T639模式对哈尔滨2014年8月5日冰雹预报能力检验

牛忠清，王恒宇，张苗苗（黑龙江省人工影响天气办公室，黑龙江 哈尔滨150030）

T639模式对哈尔滨2014年8月5日冰雹预报能力检验

牛忠清，王恒宇，张苗苗
（黑龙江省人工影响天气办公室，黑龙江 哈尔滨150030）

本文利用T639数值预报产品对2014年哈尔滨一次降雹过程从高空形势及有关物理量预报场进行分析，结果表明：通过对2014年8月5日08时-8月7日08时500 hPa预报场与实况进行分析对比，发现T639 500 hPa高度场、温度场的预报可对此次冰雹天气的主要影响系统有一定的预报能力。通过对物理量预报场分析，发现假相当位温、垂直速度、散度、涡度、K指数、相对湿度等物理量对这次冰雹预报都有较好的预报效果，可见T639各种物理量预报场对冰雹天气预报有一定的指示意义，为此次天气过程提供了有力的预报依据。今后在做防雹指导预报时，可以充分利用T639数值预报产品，提高冰雹天气的预报能力。

T639模式；冰雹；物理量场分析

1　引言

冰雹是由强对流天气引起的一种气象灾害，冰雹天气出现的范围较小，时间短，突发性强，但来势猛、强度大，可给农林牧业、工矿企业等造成较大危害，造成严重的经济损失。提高冰雹天气及冰雹落区预报水平，增强对市（地）防雹作业指导能力，对于防雹和减轻冰雹造成的经济损失具有非常重要的现实意义。

关于冰雹天气的研究，气象学者分别从天气形势、物理量场等方面进行了分析，并己取得了一些成果［1-3］。研究表明，最有利于冰雹天气产生的结构为低层暖湿，中高层有干冷空气，不稳定度较大，风垂直切变较大。在冰雹天气发生前，对流层低层一般为上升运动，这些研究对冰雹的天气形势及物理量特征有了一定的认识，指出了有利于冰雹天气产生的条件。

随着数值预报技术的快速发展，T639数值预报产品在强降水、冰雹等强对流天气预报业务中得到越来越广泛的应用。T639资料的时间和空间分辨率高，要素预报种类丰富、预报值精确度较大、预报时效长且运行稳定，己经成为广大预报员在日常天气预报中的参考依据［4-5］。但各种数值预报模式均受到模式初始场、边界条件、物理过程、以及模式本身的设计等诸多因素的影响，数值预报产品都不可避免地存在一定的误差。因此，在应用T639数值预报产品预报冰雹落区时，应对模式产品进行解释应用和检验。

本文利用MICAPS3.2作为分析工具，选取T639数值预报产品对2014年8月5日冰雹天气过程分别从环流形势、影响系统、动力条件、水汽条件等方面进行分析，以检验T639数值预报产品对此次冰雹过程的预报能力，为提高冰雹天气过程的预报水平提供参考。

2　天气过程分析

2.1天气实况

2014年8月5日黑龙江省出现冰雹天气，其中11-14时，黑龙江省哈尔滨降雹，直径5-10 mm；17-20时，肇源降雹，直径5-10 mm。

2.2天气背景分析

2014年8月5日黑龙江省受高空槽影响，随后两天高空槽减弱向东移动，温度场上也是500 hPa冷空气自西向东逐渐进入黑龙江省，即高空处于冷槽控制下，低层黑龙江中东部处于暖脊控制，为上冷下暖的不稳定大气层结。

5日08时500 hPa高空槽位于黑河、齐齐哈尔一线，槽线西部有冷舌存在，在黑龙江省南部吉林境内有西南急流存在。5日08时850 hPa，925 hPa均有暖脊存在，925 hPa暖脊较850 hPa偏东，位于大庆-齐齐哈尔-大兴安岭一线。

造成这次冰雹天气的主要影响系统有高空槽，高空冷平流，低空暖平流，在不稳定层结中，冷、暖平流交汇聚，在一定的水汽条件和辐合条件下，激发强烈的上升运动，发生冰雹等强对流性天气。

