南靖县一次春季冰雹天气过程分析

摘 要：采用NCEP1°×1°再分析资料，常规气象资料和多普勒雷达资料，结合天气学和诊断方法对福建省南靖县2016年4月8日的降雹过程进行分析。结果表明：冷平流入侵触发不稳定能量的释放是造成强对流的主要因素。此次降雹过程是在南支槽前，700hPa西南急流，850hPa冷式切变和地面静止锋及倒槽等天气系统背景下产生的。假相当位温、比湿、散度对强对流天气有较好的指示作用。风暴成熟前期存在VIL跃增现象。

关键词：降雹；假相当位温；比湿；散度；VIL

中图分类号：S427 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20161032045

引言

2016年4月8日19：00―20：00时，福建省南靖县书洋镇上版村、下版村、塔下村、曲江村、上田村先后出现了冰雹。冰雹最大直径达25mm，给农业生产造成严重影响。此次降雹过程是从福建省永定县东移影响的，在南靖县境内出现冰雹天气为近年罕见。本文就此次降雹过程发生的环流背景以及多普勒雷达探测资料等进行分析。

1 环流背景分析

4月8日08：00 500hPa高度场天气图（图1a）表明，我国东北与俄罗斯交界地区由一冷低涡控制，其底部形成2个低槽，分别位于俄罗斯远东地区与我国东北地区交界处和我国黄海，低槽后部西北气流引导冷空气从东路南下影响福建省。南支槽在107°E附近，副热带高压控制整个南海，588线到达华南沿海。从温度平流场看，河套及其东部至福建省为冷平流。20：00的高度场上，南支槽东移减弱，副高北测有一支26m/s的副热带急流。

700hPa图上，7日08：00切变线在长江流域，切变南侧有一支西南急流，20：00切变东移南压，西南急流也随之南移，8日西南急流轴维持在广东中部至福建南部，低空西南急流作为暖湿气流的输送带，为此次冰雹的产生提供充沛的水汽和不稳定能量。

850hPa高度场天气图（图1b）上，4月8日08：00，冷空气活动较明显，汉口以北到河套为冷高压，西段切变线在江西中部、湖南南部至四川南部，为冷式切变适中型（Lm）[1]，152线经福建省福州、龙岩、广东河源至湛江，福建省永定县、南靖县受低层副高边缘西南气流控制，有较明显的暖平流。20：00，西段切变线，略有北抬，位于浙江中部、闽赣交界至江西中部，152线南落至东南沿海，永定县、南靖县仍受西南气流影响。

地面天气图上，4月8日08：00，冷锋在日本南部、台湾北部、福建省中部、广东北部，福建省为地面倒槽控制，冷高压在河套一带，冷空气从东路南下，分裂出一个冷高压，中心在长江口附近。14：00，东路冷空气继续从沿海南下，东段冷锋减弱消失，西段转为（台湾北部、福建中部、广东北部）静止锋，永定县、南靖县处在静止锋前的地面倒槽中，辐合上升运动强烈。

2 物理量诊断分析

2.1 假相当位温θse

强对流天气的发生发展与大气稳定度密切相关，往往发生在对流不稳定的条件下。4月8日08：00θse沿24.5°N纬向剖面图（图2）可以看出，E118°以西，900hPa到500hPa中低层大气中θse随高度降低，且θse900-θse500>10k，表明南靖县为高能区，低层大气存在对流不稳定。而从500～100hPa的高层大气，θse随高度升高，表明其高层大气是对流稳定的。θse分析表明，南靖县在降雹前处于低层对流不稳定区中，有利于对流天气的发生发展。

2.2 比湿

大气比湿是指一团由干空气和水汽组成的湿空气中的水汽质量与湿空气总质量之比[2]。比湿可以用来表示大气的潮湿程度。比湿越大，说明空气中的水汽含量越高。从4月8日08：00各层的比湿场可以看出南靖县500hPa以上的比湿小于3g/kg，空气较干燥； 700hPa以下低层大气的比湿8g/kg-1以上，空气中的水汽含量较高。说明符合上干，下湿的降雹条件。

