2016年4月27日呂梁一次春季冰雹過程的成因分析

胡生江?劉鳳梅?問星星

摘 要：本文利用自動(dòng)氣象站觀測(cè)資料、衛(wèi)星、雷達(dá)資料以及NCEP全球分析資料等氣象探測(cè)資料對(duì)2016年4月27日出現(xiàn)在呂梁市的一次春季冰雹天氣成因進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：冰雹天氣;天氣形勢(shì);呂梁

呂梁市地處山西中部西側(cè)，呂梁山脈由北向南貫穿全境，地勢(shì)中間高兩翼低，屬半干旱暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候，四季分明，差異懸殊，春季氣溫不穩(wěn)定，天氣復(fù)雜，呂梁市出現(xiàn)冰雹天氣的幾率較大，不利于當(dāng)?shù)厝罕姷恼Ｉa(chǎn)生活?；诖?，為了更好地對(duì)冰雹災(zāi)害進(jìn)行防御，本文通過對(duì)2016年4月27日出現(xiàn)在呂梁市的一次春季冰雹天氣成因進(jìn)行分析，以更好地掌握冰雹天氣發(fā)生發(fā)展規(guī)律，為今后發(fā)生同類冰雹天氣的預(yù)報(bào)預(yù)測(cè)和人工防雹減災(zāi)工作提供科學(xué)有效的指導(dǎo)依據(jù)。

一、天氣實(shí)況

2016年4月27日08：00到20：00，呂梁市出現(xiàn)局地冰雹、雷電、大風(fēng)、短時(shí)降水等強(qiáng)對(duì)流天氣，各縣降水實(shí)況（毫米）：離石2.7，興縣2.5，嵐縣0.2，臨縣1.3，方山2.6，柳林1.1，中陽3.6，石樓0.3，孝義24.8，汾陽9.2，文水4.2，交城2.9。大部分縣市出現(xiàn)雷電;離石、臨縣、方山、中陽、柳林、交口、石樓等地出現(xiàn)大風(fēng)天氣，中陽最大達(dá)25.9米/秒，出現(xiàn)在15：07，石樓極大風(fēng)速23.4米/秒，出現(xiàn)在16時(shí);離石、中陽、孝義、汾陽等地局部地區(qū)出現(xiàn)冰雹，孝義氣象站15：24—15：54出現(xiàn)冰雹天氣過程，觀測(cè)站冰雹最大直徑為13毫米。汾陽氣象站出現(xiàn)最大直徑3毫米冰雹。

二、天氣形勢(shì)分析

本次呂梁市的冰雹、大風(fēng)、雷雨等強(qiáng)對(duì)流天氣主要屬于槽后西北氣流型的天氣過程。通過對(duì)2016年4月27日08：00的天氣形勢(shì)圖進(jìn)行分析可知，呂梁市主要位于200hPa急流入口位置的左前方區(qū)域，500hPa冷槽處在山東一帶，溫度槽處在河套一帶，其要比高度槽落后，有顯著的冷平流處于呂梁上空區(qū)域;700hPa位置沒有顯著的輻合系統(tǒng)，850hPa有一16℃的閉合暖中心處于山西省北邊地帶，呂梁市上空分布著顯著明顯的暖平流。在地面形勢(shì)場(chǎng)，呂梁市主要位于華北高壓后部的低壓區(qū)，且存在弱冷鋒;從垂直結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析來看，高空冷槽主要分布在低層暖空氣上，也就是說500hPa冷空氣在850hPa高能暖舌上疊加，地面偏南風(fēng)同中高層500hPa西北風(fēng)之間共同產(chǎn)生了稍強(qiáng)的垂直風(fēng)切變，促使呂梁及其周邊區(qū)域的對(duì)流性不穩(wěn)定能量進(jìn)行釋放，推動(dòng)了此次冰雹、雷雨、大風(fēng)等強(qiáng)對(duì)流天氣的發(fā)生。4月27日13：00—14：00呂梁市至運(yùn)城區(qū)域分布著地面輻合線，這意味著在該區(qū)域輻合較強(qiáng)，有利于地面垂直上升運(yùn)動(dòng)的不斷增強(qiáng)，有利于強(qiáng)對(duì)流天氣的發(fā)生。

三、天氣成因分析

探空資料分析。因?yàn)楸敬螀瘟罕⑻鞖獍l(fā)生期間的對(duì)流單體市呂梁市西部形成的，在這里對(duì)呂梁市西南方向的延安探空站的觀測(cè)資料進(jìn)行分析。由2016年4月27日08：00延安探空站探空?qǐng)D分析能夠獲悉，延安上空分布著顯著的不穩(wěn)定能量，CAPE值為180.6J/kg;露點(diǎn)溫度和層結(jié)曲線的結(jié)構(gòu)主要呈“喇叭口”型，也就是說在600hPa以上高層為干空氣，600hPa以下主要分布著顯著的濕層;850hPa以下主要屬于逆溫層;0～3km的垂直風(fēng)切變?yōu)?m/s左右，分布著暖平流，0～6km的垂直風(fēng)切變?yōu)?2m/s左右，3km以上屬于強(qiáng)冷平流，如此的上層干冷、下層暖濕的結(jié)構(gòu)，同時(shí)有垂直風(fēng)切變的出現(xiàn)，對(duì)于強(qiáng)對(duì)流天氣的產(chǎn)生十分有利。由4月27日14：00延安探空?qǐng)D進(jìn)行分能夠獲悉，此時(shí)CAPE值為1765.8J/kg，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于08：00的CAPE值。0℃層高度處在3km，0℃層區(qū)域點(diǎn)位置較低會(huì)使得落地前的融化減弱。-20℃層高度處在5.5km區(qū)域，對(duì)于大水滴自然成冰十分有利。SI指數(shù)為-3.54℃，KI指數(shù)為34.0℃，這些均非常有利于此次呂梁市冰雹、雷雨等強(qiáng)對(duì)流天氣的發(fā)生發(fā)展。

