昭蘇“2013.7.23”冰雹天氣分析

楊勇 朱弋 朱風(fēng)利 鄧偉凱 祝小梅

摘要：利用 MICAPS 常規(guī)資料以及雷達等非常規(guī)資料對 2013 年 7月 23日伊犁河谷昭蘇地區(qū)發(fā)生的局地冰雹天氣進行了分析，發(fā)現(xiàn)：這次冰雹天氣是由高空低渦、地面冷鋒和地面雷暴小高壓共同影響造成的，屬于低渦冷鋒型；地面冷鋒、高空低渦為強對流發(fā)生的觸發(fā)機制；降雹當(dāng)日探空圖反映不明顯，沒有大的不穩(wěn)定能量，但存在上干冷下暖濕的對流不穩(wěn)定層結(jié)；降雹主要是由孤立發(fā)展的強對流單體造成；垂直累積液態(tài)水含量的驟增和大值的維持與降雹強度及降雹持續(xù)時間有一定的對應(yīng)關(guān)系。

關(guān)鍵詞：昭蘇；冰雹；雷暴高壓；多普勒雷達

基金項目：新疆氣象局科研項目（201519）

中圖分類號： P458 文獻標(biāo)識碼： A DOI編號： 10.14025/j.cnki.jlny.2016.17.062

冰雹是中小尺度系統(tǒng)的產(chǎn)物，在一定的大氣環(huán)流背景下發(fā)生的。冰雹的發(fā)生，具有較強的隨機性、突發(fā)性、局地性。多年來我國氣象工作者對冰雹做了許多研究，也獲得了許多成果[1-3]。新疆的氣象學(xué)者也對新疆的冰雹天氣做了些研究[4，5]，但都是從氣候特征方面做得研究。

昭蘇位于新疆西部天山北麓，海拔高度1323～6995米，四周群山環(huán)抱，山地、草原、河流等復(fù)雜下墊面使得昭蘇成為新疆乃至西北地區(qū)的冰雹高發(fā)區(qū)，年平均日數(shù)高達19天。受中亞暖濕氣流和北方冷空氣的共同影響，2013年7月23日16時32分～17時02分在昭蘇縣擦汗烏蘇鄉(xiāng)發(fā)生了冰雹災(zāi)害，冰雹直徑1厘米，積雹厚度2厘米，擦汗烏蘇縣在縣城西南部，距縣城50公里。冰雹范圍廣，強度大，持續(xù)時間長，降雹時間有半小時，使全鄉(xiāng)4332.73公頃作物受災(zāi)（其中春小麥3052.6公頃，油菜1280.13公頃），草場6200公頃受災(zāi)，直接經(jīng)濟損失3421萬元。通過對此次冰雹天氣的研究，以期對昭蘇冰雹天氣的深入研究提供背景資料，為冰雹的預(yù)測提供理論依據(jù)，也為政府部門指揮防災(zāi)減災(zāi)提供參考。

1冰雹發(fā)生的天氣形勢分析

2013年7月23日08時500hPa 高空圖上（圖1），可以看到在中亞地區(qū)有一低渦，伊犁地區(qū)位于低渦底部的偏西氣流中，冷渦中心與其南部的伊犁地區(qū)的溫差為3℃左右，國境以西有弱的冷平流。700hPa圖上（圖略）可以看到國境以西中亞地區(qū)有一較強的偏西南氣流，風(fēng)速在8～12米/秒，且中亞至新疆為大片濕區(qū)，溫度露點差小于2℃。隨著冷渦的東移南壓，冷渦底部不斷分裂短波影響伊犁地區(qū)，使得500hPa上伊寧市的氣溫降低4℃。西南暖濕氣流的不斷輸送，伊寧市的溫度露點差值從22 日20時的27℃減小到23 日08時的19℃。并且可以明顯看到對流層下層850～700hPa，國境以西到伊犁地區(qū)一帶有明顯的增溫，對流層中層500hPa有明顯的降溫。23日08時850hPa與500hPa溫度差為30℃。850hPa上伊寧市與上游地區(qū)有明顯的風(fēng)向輻合。

在23日08時的地面天氣圖上（圖略），伊犁地區(qū)處于減壓升溫中，三小時變壓為-0.9hPa，而在上游地區(qū)大片的正變壓區(qū)，中亞地區(qū)出現(xiàn)中心氣壓值為1007.5hPa的雷暴小高壓。因此，造成這次冰雹天氣過程的大尺度影響系統(tǒng)是高空冷性低渦的東移南壓，并配合低空輻合共同影響。高空對應(yīng)冷平流，而低層暖濕氣流的輸送，使得在對流層中低層形成了大范圍上冷下暖的不穩(wěn)定層結(jié)，同時中高層為冷平流，低層為暖平流，易引起強烈的上升運動。地面形勢場存在明顯的雷暴高壓。不穩(wěn)定能量和強的觸發(fā)機制促使這次冰雹天氣過程的爆發(fā)。