2.3 散度场

散度是表示速度场辐合和辐散强度的物理量，从4月8日08：00各层的散度场可以看出，700hPa以下的散度场为辐合，500hPa的散度场为辐散，400hPa以上的散度场为辐合，这样的大气结构对强对流天气的发展不太有利。但从4月8日20：00各层的散度场可以看出，400hPa以上各层的散度场为辐散，500hPa以下的散度场为辐合。这种低层大气辐合，高层大气辐散的大气结构有利于强对流天气的发展。到4月9日08：00 700hPa以下的散度场为辐散，这样的大气结构不利于对流天气系统的发展。

3 探空分析

从福建省龙岩站的探空图（图3）中看出，温度线和温度露点线在600hPa以上呈喇叭状，水汽的垂直分布呈上干下湿结构，即600hPa以下湿度大，600hPa以上湿度明显减小。K指数为36.0℃，表明此处大气层结处于不稳定状态。0℃层高度4505m，有利于低层的水汽通过强烈的上升运动能够达到该高度，-20℃层高度7801.3m，有利于冰雹的形成。

环境风场的垂直切变特征对雷暴的结构、形态、生命史以及活动有着重要的影响[1]。从龙岩站风的垂直分布分析表明，500hPa以下风随高度顺转，有暖平流，有利于能量的输送，500～400hPa，风随高度逆转，有冷平流，这种低层暖平流，高层冷平流的配置，表明大气层结处于不稳定状态。从风随高度的变化看，500hPa以下风速随高度明显增大，最大风速出现在500hPa达22m/s，700hPa为16m/s，925 hPa仅4m/s，低层风速的垂直风切变较强，有利于雷暴的发展、维持。

4 雷达资料分析

4.1 雷达回波强度分析

从龙岩雷达站探测的雷达回波演变显示，仰角为2.4°的回波图上，4月8日17：58，在雷达站西南91.7km处的广东省梅县境内有一小块回波强度为45dBZ的对流单体。该对流单体发展迅速，18：04，回波强度达55dBZ。18：10，移到与永定县交界处，增强到60dBZ。18：28，回波强度增强到65dBZ。18：47（图4a），在雷达站西南60.3km处的永定县境内出现了三体散射现象，表明已经出现冰雹天气。19：11（图4b），对流单体移到南靖县书洋镇境内。三体散射现象维持到19：17。65dBZ的回波强度持续到19：19，总的持续时间达41min。

4.2 VIL分析

研究表明，风暴成熟前期存在VIL跃增现象[3]（前后时间差一个体扫）。从龙岩的雷达资料看出，4月8日18：22，在雷达站西南方向72.1km处，VIL25kg/m2，8日18：28，该块回波移到雷达站西南方向65.3km处，VIL跃增到35kg/m2，跃增量10kg/m2，此时回波强度也增强5dBZ。

5 小结

5.1 这次降雹 过程是在南支槽前，700hPa西南急流，850hPa冷式切变和地面静止锋及倒槽等天气系统背景下产生的。

5.2 上层干冷、下层暖湿的大气层结结构符合降雹的条件，冷平流入侵触发不稳定能量释放造成强对流天气过程。

5.3 风暴成熟 前期存在VIL跃增现象，回波顶高也达到最高。风暴成熟时雷达回波强度最强，出现了三体散射现象。

参考文献

[1]林新彬，刘爱鸣，林毅，等，福建省天气预报技术手册[M]. 北京：气象出版社，2013（6）：186-204.

[2]盛裴轩，毛节泰，李建国，等.大气物理学[M].北京：北京大学出版社，2005：119-121.

[3]陈金敏，刁秀广.冰雹与对流性强降水天气的物理量和雷达参数对比分析[J].安徽农业科学，2010（5）：2451-2453.

作者简介：李景祥（1962-），男，福建南安人，本科，高级工程师，从事综合气象业务工作。