3　T639数值预报产品对此次冰雹过程的预报

T639数值预报产品近年在短时强对流天气预报业务中已被广泛应用，其形势场和物理量场的预报丰富，预报产品时空分辨率高，能清晰地显示形势演变规律，较其它预报产品有其不可比拟的优势。T639数值预报对黑龙江2014年8月5日冰雹天气过程的预报，各个要素场的配合较好，本文利用T639数值预报产品，分析天气形势和要素预报情况，并将其与实况作对比分析。

3.1T639高空环流形势和实况场对比

以T639资料4日20时500 hPa高度场为初始预报场，其24 h预报与实况5日20时高度场非常接近。图1是以T639资料4日20时500 hPa高度场为初始预报场，实况场与预报场几乎重叠，尤其是高空槽所在位置预报的较为准确，实况槽更深一些，风场切变位置预报的也较为准确。T639模式对这次天气过程预报的较好。

图1　T639 500 hPa 24 h预报场与实况场对比

从实况场上来看，5日08时200 hPa高空急流穿过黑龙江省东南部地区，高空急流区的强风有利于对流云顶辐散的增强和上升气流的维持和加强。

3.2热力条件及不稳定条件

强对流天气，特别是冰雹是在有利于对流发展的动力和热力条件下形成的，冰雹天气从根本上讲，是冷暖空气相互作用的结果，故而从T639数值预报产品入手，首先针对有利于强对流天气发生的热力条件如850 hPa温度场、假相当位温等预报资料加以分析。

3.2.1高低空冷暖空气配置

24 h变温场中，700 hPa上黑龙江南部处于-3℃以上负变温区，负变温中心在哈尔滨，最大值为-5℃。500 hPa黑龙江省中部地区处于-3℃以上负变温区，负变温中心在伊春，最大值也是-5℃。黑龙江省西北部500 hPa有冷槽存在，冷空气逐渐入西南部地区，850 hPa上暖脊伸向黑龙江中南部，因此黑龙江南部形成上冷下暖的热力不稳定层结。

3.2.2假相当位温垂直结构特征预报

大气层结的稳定状况对对流天气的发生、发展起着至关重要的作用。大气层结稳定度是由大气温度在铅直方向上的分布状况所决定。选用假相当位温进行判定大气层结稳定度，假相当位温随高度减小时，称为对流性不稳定。分析T639预报哈尔滨地区假相当位温4日20时-5日17时垂直结构变化特征发现 （图2），5日08时之前，700 hPa以上假相当位温随高度的变化递增，说明700 hPa以上大气层是稳定的，08时850-700 hPa假相当位温存在一个递减锋区，说明700 hPa大气层极不稳定，这段时间内对流不稳定层的厚度在700 hPa以下，11时之后850-500 hPa假相当位温均随高度的变化递减，说明500 hPa大气层由稳定开始转向不稳定，500 hPa以下大气层均是不稳定的，大气层结状态有明显变化，不稳定层结厚度增加，底层的能量也有所加强，有利于上升运动发展。

图2　哈尔滨2014年8月4日20时-8月5日20时假相当位温预报剖面图

3.2.3K指数

K指数主要用作对流性天气的一个热力指标，对于大气稳定度有一定指示意义。通常情况下，K值越大，大气层越不稳定，当K指数较大时有发生对流天气的可能性，若与辐合区相配合将会增强雷雨天气。5日14时-20时发生冰雹区域T639 K指数预报均大于30，此次冰雹天气过程K指数有明显的指示意义。

3.3动力条件

散度是指流体运动时单位体积的改变率，当低层散度为负时为辐合，高层散度为正时为辐散，有利于天气系统的发展增强。从8月5日11-14时散度垂直剖面图看出（图略），哈尔滨地区上空存在有较好配置：500 hPa高空有8×10-6·s-1正值中心，低空850 hPa有-6×10-6·s-1中心，700 hPa以下高度层散度为负，大气水平辐合，呈现低层辐合、高层辐散的配置，这种低层辐合、高层辐散的配置有利于加强空气的抽吸运动，形成哈尔滨地区气流的剧烈上升运动。这是最终形成强对流天气的直接动力因素之一。

