奎屯河流域“2016·5·17”強雹暴天氣雷達回波特征分析

謝 巍

（兵團第七師氣象局，新疆 奎屯 833200）

2016年5月17日 19：40至 21：45， 第七師高泉多普勒探測到一次引發(fā)強單體雹暴生成發(fā)展和不斷降雹的災(zāi)害性天氣過程，且降雹直徑在0.3～0.5 cm，造成第七師柳溝鎮(zhèn)、共青鎮(zhèn)部分片區(qū)和烏蘇市西北部部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)的農(nóng)作物不同程度受災(zāi)，據(jù)當(dāng)日資料統(tǒng)計，此次雹暴強度大、降雹時間長，給第七師和烏蘇市造成的直接損失達到4 360萬元。

1 天氣形勢分析

在2016年5月17日08時500 hPa高空形勢場圖上，里海、咸海為高壓脊，西伯利亞為深厚的低壓槽，并且有溫度槽相配合，第七師墾區(qū)位于槽前西南氣流控制，中高層有明顯的冷平流和高空急流，在850 hPa天氣圖上高空有弱的冷空氣入侵，冷槽疊加在低層暖濕空氣上，上干冷下暖濕造成大氣層結(jié)不穩(wěn)定，因此，當(dāng)天準(zhǔn)噶爾盆地西南緣的大氣層結(jié)為強對流天氣的產(chǎn)生提供了有利的大尺度環(huán)境條件。

從克拉瑪依2016年5月17日08時探空圖上分析，當(dāng)日零度層在3 000 m左右，且零度層較低層結(jié)曲線與露點曲線較近，說明低層水汽充足，KI和SI指數(shù)分別為20和5，地面到6 km高度風(fēng)切變在20 m/s以上，有利于生成強對流天氣。

圖1 2016年 5月17日 19：45～21：02雷達 PPI回波圖

2 回波特征分析

我們首先選取2016年5月17日下午第七師高泉多普勒雷達站探測的回波圖，且以奎屯河老龍口點為平顯圖（PPI）下行截線，每10 min左右截一幅圖進行回波特征分析研究（見圖1）。20：29～21：02位于西南端的3個強對流云體先后分別進入柳溝鎮(zhèn)區(qū)域，橫貫通過并移出3營和2營整個防區(qū)。其中，在20：40 PPI顯示強中心回波主體呈弓形狀，移向偏在回波平均移向的右方，并且移速大于平均速度；RHI顯示的強度為60 dbz／6 km，中空發(fā)展，呈柱狀結(jié)構(gòu)密實。20：40～21：02在柳溝鎮(zhèn)3營和2營普降大暴雨夾帶冰雹，冰雹花生粒大小，持續(xù)2～3 min，部分連隊因降雹受災(zāi)。

圖2 2016年5月17日21：07～21：45分雷達PPI回波圖

圖3 2016年 5月17日 21：29～21：45雷達 RHI回波圖

選取2016年5月17日下午第七師高泉多普勒雷達站探測的回波圖，且取依連哈比爾尕山脈中毛溜溝點為平顯圖（PPI）下行截線，每5 min左右截一幅圖進行回波分析研究（見圖2）。在圖2平顯圖（PPI）上成熟單體表現(xiàn)為結(jié)構(gòu)緊湊，回波強度梯度大，有明顯的低層入流區(qū)，入流區(qū)位于單體移向的右側(cè)，回波尺度約為20 km，出現(xiàn)冰雹的回波體高度為8.6 km，最高為11.8 km，最低為6.0 km；平均回波強度為48 dbz，最高回波強度為62 dbz，最小回波強度為42 dbz。在21：13～21：24強對流云體先后分別進入共青鎮(zhèn)西南部，并在烏蘇市東北部的部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)降大暴雨夾冰雹，冰雹最大直徑在1.3 cm左右，一般冰雹直徑在0.7 cm，冰雹密度在132粒/m2，造成共青鎮(zhèn)西南部部分連隊和烏蘇市東北部部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)降雹受災(zāi)。

選取2016年5月17日下午高泉多普勒雷達站探測的高顯（RHI）回波圖，且每5 min左右截一幅圖進行回波分析研究（見圖3）。從圖中可明顯看到成熟單體和其消亡的單體，成熟單體下部有入流區(qū)、回波墻等單體明顯前傾。由于方位原因新生單體無法在同一張高顯上看到，但從圖可以分析出發(fā)展中單體的強中心位于4 000 m以上。并且具有約20 km2的面積，下部有明顯的凹區(qū)，表明有一定的強上升氣流。在21：24高顯圖（RHI）上，可明顯看出這塊指狀回波的雹云，其邊緣輪廓分明、強度很大，這時地面在劇烈降雹。21：34這塊雹云在緩慢移動中減弱，40 dbz回波消失，云頂高度也迅速降低，表明云中水汽的降落過程快要結(jié)束。在圖3中雹云的減弱過程是從云的上部開始，由上而下隨著降水降雹過程的結(jié)束而減弱，這和由下而上浮升增長形式的發(fā)展過程恰好相反，因此，從雹云的演變特征、回波結(jié)構(gòu)及降雹程度分析，該單體屬于受局地?zé)崃Ω∩饔枚陨詼缜曳€(wěn)定少動，不受地形動力抬升條件影響的強單體雹云。

對此次雹暴平顯（PPI）和高顯（RHI）回波特性進行分析，在雹暴云體移動路徑上地形下墊面狀況是影響雹暴云體未來演變趨勢的主要成因，如荒漠、綠洲、湖泊、水庫等都給雹云體提供了有利的熱量補充，為雹暴云體的發(fā)展提供了充足的水汽條件，因此，在雷達觀測強對流云體回波時應(yīng)與相關(guān)作業(yè)站點宏觀監(jiān)測的實況相互定正，確保指揮作業(yè)的準(zhǔn)確性。區(qū)域聯(lián)合防雹應(yīng)始終貫徹合理布局、聯(lián)合防范、相互配合和早期催化的防雹路線[1]。

3 小結(jié)

（1）在強對流天氣形成過程中，云體發(fā)生發(fā)展變化較快，探測發(fā)現(xiàn)對流單體回波到雹云孕育成熟的時間短，強度增長快，需要加大觀測密度，及時跟蹤探測和分析回波連續(xù)發(fā)展演變情況；（2）雷達回波高度、回波強度因子的變化是準(zhǔn)確判斷雹云體演變情況的依據(jù)，有弱回波區(qū)的存在也是雹云判別的指標(biāo)；（3）在指揮防雹作業(yè)中要結(jié)合雹云體的活動規(guī)律，在雹云體移動路徑前沿增加固定防雹高炮作業(yè)點和流動防雹火箭作業(yè)點，做到防雹火力的長短結(jié)合，用流動防雹火箭延伸作業(yè)半徑，早預(yù)警、早催化，提高防雹作業(yè)效果，提升防災(zāi)減災(zāi)技術(shù)能力。

[1]俞小鼎.姚秀萍.熊廷南等.新一代天氣雷達原理與應(yīng)用講義[Z].北京：中國氣象局培訓(xùn)中心，2004.