宜春市一次冰雹天氣過(guò)程的分析

諶云鵬　羅志偉　劉健

摘 要：利用常規(guī)高空探測(cè)資料、地面觀測(cè)資料、衛(wèi)星云圖和WebGIS雷達(dá)拼圖，結(jié)合天氣學(xué)方法對(duì)2018年3月15日宜春一次冰雹過(guò)程從天氣形勢(shì)、分布特征、雷達(dá)回波演變等幾個(gè)方面進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)高空低槽，地面冷鋒影響是造成這次降雹天氣主要因素。這次降雹過(guò)程是在低槽東移槽后干冷空氣入侵，造成上干冷，下暖濕，垂直風(fēng)切變加強(qiáng)造成不穩(wěn)定層結(jié)建立等天氣系統(tǒng)背景下產(chǎn)生的。極端天氣的分析難以把握，分析這次冰雹的成因和活動(dòng)規(guī)律，試圖揭示此次過(guò)程的一些特征和預(yù)報(bào)著眼點(diǎn)，對(duì)該類(lèi)天氣過(guò)程的認(rèn)識(shí)，提高短時(shí)臨近預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確率有指示意義。

關(guān)鍵詞：宜春;冰雹;風(fēng)切變;高空形勢(shì);多普勒雷達(dá)

2018年3月15日17-21時(shí)宜春市出現(xiàn)了較大范圍冰雹天氣，為2018年以來(lái)的第一次冰雹，此次強(qiáng)對(duì)流天氣過(guò)程出現(xiàn)時(shí)間之早，涉及范圍之大，為宜春市歷史罕見(jiàn)。宜春市靖安、奉新、宜豐和上高四個(gè)國(guó)家站出現(xiàn)了冰雹天氣。這次降雹天氣主要是受高空低槽，地面冷鋒過(guò)境影響。上中層干冷、下層暖濕的溫濕場(chǎng)配置，為強(qiáng)對(duì)流發(fā)生區(qū)提供大量不穩(wěn)定能量。較為充分的水汽、不穩(wěn)定層結(jié)，外部抬升力垂直風(fēng)切變，適宜的0℃層和-20℃層高度，有利于強(qiáng)對(duì)流發(fā)展，為雹粒的形成、增長(zhǎng)和降落提供了有利條件，對(duì)流層中高層有明顯高空急流，低層有明顯的偏南風(fēng)氣流。地面有較強(qiáng)的切變線觸發(fā)機(jī)制，并配有雷暴區(qū)和積雨云。上述天氣系統(tǒng)的共同作用成為這次區(qū)域性強(qiáng)降雹天氣的主要影響系統(tǒng)。

本文利用常規(guī)高空探測(cè)資料、衛(wèi)星云圖和多普勒雷達(dá)資料。對(duì)受高空低槽和地面冷鋒過(guò)境影響出現(xiàn)的強(qiáng)對(duì)流天氣過(guò)程進(jìn)行分析。結(jié)合天氣學(xué)方法對(duì)2018年3月15日宜春一次冰雹過(guò)程從天氣形勢(shì)、分布特征、雷達(dá)回波演變等幾個(gè)方面進(jìn)行分析，分析這次冰雹的成因和活動(dòng)規(guī)律，試圖揭示此次過(guò)程的一些特征和預(yù)報(bào)著眼點(diǎn)。

一、天氣過(guò)程及形勢(shì)

1.天氣實(shí)況

受高空低槽和地面冷鋒過(guò)境影響，2018年3月15日17-21時(shí)，宜春市出現(xiàn)強(qiáng)對(duì)流性天氣過(guò)程。局地性受強(qiáng)冷鋒過(guò)境（鋒前雷暴單體和超級(jí)單體）影響，宜春市部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)出現(xiàn)了短時(shí)強(qiáng)降水、雷雨大風(fēng)和冰雹，冰雹直徑達(dá)30mm。水口鄉(xiāng)、干洲出現(xiàn)了雷雨大風(fēng)（水口鄉(xiāng)18時(shí)極大風(fēng)速20.6米/秒，見(jiàn)表1）和冰雹，會(huì)埠東源村出現(xiàn)1小時(shí)29.2mm的短時(shí)強(qiáng)降水。此次過(guò)程造成豐城、靖安、高安等地直接經(jīng)濟(jì)損失約1800萬(wàn)元。

2.天氣形勢(shì)分析

對(duì)流層中高層有明顯高空急流，低層有明顯的偏南風(fēng)氣流。地面有較強(qiáng)的切變線觸發(fā)機(jī)制，并配有雷暴區(qū)和積雨云。上述天氣系統(tǒng)的共同作用成為這次區(qū)域性強(qiáng)降雹天氣的主要影響系統(tǒng)。

