2016年河套地區(qū)一次致災(zāi)冰雹天氣過程分析

劉波　李淑祺

摘 要 運用Micaps常規(guī)資料、地面觀測資料、風(fēng)云衛(wèi)星資料、新一代多普勒天氣雷達資料對2016年河套地區(qū)冰雹天氣過程診斷分析。結(jié)果表明：上干冷、下暖濕不穩(wěn)定條件有利于冰雹天氣發(fā)生發(fā)展，蒙古冷渦不斷分裂小槽在大氣層結(jié)不穩(wěn)定時觸發(fā)強對流天氣；不穩(wěn)定能量、垂直風(fēng)切變、0 ℃和-20 ℃層高度等有利于雹暴形成；雷達產(chǎn)品中強對流單體最大反射率因子、單體云頂高度、垂直液態(tài)水含量躍增和驟減為冰雹預(yù)報預(yù)警提供了很好指示。

關(guān)鍵詞 強對流；冰雹；蒙古冷渦；大氣穩(wěn)定度；新一代天氣雷達；河套地區(qū)

中圖分類號：P458.1+21.2 文獻標(biāo)志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2017.24.054

1 實況

2016年6月3日午后到傍晚，巴彥淖爾市遭受強對流天氣襲擊，全市124個雨情站107個有降水，伴有雷雨大風(fēng)、冰雹、短時強降水等強對流天氣。烏拉特后旗達拉蓋溝、西烏蓋溝出現(xiàn)小山洪，五原縣銀定圖鎮(zhèn)二狼山口山洪暴發(fā)，臨河新華古城、烏拉特前旗西小召賈銀河圪旦、磴口巴彥高勒鎮(zhèn)北部、五原縣5個鄉(xiāng)鎮(zhèn)遭受冰雹襲擊，冰雹最大直徑約為20 mm，降雹持續(xù)約30 min[1-2]。其中五原縣受災(zāi)最為嚴(yán)重，五原縣8個鄉(xiāng)鎮(zhèn)、49個自然村、220個社、73 150人受災(zāi)，玉米、葫蘆、葵花等農(nóng)作物成災(zāi)面積

35 068 hm2，絕收面積5 866 hm2，直接經(jīng)濟損失18 021萬元。

2 環(huán)流形勢分析

2.1 蒙古冷渦維持少動

2016年6月3日08：00 500 hPa，亞歐大陸呈兩脊兩槽形勢，整體環(huán)流經(jīng)向度較大，槽區(qū)分別位于下游華北中部、東北偏北一帶，并分別在蒙古與巴彥淖爾交界處、日本海以北形成閉合中心，河套地區(qū)受蒙古冷渦底前部控制，以西南氣流為主，-12 ℃線控制河套地區(qū)，溫壓場交角較大，冷平流顯著，河套地區(qū)及阿盟一帶溫度露點差較小，氣層濕潤，上游甘肅一帶溫度露點差>20 ℃。

700 hPa槽線落后于500 hPa槽線，槽呈前傾趨勢。

850 hPa，河套地區(qū)處于低渦底部控制，阿盟與河套地區(qū)交接處、臨河和中旗之間存在輻合切變，臨河為西南風(fēng)，風(fēng)力6 m/s，中旗為偏北風(fēng)，風(fēng)力4 m/s。河套地區(qū)受13 ℃線控制，下游有一12 ℃暖中心，暖平流顯著；溫度露點差為1，水汽已接近飽和。

從高空形勢來看，整體形勢對降雹有利，槽后西北氣流有利于干冷空氣向河套地區(qū)的侵入，高層較冷，配合底層暖濕氣流，形成上干冷、下暖濕不穩(wěn)定條件。此次降雹過程屬于典型蒙古冷渦南壓型，T850-T500>24，冷渦維持在蒙古一帶，不斷分裂的小槽在大氣層結(jié)不穩(wěn)定時觸發(fā)強對流天氣發(fā)生。

2.2 地面熱低壓

2016年6月3日11：00地面，河套地區(qū)處在低壓系統(tǒng)內(nèi)，風(fēng)力2 m/s，氣溫22 ℃。在風(fēng)力較小，氣溫較高的條件下，產(chǎn)生的輻射升溫也是強對流觸發(fā)的機制之一。冰雹發(fā)生前，河套地區(qū)本就受低壓控制，加之上游阿拉善盟中部地區(qū)有一輻合氣旋中心正在東移，良好地面形勢為冰雹發(fā)生提供了動力觸發(fā)機制。

