榆樹市冰雹災(zāi)害天氣過程分析

隋丹 蘭慧婷 孟祥祎

摘要 冰雹是榆樹市主要災(zāi)害性天氣之一，多發(fā)生于每年的4—9月。2019年6月5日榆樹市出現(xiàn)冰雹強(qiáng)對(duì)流天氣，農(nóng)作物受災(zāi)嚴(yán)重。通過分析得出：此次降雹天氣出現(xiàn)在“兩槽一脊”大環(huán)流背景下，強(qiáng)對(duì)流天氣出現(xiàn)前的對(duì)應(yīng)天氣指數(shù)都有明顯變化，大氣層正趨于不穩(wěn)定狀態(tài)，比濕、水汽通量和散度充分說明冰雹天氣過程發(fā)展演變和水汽來源通道，雷達(dá)回波反映了長(zhǎng)釘結(jié)構(gòu)和強(qiáng)回波區(qū)附近呈穹窿狀，為臨近預(yù)警提供重要參考。

關(guān)鍵詞 災(zāi)害市;冰雹天氣;過程分析

中圖分類號(hào)：P458.121.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：2095–3305（2021）07–0059–02

雹災(zāi)是我國(guó)嚴(yán)重的自然災(zāi)害之一，具有局地性強(qiáng)、歷時(shí)短等特征，通常持續(xù)3～10 min，極少數(shù)保持0.5 h以上。受地形影響大，地形復(fù)雜程度與冰雹出現(xiàn)概率呈正比，年際變化大且破壞力強(qiáng)[1]。冰雹的這些特點(diǎn)決定了其預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)難度較大，氣象部門應(yīng)加強(qiáng)對(duì)冰雹等強(qiáng)對(duì)流天氣發(fā)生機(jī)理的研究，為臨近預(yù)報(bào)提供參考[2]。

1 榆樹市冰雹天氣概況

榆樹市年均降雹日數(shù)為30.1 d，主要集中于6月（表1），占全年降雹日數(shù)的31.9%。1天中，白天降雹次數(shù)占總數(shù)的92.5%，夜間為7.5%。白天降雹集中在13：00～18：00，此時(shí)氣溫上升快，熱力對(duì)流強(qiáng)，不穩(wěn)定能量增強(qiáng)。2019年6月5日下午，受高空冷渦天氣影響，榆樹市等地出現(xiàn)強(qiáng)對(duì)流天氣，伴有冰雹和短時(shí)強(qiáng)降水，全市平均雨量為14.6 mm。暴雨1站：恩育60.3 mm;大雨4站：城發(fā)鄉(xiāng)41.5 mm、市區(qū)39.7 mm、土橋33.3 mm、八號(hào)27.8 mm。氣象局12：10發(fā)布了冰雹預(yù)警，恩育鄉(xiāng)局部地區(qū)遭受雹災(zāi)，冰雹最大直徑達(dá)23 mm，玉米等糧食作物受不同程度毀損，受災(zāi)面積達(dá)2 000 hm2，成災(zāi)面積1 020 hm2。

2 環(huán)流形勢(shì)和影響系統(tǒng)分析

6月4日08：00，500 hPa中高緯度東亞地區(qū)是兩槽一脊形勢(shì)。貝加爾湖一帶為冷渦，渦旋南側(cè)為高空低壓槽，因此是貝加爾湖冷渦和南部高空槽一級(jí)槽前偏南急流耦合系統(tǒng)。西太平洋有另一低渦中心，渦后有高空槽。兩個(gè)低壓槽之間為大陸暖高壓脊。850 hPa等壓面上，東部槽中等溫線落后于等高線，槽后是來自西伯利亞北下的強(qiáng)勢(shì)西北冷氣流，氣流裹挾冷空氣至槽區(qū)，說明槽勢(shì)力將增強(qiáng)。4日20：00，蒙古至貝加爾湖一帶的南部槽勢(shì)力增強(qiáng)，形成新的孤立閉合冷性低壓中心，槽底側(cè)已深入內(nèi)蒙古高原中東部，此時(shí)槽前疏散、槽后匯合使槽的行進(jìn)速度加快;850 hPa槽后是趨向相同的西北氣流，槽前為趨向相同的偏南急流，等高線和等溫線基本呈現(xiàn)疊加態(tài)勢(shì)。5日08：00，貝加爾湖南部地區(qū)的孤立閉合冷性低壓中心開始向東南行進(jìn)，高空低壓槽和西風(fēng)槽的底部已進(jìn)入吉林省北部，西北風(fēng)和偏南風(fēng)風(fēng)向切變位于長(zhǎng)春至吉林一帶。14：00，貝加爾湖南部槽稍向南移，閉合冷性低壓中心勢(shì)力范圍開始縮小，而且向東行進(jìn)至內(nèi)蒙古高原北部，槽前偏西風(fēng)和偏南風(fēng)切邊已移至長(zhǎng)白山西麓，正符合下午出現(xiàn)的強(qiáng)對(duì)流天氣演變特征。5日20：00，貝加爾湖南槽持續(xù)東進(jìn)，槽前偏西風(fēng)和偏南風(fēng)切變已變換至長(zhǎng)白山東麓。綜上所述，5日14：00～20：00，貝加爾湖南槽東進(jìn)態(tài)勢(shì)明顯，槽前偏西風(fēng)和偏南風(fēng)切變隨其東進(jìn)南下，導(dǎo)致榆樹市出現(xiàn)強(qiáng)對(duì)流天氣。