上升运动是形成强对流天气的决定因子之一，从T639资料的垂直速度场分布来看 （图略），8月5 日11-14时，哈尔滨上空500-925 hPa之间为一较弱的辐合上升区，14时辐合上升区的范围明显扩大，强度增强。说明午后地面升温，不稳定能量增大，上升

运动明显加强而且剧烈，大气将通过上升运动触发不稳定能量释放，有利于冰雹、强降水等强对流天气的形成、发展。

地面辐合线是强对流天气的主要触发机制之一，T639地面10 m风场资料可以看作是地面风场情况。分析哈尔滨站点11-14时地面10 m风场资料可以发现，11时地面风向为西南风，14时地面风向转为西北风和西南风的辐合，这种辐合有利于触发强对流天气。T639对5日14时地面辐合的预报较为准确，与实况几乎一致，只是位置略有偏西。

3.4水汽条件

从T639相对湿度5日08时-20时的时间垂直剖面图（图略）可以看出，5日11-14时，相对湿度大于70%的区域主要集中在600-850 hPa之间，中心值位于700 hPa附近，大小为85%，且相对湿度从中心开始随高度逐渐递减，500 hPa以上湿度较小，均在50%以下。中层有湿舌，其上覆盖干气层，形成对流性不稳定，易产生强烈的对流运动，是冰雹发生的条件之一。从水汽通量散度分布上来看，哈尔滨地区存在弱的水汽辐合。

4　结论

选取2014年8月5日哈尔滨冰雹天气，对T639模式的预报效果进行检验。结果表明，该模式对此次冰雹天气有较好的预报能力，主要表现在：

（1）通过500 hPa预报场与实况进行对比分析，发现T639模式对此次过程高空环流形势变化的预报比较准确，500 hPa高度场、温度场的预报对造成此次冰雹天气的主要影响系统有一定的预报能力，对冰雹天气的发生发展有一定的指导作用。

（2）对T639模式物理量预报场分析，发现相对湿度、假相当位温、垂直速度、散度、涡度等物理量对这次冰雹天气都有较好的预报效果。可见T639模式对热力及不稳定条件、动力、水汽等物理量的预报对冰雹天气的发生有一定的指示作用。

［1］段荣，李雪，赵玉金，等.一次大冰雹天气过程的物理量垂直结构分析［J］.安徽农业科学，2015，43（2）:215-220.

［2］黄元森，丁光义，陈小梅.2012年2月23日冰雹过程的中尺度特征分析［J］.海峡科学，2012，8:9-11.

［3］尹东屏，吴海英，张备，等.一次春季冰雹天气的中尺度系统分析［J］.安徽农业科学，2009，37（4）:1748-1751.

［4］胡永松，康学良，李德章，等.T639在毕节2010年5 月5日强对流天气中的释用分析［J］.贵州气象，2011，35（2）:40-43.

［5］徐玥，孙琪.T639资料在一次单站短时暴雨预报中的释用［J］.黑龙江气象，2013，30（4）:3-6.

Forecasting capability test of model T639 on hail in Harbin on August 5，2014

NIU Zhong-qing，WANG Heng-yu，ZHANG Miao-miao
（Weather Modification Office of Heilongjiang Province，Heilongjiang Harbin 150030）

The upper situation and physical quantity of a hail process happened in Harbin in 2014 was analyzed with T639 model.The results showed that：comparative analysis of the forecasted 500 hPa situation and actuality field，it found that the forecasted 500 hPa situation and the temperatures of T639 has stated forecast ability of influence system for the hail process.Through the analysis of the physical quantity forecast field，it was found that potential pseudo-equivalent temperature，vertical velocity，divergence，vorticity，K index，relative humidity and other physical quantities have good forecast effect on the hail prediction.The forecasted of physical variable field of T639 provide with good indicative significance for the forecast of hail.We can make full use of the T639 numerical forecast products in future hail forecast guidance to improve the forecast ability.

T639 model；hail；physical quantity analysis

牛忠清（1983-），女，辽宁省西丰县人，南京信息工程大学，硕士生，工程师.

P456.7

A

1002-252X（2015）04-0005-03

2015-9-1