万安县一次春季冰雹过程分析

【前言】万安县一次春季冰雹过程分析由文秘帮小编整理而成，但愿对你的学习工作带来帮助。2013年3月20日凌晨4～6时万安县出现了一次明显的冰雹过程，百加镇、韶口镇、宝山乡、顺峰乡先后出现冰雹，其中百加镇冰雹最大直径达15毫米，给当地农业生产造成了一定的损失。 2 天气形势 3月19日20时，在500hPa上，较强的东北冷涡东移，引导冷涡底部的冷空气快速南下...

摘要：利用常规观测资料及新一代多普勒雷达资料对2013年3月20日发生在万安的冰雹过程进行分析，以期为短时强对流天气的预报提供参考。此次冰雹过程主要是由于北方较强冷空气南下，加之西南暖湿气流北上，造成了强烈的冷暖气流交汇；上干下湿的层结和湿对流有效位能骤然增加，较高的地面气温在冷空气过境时产生的抬升作用，激发了不稳定能量的释放。

关键词：万安 冰雹 过程分析

中图分类号：S761.4 文献标识码：A 文章编号：

1 引言

冰雹、雷暴、短时强降水等强对流天气因其发生发展的局地性和突发性，使得对其的预报有较大的难度[1]。春季是冰雹的多发季节，冰雹会造成水稻秧苗折断、果树断肢及树叶、新生花蕾被击落等灾害，对农作物造成严重的影响。万安县农作物主要以富硒水稻、柑桔、烤烟为主。因此做好对冰雹过程的及时预报、预警，对气象防灾减灾有着重要的意义。

2013年3月20日凌晨4～6时万安县出现了一次明显的冰雹过程，百加镇、韶口镇、宝山乡、顺峰乡先后出现冰雹，其中百加镇冰雹最大直径达15毫米，给当地农业生产造成了一定的损失。

2 天气形势

3月19日20时，在500hPa上，较强的东北冷涡东移，引导冷涡底部的冷空气快速南下；在西南地区有深厚的南支槽东移，两个系统有汇合的趋势（见图1）。在850hPa上，冷空气已进入长江中下游和江南西北部大部分地区，而西南地区南部有强大的暖中心。华南、江南东部有一强度达20m/s的西南风急流，急流轴北侧的风速切变十分明显。另外，赣中偏南地区有一暖舌（见图2）；西南暖湿气流在夜间加强，带来了充沛的水汽；长江中游地区的西北风引导北方强冷空气快速南压，冷暖空气交汇，有利于激发不稳定能量释放。

图13月19日20时500hPa位势高度场及温度场图2 3月19日20时850hPa温度场和风场

3 大气稳定度和流场

3.1 上干下湿的层结

3月19日20时，在700hPa上引导气流主要为偏西风，万安相对湿度在60%以下， 700hPa有干空气卷入是冰雹形成的重要因素之一。在850hPa上，华南至江南东南部的西南暖湿气流带来了丰富的水汽，万安相对湿度均在80%以上，大部分都在90%以上（见图3a-b）。

图3 a3月19日20时700hPa图3b850hPa相对湿度场和风场

3.2湿对流有效位能

19日08时，赣州站的湿对流有效位能CAPE仅为0.79/kg，到19日20时湿对流有效位能CAPE突然增加至927.5J/kg，有较强的位势不稳定能量。到20日08时，位势不稳定能量几乎完全释放，湿对流有效位能CAPE骤减到0J/kg。湿对流有效位能CAPE突然增加有利于冰雹发展。

3.3深厚的上升气流

3月19日20时，中低层风向随高度顺转，说明有较强的辐合上升运动。而冰雹过程发生后的20日08时，中低层风向转为一致的偏北风，万安区域为冷空气控制。

3.4高于常年的气温

3月19日万安县的气温明显偏高，平均气温为19.8℃，3月中旬该县最高气温历年平均值为16.1℃；19日最高气温达到27.6℃。较高的气温在冷空气南下扩散会产生较为强烈的抬升作用，容易激发不稳定能量的释放，产生雷暴、冰雹、大风等强对流天气。

3.5对冰雹生长有利的环境因素

0℃层高度和-20℃层高度是对云冰雹云的发展不可缺少的因子，当环境存在比较合适的-20℃与0℃之间的厚度层时，冰雹云中的雹胚与过冷水滴发生有效碰撞的机会较多，有利于冰雹的形成。19日20时万安上空的0℃层高度和-20℃层高度分别为600hPa（约4.6km）和420hPa（约7.4km）附近。

3.6近地面层流场

20日05时地面图上可以看出有冷空气南下，冷锋正好到达赣州市中部的位置，湖南郴州存在一个中心强度为14.1hpa的地面小高压中心，郴州到赣州气压差为8.2hpa，在浙江南部、抚州东部、赣州到广西贺州一带为一条地面中尺度辐合线。