2 T- ln P圖分析

從7月23日08時伊寧站的探空圖（圖略）上看，沒有明顯的正不穩(wěn)定能量，但有下暖濕和上干冷的不穩(wěn)定層結(jié)。低層850hPa以下為東南風(fēng)，而以上為偏西風(fēng)，有很強的風(fēng)垂直切變。

2.1 0度層和-20度層高度

一般來說冰雹都發(fā)生在零度層和-20度層高度適宜的情況下，適宜降雹的零度層高度一般在四公里上下，-20度層高度在400百帕等壓面高度附近或以下有利于降雹。23日8時，伊寧站-20度層高度約為6698.3米， 比400hPa的高度7390米低了600多米，0度層高度為3816.1米左右?？梢钥闯?度層和-20度層高度都有利于降雹。

2.2 沙氏指數(shù)SI

沙氏指數(shù)定義為小塊空氣由850hPa開始，干絕熱地上升到抬升凝結(jié)高度，然后再按濕絕熱遞減率上升到500hPa，在500hPa上的大氣實際溫度（T500）與上升氣塊到達500hPa時的溫度的差值，即為SI。SI>0表示氣層較穩(wěn)定，如SI<0表示氣層不穩(wěn)定，負值越大，氣層越不穩(wěn)定。從7月23日08時的伊寧站的探空圖上（圖略）可以看出，當(dāng)日08時伊寧站的SI為0.42，較有利于降雹。

3泉市多普勒雷達產(chǎn)品特征分析

3.1 雷達回波強度分析

從雷達回波演變圖中（圖2）可以看出，16：10（圖2a）在西南方向距離雷達站110～150公里處有一呈塊狀的降水回波，回波中有兩個中-γ尺度的回波單體，北面的回波單體強中心達到51 dBz，強回波的回波頂高在10公里左右，垂直液態(tài)水含量為11公斤/立方米；南面的回波單體較弱，強度只有45 dBz 左右。到16：21時兩個回波單體發(fā)展東移，并且北面的回波單體發(fā)展成一準(zhǔn)東西向，長度約為8公里的強回波帶，強度也增加到52 dBz左右，強回波的回波頂高在10公里左右，垂直液態(tài)水含量增加到13公斤/立方米。到16：32（圖2b）時兩個對流單體合并成一個面積為66平方公里，回波強度在55 dBz 以上強回波塊，強回波的回波頂高在10公里左右，垂直液態(tài)水含量也增加到16公斤/立方米。且其前側(cè)出現(xiàn)V型缺口，從其剖面圖（圖略）中可以看到明顯的弱回波區(qū)，表明云中有強的上升氣流，而且上升氣流的上面存在水分積累區(qū)，這對云中冰雹的生長是很重要的。隨后，此強回波單體東南移，超過30分鐘，它長時間維持并經(jīng)過昭蘇縣察汗烏蘇鄉(xiāng)，造成這次冰雹天氣。到16：59時回波開始減弱，冰雹天氣結(jié)束。

3.2 速度場特征分析

在16：32時，1.5°仰角速度圖（圖略）上可以看到，在南端的對流單體表現(xiàn)為徑向速度均為正值，但速度值的大小變化較大，從-4～-15 米/秒不等，與強回波中心相對應(yīng)的為負速度大值區(qū)，即有強有上升氣流。 而在3.4°仰角上可以看到對流單體南面的顯示出明顯的出流邊界。

4 結(jié)論

此次昭蘇冰雹天氣是一次局地冰雹天氣，高空具有冷渦，地面有雷暴小高壓，同時是中小尺度系統(tǒng)造成的。

降雹當(dāng)日探空圖反映不明顯，沒有大的不穩(wěn)定能量，但存在上干冷下暖濕的對流不穩(wěn)定層結(jié)。

從多普勒雷達反射率因子上看，主要是由孤立發(fā)展的中-β尺度強對流單體造成是有的。

垂直累積液態(tài)水含量的驟增和大值的維持與降雹強度及降雹持續(xù)時間有一定的對應(yīng)關(guān)系。

參考文獻

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作者簡介：楊勇，大專學(xué)歷，昭蘇縣人工影響天氣辦公室，助理工程師，研究方向：人工影響天氣。

通訊作者：祝小梅，本科學(xué)歷，伊犁州氣象局，高級工程師，研究方向：短期氣候預(yù)測。