（1）地面圖分析

15日白天宜春市地面處于一個(gè)倒槽中，屬于一個(gè)暖區(qū)，15日白天宜春市平均最高氣溫達(dá)到26.2℃，符合高溫高濕特征，大氣中存在著極高熱力不穩(wěn)定能量。與此同時(shí)，有一條地面輻合線生成，位于江西中部，地面輻合的強(qiáng)烈抬升作用觸發(fā)了此次強(qiáng)對(duì)流天氣過(guò)程，冰雹發(fā)生地出現(xiàn)在對(duì)面輻合線附近。

（2） 500hPa高空形勢(shì)

15日08時(shí)，500hPa高空?qǐng)D上顯示：500hPa槽線位于湖南西部一帶，江西省受到南支槽前西南氣流影響，但是西南氣流不是很強(qiáng)，未來(lái)南支槽過(guò)境影響宜春市。南昌站西南風(fēng)速為 12m/s，溫度為-14℃;有明顯的冷溫槽存在;槽后有明顯的干冷平流侵入江西，宜春市上游一帶有干舌（長(zhǎng)沙站500hPat-td≥26℃），而南昌站為3℃，對(duì)著高空槽逐漸東移，槽后的強(qiáng)的干冷平流入侵導(dǎo)是激發(fā)產(chǎn)生此次強(qiáng)對(duì)流天氣的過(guò)程的主要原因之一。

（3） 700hPa高空形勢(shì)

700hPa高空?qǐng)D（圖略）上，華東大部處于顯著高溫濕區(qū)（t-td≤3℃），切變線位于湖南至江西北部，江西西部地區(qū)存在一定的弱風(fēng)速輻合，槽前存在一致西南暖濕氣流中，低空西南激流輸送暖濕氣流，加強(qiáng)了層結(jié)不穩(wěn)定和低層擾動(dòng)，為此次冰雹強(qiáng)對(duì)流產(chǎn)生提供充沛的水汽和不穩(wěn)定能量。

（4） 850hPa高空形勢(shì)分析

850hPa高空?qǐng)D上（圖略），15日08時(shí)中低層切變線東移，700hPa≥20m/s的急流軸通過(guò)了850hPa的切變線上方，垂直風(fēng)切變加大。未來(lái)江西受切變影響，東南部急流維持，江西大部處于西南暖濕氣流中，上游長(zhǎng)沙站850hPa與500hPa溫度差△T85≥28℃，溫度層結(jié)極其不穩(wěn)定;下游南昌△T85≥25℃，具備一定的熱力不穩(wěn)定層結(jié)，中低層異常暖濕。

（5） 衛(wèi)星云圖分析

17時(shí)雷暴云團(tuán)到達(dá)我省西北部，范圍、亮度繼續(xù)增大、增強(qiáng)。此時(shí)，雷暴云團(tuán)已經(jīng)發(fā)展得非常強(qiáng)盛，呈亮白色，可以預(yù)測(cè)有強(qiáng)對(duì)流天氣的發(fā)生。由于云圖的局限性，很難分析強(qiáng)對(duì)流云的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其演變，必須使用多普勒雷達(dá)資料對(duì)其進(jìn)行監(jiān)測(cè).18時(shí)30分雷暴云團(tuán)的主體已經(jīng)在我省西北部的上空。19時(shí)30分雷暴云團(tuán)位于我縣上空，在我縣達(dá)到范圍最大，亮度最強(qiáng)，是強(qiáng)對(duì)流性天氣最旺盛期21時(shí)30分雷暴云團(tuán)東移減弱，逐漸脫離宜春市地區(qū)。

（6）雷達(dá)實(shí)況監(jiān)測(cè)演變

此次過(guò)程主要是由超級(jí)單體造成的強(qiáng)對(duì)流天氣。16時(shí)11分德安縣氣象局發(fā)布冰雹橙色預(yù)警信號(hào)，靖安、修水、永修、奉新相繼發(fā)布冰雹橙色預(yù)警信號(hào)。16時(shí)50分德安、永修、靖安都均出現(xiàn)散狀雷達(dá)回波，相繼出現(xiàn)冰雹天氣過(guò)程，其中冰雹直徑最大3毫米，從雷達(dá)圖上來(lái)看，17時(shí)30分之后回波迅速發(fā)展面積增大并向東南移動(dòng)，回波最強(qiáng)達(dá)到50dbz，而此時(shí)武寧、 修水、德安都有類(lèi)似的超級(jí)單體存在，隨著系統(tǒng)進(jìn)一步的東南移動(dòng)，超級(jí)單體隨著山體的抬升作用又得到加強(qiáng)，18時(shí)00分靖安出現(xiàn)“V”形強(qiáng)回波單體，中心回波強(qiáng)度≥70dbz，受其影響靖安開(kāi)始降雹，隨引導(dǎo)氣流東移南壓，暖濕氣流源源不斷地向宜春市輸送，形成類(lèi)似列車(chē)效應(yīng)，導(dǎo)致了豐城、靖安，奉新，宜豐，上高等地的冰雹等強(qiáng)對(duì)流天氣。