假相當(dāng)位溫（θse）分析。表示溫濕特征的重要參數(shù)可以用假相當(dāng)位溫θse來表示，同時(shí)也可以表示能量，在強(qiáng)降水天氣出現(xiàn)的過程中往往都伴隨有較高的能量出現(xiàn)。假相當(dāng)位溫場(chǎng)θse隨著不同高度的分布可以將大氣層結(jié)對(duì)流性不穩(wěn)定的情況如實(shí)反映出來。分析2016年4月27日08：00 850hPaθse的分布圖可以獲悉，在本次呂梁市冰雹天氣主要出現(xiàn)于850hPaθse大于43℃的高能區(qū)，這個(gè)時(shí)候500hPa高度層的溫度場(chǎng)配合著負(fù)變溫，這意味著有冷空氣由高空下傳到高能區(qū)，最終使得本次強(qiáng)對(duì)流天氣發(fā)生。

四、衛(wèi)星、雷達(dá)資料分析

2016年4月27日12：00，在陜、晉兩省交界地帶有對(duì)流云團(tuán)在不斷發(fā)展，12：30有若干強(qiáng)對(duì)流云團(tuán)處于地面輻合線區(qū)域且在不斷增強(qiáng)，其前部逐漸向晉西區(qū)域移動(dòng)。13：00云系繼續(xù)發(fā)展增強(qiáng)，這個(gè)時(shí)候的云頂亮溫為-44℃，在呂梁及其附近區(qū)域發(fā)生冰雹、大風(fēng)、雷雨天氣。14：00由于云頂亮溫的下降，對(duì)流云團(tuán)在TBB小于-50℃的區(qū)域交匯增強(qiáng)，至17：00對(duì)流云團(tuán)開始有所變?nèi)酢?/p>

通過可見光云圖上分析可知，4月27日12：00晉西分布著許多對(duì)流單體，晉中區(qū)域有低云分布。13：00在晉中南一帶產(chǎn)生大量對(duì)流單體，且都在持續(xù)發(fā)展。14：00對(duì)流發(fā)展十分旺盛，雷暴單體頂部向?qū)α鲗禹斏煺梗巷L(fēng)向存在整齊的邊界，在下風(fēng)向上云砧朝東南擴(kuò)散，在晉南上空仍舊生成有新的對(duì)流單體。14：00云砧向下風(fēng)向伸展更遠(yuǎn)，對(duì)流繼續(xù)發(fā)展。

通過分析多普勒雷達(dá)資料可知，2016年4月27日14：00在晉西南區(qū)域開始生成有多單體，14：12-14：18雷達(dá)回波不斷發(fā)展、增強(qiáng)，意味著對(duì)流單體發(fā)展迅猛，14：36處于旺盛發(fā)展時(shí)期，所以促使呂梁局部地區(qū)發(fā)生冰雹天氣，之后持續(xù)移向東南方，雷達(dá)回波持續(xù)變?nèi)?，此次冰雹天氣過程基本結(jié)束。本次呂梁市春季冰雹天氣過程中雷達(dá)強(qiáng)回波中心高度低，降雹速度快。

五、結(jié)論

本次呂梁市的冰雹、大風(fēng)、雷雨等強(qiáng)對(duì)流天氣屬于槽后西北氣流型的天氣過程。高空冷槽后和地面弱冷鋒的有利配置為冰雹天氣的發(fā)生提供了有利的環(huán)流背景形勢(shì)。

本次呂梁市春季冰雹天氣的成因不僅受地面冷鋒的影響，更為重要的是高層的干冷空氣朝對(duì)流層中低層附近侵入，從而推動(dòng)了強(qiáng)對(duì)流天氣的發(fā)生發(fā)展。

通過KI指數(shù)、SI指數(shù)、CAPE值等對(duì)流參數(shù)以及假相當(dāng)位溫（θse）均能夠反映出不穩(wěn)定能量強(qiáng)盛，有利于冰雹、大風(fēng)、雷雨等強(qiáng)對(duì)流天氣的發(fā)生。0度層和地面之間的距離不足5km，-20度層位置分布著50dBz的發(fā)射因子，這些均促進(jìn)了冰雹天氣的發(fā)生發(fā)展。

衛(wèi)星、雷達(dá)資料對(duì)冰雹、大風(fēng)、雷雨的預(yù)報(bào)預(yù)警具有一定的指示意義。

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作者簡(jiǎn)介：胡生江（1986-）男，漢族，新疆沙雅人，本科學(xué)歷，工程師，從事中短期天氣預(yù)報(bào)服務(wù)研究工作。