4 雷达产品

从雷达回波的形态来看，这次冰雹过程为一次飑线南压的过程，在其南压的过程中，飑线上不断有中小尺度天气系统生成。

4.1风暴演变

从0.5°仰角的基本反射率因子产品上看，4:39雷达回波进入万安境内时，强回波带上存在三个相对孤立的多单体风暴，它们的分别位于297°，69km、325°，64km和7°，83km，命名为风暴1、风暴2和风暴3，对比于1.4°和2.4°仰角的产品上来看，风暴1在垂直方向上表现为后倾结果，风暴2和3的回波前沿均表现为前倾，且风暴2和3在4.4km以上均存在60dBz以上的反射率因子，而4.4km的高度已经相当接近0℃层了；在回波南压的过程中，风暴1的水平尺度不断加大，表现为一条狭长的强回波带，同时风暴2和3的尺度也不断加大，到5:04多单体风暴组织起来的回波带变现问相当明显的飑线结构，风暴2和3在其前进的过程中，它们右后方出现突出物，而且突出物的反射率因子和尺度都不断加大。

图43月20日赣州多普勒雷达基数据产品。

0.5度4:39, 0.5度4:56，2.4度5:09，0.5度6:04，

4.2组合反射率因子

雷达回波在4:39进入万安境前，万安南部及泰和南部接近兴国的境内均有＞65dBz的一大块强回波质心，最大强度达到77dBz，飑线的结构也相当清晰，呈现一条东北-西南向的现状的形态；系统在经过罗霄山脉进入万安时（5:00），强回波带有一个明显加强的过程，而且飑线的结构较4:39相比更为紧密（4:39万安境内都存在一个缺口），此时强回波带大概长300km，相比4:39增加了100km左右，长宽比也明显增大。

4.3平均径向速度

当雷达回波进入万安境内时（4:39）存在两个中气旋，分别为K1（10 m/s ，-15m/s）和C2（-17m/s ，24m/s），分别位于桂东线西部边界和兴国与泰和的交界线上，所处的高度4.9km和4.5km，都接近或在0℃层以上，K1、C2分别为纯辐散、气旋性辐合，两个中气旋均维持了一个体扫的时间（6min）；从2.4°仰角的平均径向速度产品上看，4:39在万安出现了一个10 m/s，-20m/s的强辐合上升区，维持时间为6min。

4.4垂直累积液态水含量（VIL）

4:47两个垂直累积液态水含量的大值区位于万安北部与泰和南部，此时最大的液态水含量67kg/m2，在随后的12分钟内液态水含量有所减弱，但在4:56有一次跃增，此时万安南部有一块中心最大值为77 kg/m2的液态水含量大值区，回波在南压的过程中液态水含量保持的相对比较稳定，5:30-5:34时刻在万安的中部有一次由56 kg/m2跃增到80 kg/m2的过程，而这次跃增过程出现在万安降雹前10min左右。在降雹过程中 VIL 增跃反映了冰雹粒子在生长区碰并长大，通过VIL变化可以很好的预测降雹的可能性大小。

4.5回波顶高（ET）

在万安境内有两个顶高为14km的上冲云顶，4:56在上犹的境内有一块14km顶高的回波生成，但在5:00之后开始消弱，反而位于万安境内的几个零散的顶高14km的回波合并维持了两个体扫的时间，5:09上犹又一次出现14km的回波顶高，其余的回波顶高一直维持在8-11km。回波顶高的演变过程中有：在冰雹天气发生的时刻回波顶高反而有所下降，普遍下降了2km左右。对比与当天的探空来看-20℃层为7.4km，则在-20℃层3km以上一直有回波维持，回波顶高在14km时，回波顶的温度在-65℃以下。

图5. 3月20日赣州多普勒雷达回波顶高产品（4:47,5:09,5:21）。

5 结论

1.在东北冷涡不稳定的背景下，冷涡南侧不断有冷空气南下到达长江中下游地区叠加到低层强盛的西南暖湿气流之上，造成了上干下湿的不稳定层结；当高空冷空气到达地面时，地面冷暖相汇的辐合系统的促发下，造成了万安县境内出现此次强对流（冰雹）天气过程。

2.结构上不断有新的风暴生成，罗霄山脉在风暴进入万安县境内的时候有促进作用，风暴在爬山过后呈现完整的后倾结构。

3.强的辐合上升运动的区域，VIL也对应增加，但这两种现象均发生在冰雹降落之前，提前量大概为半个小时左右，这可以作为一个冰雹预警的一个指标。

3．利用多普勒雷达资料、卫星云图、区域自动站、与临近台站之间的联防，加强对中小尺度天气系统的生成和发展进行跟踪监测，从而在1-3小时内对强对流天气做出准确的预报。

参考文献

[1].许爱华,应冬梅,黄祖辉.江西两种典型强对流天气 的雷达回波特征分析[J].气象与减灾研究,2007,30 (2):23—27.

[2].龙余良,金勇根,刘志萍,等.江西省冰雹气候特征及冰雹灾害研究[J].自然灾害学报2009(1):53-57.

[3].朱永兵,.一次大冰雹过程的多普勒雷达回波特征.广东气象.2005(2):21-27.

[4].钱传海,张金艳,应冬梅,林建.2003年4月江西一次强对流天气过程的诊断分析. 应用气象学报.2007(8):461-466.