3 動(dòng)力和熱力條件分析

3.1 850 hPa和500 hPa溫度差

6月5日8：00，850 hPa和500 hPa等壓面上溫度差超過30℃的地區(qū)主要在遼寧一帶，吉林省多數(shù)地區(qū)溫度差未超過27℃，榆樹市溫度差最高為25℃，榆樹市東南部溫度差在23℃以下。5日14：00榆樹市西北部出現(xiàn)了溫度差極值中心，溫度差為31℃，東北部的溫度差也增至25℃～29℃;20：00榆樹市溫度差穩(wěn)定在27℃;08：00～14：00，850 hPa和500 hPa之間溫度差不斷增加，說明低空層溫度上升趨勢(shì)顯著，氣層不穩(wěn)定程度加深，尤其是14：00出現(xiàn)30℃的溫度差極值中心。本省氣象標(biāo)準(zhǔn)是：當(dāng)850 hPa和500 hPa等壓面上溫度差≥26℃時(shí)雷電出現(xiàn)概率極大;≥28℃時(shí)會(huì)發(fā)生冰雹，≥30℃可能會(huì)出現(xiàn)強(qiáng)冰雹天氣。

3.2 850 hPa假相當(dāng)位溫

分析850 hPa假相當(dāng)位溫分布形勢(shì)：5日08：00，吉林省西部和南部地區(qū)的位溫值達(dá)47℃，已處于相對(duì)高能區(qū)范圍，榆樹市西北部位溫值達(dá)35℃;至14：00，吉林省西部和南部的位溫值持續(xù)增高且增幅大，達(dá)51℃，榆樹市西北部位溫值增至47℃;20：00吉林省南部已經(jīng)處于位溫值55℃相對(duì)高能中心區(qū)域，榆樹市屬于47℃區(qū)域內(nèi)，雖然整體數(shù)值增加不多，但已位于吉林省南部的高能中心舌區(qū)。因此，14：00的假相當(dāng)位溫增幅最大，表示不穩(wěn)定勢(shì)力快速發(fā)展，出現(xiàn)強(qiáng)對(duì)流天氣。

3.3 水汽條件分析

5日08：00，850 hPa比濕度高值中心在長(zhǎng)江中下游一帶，水汽舌經(jīng)由山東半島跨越渤海至大連一帶，此時(shí)吉林省南部為7 g/kg大值中心，榆樹地區(qū)為相對(duì)干區(qū)，榆樹西北部的比濕值在4 g/kg以下;14：00水汽舌分為兩個(gè)水汽中心，其中遼寧省丹東和本溪一帶出現(xiàn)了9 g/kg的水汽中心，榆樹市的水汽值增至6～7 g/kg;14：00～20：00本地水汽量大，為冰雹和降水提供了充足的供應(yīng)。850 hpa水汽通量場(chǎng)顯示5日08：00大量水汽由長(zhǎng)江中下游一帶輸送至遼寧省西部，與比濕度分析相符;14：00水汽通量區(qū)出現(xiàn)在吉林省南部，與冰雹天氣出現(xiàn)的時(shí)間相符;5日08：00 850 hPa上吉林省南部的水汽輻合反應(yīng)微弱;14：00水汽輻合反應(yīng)增強(qiáng);20：00在榆樹市東部出現(xiàn)了輻合中心。

