在地面冷锋、辅合线、干线的触发下（图4），使得处在热力不稳定区域内的能量得以快速释放，产生了冰雹雷雨大风等强对流天气。
4 结语
通过对这次典型冰雹分析，初步得出以下几点结论：
（1）冰雹发生前，在500hPa图上我国东北地区有低涡存在并有冷中心相配合，高空冷平流的强弱是冰雹能否发生的关键。
（2）冰雹发生时在雷达回波上具有以下几个特点：一是反射率强，冰雹发生时回波强度大于60dbz，且持续时间长。二是回波顶高，冰雹发生时回波顶高大于12km，冰雹发生时垂直累积液态含水量（VIL）发生跃变，这一变化规律为判断风暴中冰雹提供了参考依据。三是冰雹发生时伴有三体散射（TBSS）、中层的有界弱回波区（BWER）等具有重要指示意义的回波特征。
（3）在云图上，冰雹发生在东北冷涡低槽云系的尾部，水汽云图对判断冰雹具有较强的指示意义，尤其是干冷空气深入的区域即“干侵入”对冰雹的发生有着至关重要的作用，因为干侵入激发不稳定能量的产生，有效促进了强对流的发展。
（4）在冰雹发生前6h，冰雹发生区域附近有辅合线和干线或者冷锋存在，干线、中尺度辅合线和冷锋是此次冰雹发生的主要触发系统。
参考文献
[1]陈晓红，郝莹，周后福，等.一次罕见冰雹天气过程的对流参数分析[J].气象科学，2007，27（3）：335-341.
（责编：张宏民）