二、成因分析

1.動(dòng)力條件分析

中尺度強(qiáng)對(duì)流天氣的發(fā)生受到動(dòng)力因子的影響和制約。輻合上升運(yùn)動(dòng)的產(chǎn)生和發(fā)展是中尺度強(qiáng)對(duì)流天氣形成的最直接的原始動(dòng)力，對(duì)流層低層的輻合上升運(yùn)動(dòng)和江西省中尺度強(qiáng)對(duì)流天氣有較好的對(duì)應(yīng)關(guān)系。15日08時(shí)，500hPa，850hPa和地面對(duì)應(yīng)冰雹落區(qū)是輻合上升區(qū)，高層是輻散區(qū)。

同時(shí)，垂直風(fēng)切變對(duì)于雹云的維持、傳播和移動(dòng)具有重要作用。15日12時(shí)宜春站風(fēng)速由1000hPa的2m/s迅速增加到500hPa的25m/s，有偏強(qiáng)垂直風(fēng)切變，非常有利于強(qiáng)風(fēng)暴的發(fā)生。15日08時(shí)風(fēng)向隨高度增加由地面的東南轉(zhuǎn)為偏西風(fēng)，200hPa及以上的風(fēng)向?yàn)槲髂巷L(fēng)，這種低層有暖平流、高層有冷平流的配置，有利于不穩(wěn)定加強(qiáng)。通過(guò)強(qiáng)迫抬升使得流入的暖濕氣流更加強(qiáng)烈地上升，從而加強(qiáng)對(duì)流。

對(duì)流層中高層有明顯高空急流，低層有明顯的偏南風(fēng)氣流。地面有較強(qiáng)的切變線觸發(fā)機(jī)制，并配有雷暴區(qū)和積雨云。冰雹和暴雨天氣均由中-β尺度引發(fā)，冰雹天氣氣象要素的變化強(qiáng)度強(qiáng)于暴雨天氣。適宜的0℃層和-20℃層高度，有利于強(qiáng)對(duì)流發(fā)展，為雹粒的形成、增長(zhǎng)和降落提供了有利條件。西南急流帶來(lái)充足的水汽、上干冷下暖濕不穩(wěn)定層結(jié)，外部抬升力垂直風(fēng)切變，是導(dǎo)致宜春市出現(xiàn)降雹天氣的主要環(huán)境條件。

2.0℃層和-20℃層高度配置

冰雹來(lái)自對(duì)流特別旺盛的對(duì)流云（積雨云）中，冰雹云是由水滴、冰晶和雪花組成的。 一般為三層：最下面一層溫度在0℃以上，由水滴組成;中間溫度為0℃至-20℃，由過(guò)冷卻水滴、冰晶和雪花組成（冰雹形成的主要區(qū)域→冰雹生長(zhǎng)區(qū)）;最上面一層溫度在-20℃以下，基本上由冰晶和雪花組成。最有利于降雹的0℃層高度約在3～4.5km之間（700～600 hPa），-20℃層高度約在5.5～7km 之間（500～400hPa）。

從3月15日08：00700hPa和400hPa溫度、高度場(chǎng)可以看出：宜春上空的0℃層在700hPa （3km）以上，-20℃層在400hPa（7km）以下，與有利于降雹的0℃層和-20℃層的高度相一致，這樣的高度有利于冰雹的產(chǎn)生。0℃層維持在3km左右，對(duì)流云可向更高處發(fā)展，使低層的水汽通過(guò)強(qiáng)烈的上升運(yùn)動(dòng)能夠達(dá)到該高度，為冰雹生產(chǎn)提供豐富的水汽條件。-20℃層維持在7km左右，與0℃層間厚度適宜，且在過(guò)冷水含量豐富的環(huán)境中，相互碰撞的機(jī)會(huì)較多，雹粒增長(zhǎng)快。

三、 結(jié)語(yǔ)

1.此次降雹天氣主要是受高空低槽，地面冷鋒影響。低槽東移槽后干冷空氣入侵，造成上中層干冷、下層暖濕的溫濕場(chǎng)配置，為強(qiáng)對(duì)流發(fā)生區(qū)提供大量不穩(wěn)定能量。

2.適宜的0℃層和-20℃層高度，有利于強(qiáng)對(duì)流發(fā)展，為雹粒的形成、增長(zhǎng)和降落提供了有利條件。對(duì)流層中高層有明顯高空急流，低層處于明顯的西南氣流中。地面有較強(qiáng)的切變線觸發(fā)機(jī)制。

3.西南急流帶來(lái)充足的水汽、上干冷下暖濕不穩(wěn)定層結(jié)，外部抬升力垂直風(fēng)切變，這些因素是導(dǎo)致這次強(qiáng)降雹天氣的主要原因。短臨監(jiān)測(cè)主要依靠雷達(dá)演變外推和回波結(jié)構(gòu)，極端天氣難以把握，預(yù)報(bào)預(yù)警最應(yīng)注意上游實(shí)況和引導(dǎo)氣流的變化。

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作者簡(jiǎn)介：諶云鵬（1991-05-）男，漢族，江西省宜春市奉新縣人，本科，助理工程師，從事綜合氣象業(yè)務(wù)工作。