3.4 探空分析

根據(jù)榆樹市5日14：00探空資料可得K指數(shù)為29℃，不穩(wěn)定能量參數(shù)對(duì)流有效位能值達(dá)1 950 J/kg，在不穩(wěn)定能量積蓄中，有利于出現(xiàn)冰雹天氣，400 hPa以下為趨向相同的偏西風(fēng)，風(fēng)速隨高度的上升而加快，0℃層高度在680 hPa附近，-20℃層高度在460 hPa附近。400 hPa以下相對(duì)濕度為85%左右，說明水汽條件較好，14：00有淺薄濕層，20：00存在明顯垂直風(fēng)切變，都預(yù)示著冰雹的出現(xiàn)。

4 雷達(dá)特征分析

5日14：00，榆樹市西部出現(xiàn)了一個(gè)塊狀積狀云對(duì)流回波，觀察其垂直剖面可知回波強(qiáng)度最高值高于54 dbz，回波高度為3.7 km，回波外側(cè)呈長(zhǎng)釘結(jié)構(gòu)，回波頂高度為15.7 km，回波值超過30 dbz，垂直高度大于13 km，在2 km高度以下，強(qiáng)回波區(qū)附近呈穹窿狀，表示有冰雹出現(xiàn);17：30榆樹市西北部有塊狀積狀回波，觀察其垂直剖面可知最強(qiáng)回波大于44 dbz，回波高度位于4.8 km，回波頂高度接近12 km，超過30 dbz垂直高度大于8 km，在4 km高度以下，出現(xiàn)穹窿結(jié)構(gòu)。從徑向速度角度觀察，這片區(qū)域出現(xiàn)22.1 m/s的正速度，中高層大氣中西南風(fēng)強(qiáng)勁，最后導(dǎo)致恩育鄉(xiāng)降雹成災(zāi)。

5 結(jié)束語(yǔ)

此次天氣過程大背景為中高緯“兩槽一脊”環(huán)流，大陸暖高壓脊與東北冷渦平穩(wěn)相持的條件下，貝加爾湖上空西風(fēng)槽向東南行進(jìn)，導(dǎo)致槽前偏西風(fēng)和偏南風(fēng)低空切變南移，影響榆樹地區(qū)天氣，導(dǎo)致強(qiáng)對(duì)流天氣的發(fā)生。強(qiáng)對(duì)流出現(xiàn)前大氣穩(wěn)定度指數(shù)等有不同程度上升，不穩(wěn)定能量參數(shù)對(duì)流有效位能值達(dá)1 950 J/kg，K指數(shù)為29℃，說明大氣穩(wěn)定程度低，出現(xiàn)強(qiáng)對(duì)流的可能性極大，而且0℃層和-20℃層高度低，雷達(dá)回波產(chǎn)品出現(xiàn)了長(zhǎng)釘結(jié)構(gòu)，強(qiáng)回波區(qū)附近呈穹窿狀，有利于冰雹天氣的產(chǎn)生。

參考文獻(xiàn)

[1] 吳丹，王靜巖，劉紅，等.遼西地區(qū)冰雹災(zāi)害分布特征及其雷達(dá)指標(biāo)研究[J].農(nóng)業(yè)災(zāi)害研究，2020，10（6）：110-111.

[2] 楊丹寧，蘆曉彤，白志娜，等.遼陽(yáng)地區(qū)一次強(qiáng)冰雹天氣過程分析[J].生態(tài)環(huán)境與保護(hù)，2018（4）：32-34.

責(zé)任編輯：黃艷飛

Analysis of Hail Disaster Weather Process in Yushu City

SUI Dan et al（Yushu Meteorological Bureau， Yushu， Jilin 130400）

Abstract Hail is one of the main disastrous weather in Yushu City， mostly from April to September every year. On June 5， 2019， there was hail severe convective weather in Yushu City， and the crops were seriously affected. Through analysis， it is concluded that the hail weather occurred under the background of two troughs and one ridge circulation， the corresponding weather indexes changed significantly before the occurrence of severe convective weather， and the atmosphere is becoming unstable. The specific humidity， water vapor flux and divergence fully explain the development and evolution of hail weather process and the source channel of water vapor， The radar echo reflects the long nail structure and the dome shape near the strong echo area， which is an important reference for improving the proximity early warning.

Key words Disaster; Hail weather; Pro-cess analysis