3 冰雹發(fā)生的環(huán)境條件分析

3.1 大氣穩(wěn)定度

利用6日08：00臨河站（53513）探空資料，此站點位于降雹區(qū)附近，能更好反映當(dāng)日降雹前大氣層結(jié)穩(wěn)定情況。08：00臨河站探空資料顯示：沙氏指數(shù)SI為2.16 ℃，K指數(shù)為34 ℃，抬升指數(shù)LI為0.91。SI<0且負(fù)值較大，K>32℃，LI<0，表明6日08：00臨河站上空大氣層結(jié)處于不穩(wěn)定狀態(tài)。

3.2 垂直風(fēng)切變

通過計算得到冰雹發(fā)生前臨河通氣管指數(shù)為

1 168.7，表明臨河一帶垂直風(fēng)切變較強。500 hPa以下風(fēng)隨高度順轉(zhuǎn)，為暖平流，有利于輻合上升運動，500～200 hPa風(fēng)隨高度逆轉(zhuǎn)，有冷平流侵入，有助于不穩(wěn)定加強，且風(fēng)速隨高度增加增大明顯，促進中小尺度天氣系統(tǒng)發(fā)展。

3.3 0 ℃和-20 ℃層高度

0 ℃層是云中冷暖分界面，-20 ℃層是大水滴自然冰化區(qū)下界，當(dāng)-20 ℃層條件適宜時，高層冷空氣進入中層，加劇層結(jié)對流不穩(wěn)定性，增加雹胚在過冷水含量豐富環(huán)境中互相碰撞機會，雹粒增長快，有利于大冰雹形成。3日08：00，臨河0 ℃層和-20 ℃層高度分別為3 653.5 m、

6 986.7 m，適宜冰雹產(chǎn)生。

4 雷達產(chǎn)品分析

3日13：46，在臨河區(qū)白腦包鎮(zhèn)十大股一帶新生成一強對流單體G5，最大回波強度50 dBz，最大垂直液態(tài)水含量9 kg/m2，單體向東北移動。14：22，G5發(fā)展到最強（圖1），最大回波強度58 dBz，最大垂直液態(tài)水含量躍增到21 kg/m2。14：16云頂高度突破8 km，已突破-20 ℃層，這種反射率因子和液態(tài)水含量躍增都預(yù)示著冰雹的形成，14：15左右在臨河區(qū)新華古城出現(xiàn)黃豆大小冰雹。

15：03，在五原縣和烏拉特前旗交界處生成一強對流單體G7（圖3），最大回波強度59 dBz，最大垂直液態(tài)水含量48 kg/m2，單體向東北方向移動，G7的生成的較為突然，強度大，含水量高，隨后在15：17強度減弱，垂直液態(tài)水含量迅速降至30 kg/m2，單云頂高度一直處于上升狀態(tài)。15：31，G7發(fā)展到最強，最大回波強度60 dBz，最大垂直液態(tài)水含量50 kg/m2，云頂高度上升到10 km以上，之后迅速減弱，至15：59，垂直液態(tài)水含量減至10 kg/m2，回波強度減弱到47 dBz，強對流單體出現(xiàn)了“爆發(fā)式降低”。

上述兩個強對流單體在最大反射率因子、單體云頂高度、垂直液態(tài)水含量方面分別出現(xiàn)躍增和驟減，對冰雹天氣短時臨近預(yù)報預(yù)警工作有很好指示意義。

5 結(jié)語

第一，高層干冷平流、低層暖濕平流形成了上干冷、下暖濕的不穩(wěn)定條件，增強對流不穩(wěn)定發(fā)展，蒙古冷渦深厚且穩(wěn)定少動，分裂的小槽為此次冰雹天氣提供了有利動力條件和觸發(fā)機制。地面暖性低壓氣旋系統(tǒng)也為雹暴形成提供了動力和熱力條件。

第二，沙氏指數(shù)、K指數(shù)、抬升指數(shù)很好表征了大氣穩(wěn)定度，通管指數(shù)反映垂直風(fēng)切變大小。大氣穩(wěn)定度、垂直分切變、0 ℃和-20 ℃層高度等環(huán)境場條件都利于雹暴形成。

第三，雷達產(chǎn)品中強對流單體最大反射率因子、單體云頂高度、垂直液態(tài)水含量躍增和驟減為冰雹預(yù)報預(yù)警提供了很好指示。

參考文獻

[1]俞小鼎.關(guān)于冰雹的融化層高度[J].氣象，2014，40（6）：649-654.

[2]丁建芳，劉磊，鮑向東，等.三門峽一次冰雹天氣多普勒雷達資料分析[J].氣象與環(huán)境科學(xué)，2012，35（3）：49-53.

（責(zé)任編輯：趙中正）endprint