昭苏“2013.7.23”冰雹天气分析

杨勇 朱弋 朱风利 邓伟凯 祝小梅

摘要：利用 MICAPS 常规资料以及雷达等非常规资料对 2013 年 7月 23日伊犁河谷昭苏地区发生的局地冰雹天气进行了分析，发现：这次冰雹天气是由高空低涡、地面冷锋和地面雷暴小高压共同影响造成的，属于低涡冷锋型；地面冷锋、高空低涡为强对流发生的触发机制；降雹当日探空图反映不明显，没有大的不稳定能量，但存在上干冷下暖湿的对流不稳定层结；降雹主要是由孤立发展的强对流单体造成；垂直累积液态水含量的骤增和大值的维持与降雹强度及降雹持续时间有一定的对应关系。

关键词：昭苏；冰雹；雷暴高压；多普勒雷达

基金项目：新疆气象局科研项目（201519）

中图分类号： P458 文献标识码： A DOI编号： 10.14025/j.cnki.jlny.2016.17.062

冰雹是中小尺度系统的产物，在一定的大气环流背景下发生的。冰雹的发生，具有较强的随机性、突发性、局地性。多年来我国气象工作者对冰雹做了许多研究，也获得了许多成果[1-3]。新疆的气象学者也对新疆的冰雹天气做了些研究[4，5]，但都是从气候特征方面做得研究。

昭苏位于新疆西部天山北麓，海拔高度1323～6995米，四周群山环抱，山地、草原、河流等复杂下垫面使得昭苏成为新疆乃至西北地区的冰雹高发区，年平均日数高达19天。受中亚暖湿气流和北方冷空气的共同影响，2013年7月23日16时32分～17时02分在昭苏县擦汗乌苏乡发生了冰雹灾害，冰雹直径1厘米，积雹厚度2厘米，擦汗乌苏县在县城西南部，距县城50公里。冰雹范围广，强度大，持续时间长，降雹时间有半小时，使全乡4332.73公顷作物受灾（其中春小麦3052.6公顷，油菜1280.13公顷），草场6200公顷受灾，直接经济损失3421万元。通过对此次冰雹天气的研究，以期对昭苏冰雹天气的深入研究提供背景资料，为冰雹的预测提供理论依据，也为政府部门指挥防灾减灾提供参考。

1冰雹发生的天气形势分析

2013年7月23日08时500hPa 高空图上（图1），可以看到在中亚地区有一低涡，伊犁地区位于低涡底部的偏西气流中，冷涡中心与其南部的伊犁地区的温差为3℃左右，国境以西有弱的冷平流。700hPa图上（图略）可以看到国境以西中亚地区有一较强的偏西南气流，风速在8～12米/秒，且中亚至新疆为大片湿区，温度露点差小于2℃。随着冷涡的东移南压，冷涡底部不断分裂短波影响伊犁地区，使得500hPa上伊宁市的气温降低4℃。西南暖湿气流的不断输送，伊宁市的温度露点差值从22 日20时的27℃减小到23 日08时的19℃。并且可以明显看到对流层下层850～700hPa，国境以西到伊犁地区一带有明显的增温，对流层中层500hPa有明显的降温。23日08时850hPa与500hPa温度差为30℃。850hPa上伊宁市与上游地区有明显的风向辐合。

在23日08时的地面天气图上（图略），伊犁地区处于减压升温中，三小时变压为-0.9hPa，而在上游地区大片的正变压区，中亚地区出现中心气压值为1007.5hPa的雷暴小高压。因此，造成这次冰雹天气过程的大尺度影响系统是高空冷性低涡的东移南压，并配合低空辐合共同影响。高空对应冷平流，而低层暖湿气流的输送，使得在对流层中低层形成了大范围上冷下暖的不稳定层结，同时中高层为冷平流，低层为暖平流，易引起强烈的上升运动。地面形势场存在明显的雷暴高压。不稳定能量和强的触发机制促使这次冰雹天气过程的爆发。

2 T- ln P图分析

从7月23日08时伊宁站的探空图（图略）上看，没有明显的正不稳定能量，但有下暖湿和上干冷的不稳定层结。低层850hPa以下为东南风，而以上为偏西风，有很强的风垂直切变。

2.1 0度层和-20度层高度

一般来说冰雹都发生在零度层和-20度层高度适宜的情况下，适宜降雹的零度层高度一般在四公里上下，-20度层高度在400百帕等压面高度附近或以下有利于降雹。23日8时，伊宁站-20度层高度约为6698.3米， 比400hPa的高度7390米低了600多米，0度层高度为3816.1米左右。可以看出0度层和-20度层高度都有利于降雹。

2.2 沙氏指数SI

沙氏指数定义为小块空气由850hPa开始，干绝热地上升到抬升凝结高度，然后再按湿绝热递减率上升到500hPa，在500hPa上的大气实际温度（T500）与上升气块到达500hPa时的温度的差值，即为SI。SI>0表示气层较稳定，如SI<0表示气层不稳定，负值越大，气层越不稳定。从7月23日08时的伊宁站的探空图上（图略）可以看出，当日08时伊宁站的SI为0.42，较有利于降雹。

3泉市多普勒雷达产品特征分析

3.1 雷达回波强度分析

从雷达回波演变图中（图2）可以看出，16：10（图2a）在西南方向距离雷达站110～150公里处有一呈块状的降水回波，回波中有两个中-γ尺度的回波单体，北面的回波单体强中心达到51 dBz，强回波的回波顶高在10公里左右，垂直液态水含量为11公斤/立方米；南面的回波单体较弱，强度只有45 dBz 左右。到16：21时两个回波单体发展东移，并且北面的回波单体发展成一准东西向，长度约为8公里的强回波带，强度也增加到52 dBz左右，强回波的回波顶高在10公里左右，垂直液态水含量增加到13公斤/立方米。到16：32（图2b）时两个对流单体合并成一个面积为66平方公里，回波强度在55 dBz 以上强回波块，强回波的回波顶高在10公里左右，垂直液态水含量也增加到16公斤/立方米。且其前侧出现V型缺口，从其剖面图（图略）中可以看到明显的弱回波区，表明云中有强的上升气流，而且上升气流的上面存在水分积累区，这对云中冰雹的生长是很重要的。随后，此强回波单体东南移，超过30分钟，它长时间维持并经过昭苏县察汗乌苏乡，造成这次冰雹天气。到16：59时回波开始减弱，冰雹天气结束。

3.2 速度场特征分析

在16：32时，1.5°仰角速度图（图略）上可以看到，在南端的对流单体表现为径向速度均为正值，但速度值的大小变化较大，从-4～-15 米/秒不等，与强回波中心相对应的为负速度大值区，即有强有上升气流。 而在3.4°仰角上可以看到对流单体南面的显示出明显的出流边界。

4 结论

此次昭苏冰雹天气是一次局地冰雹天气，高空具有冷涡，地面有雷暴小高压，同时是中小尺度系统造成的。

降雹当日探空图反映不明显，没有大的不稳定能量，但存在上干冷下暖湿的对流不稳定层结。

从多普勒雷达反射率因子上看，主要是由孤立发展的中-β尺度强对流单体造成是有的。

垂直累积液态水含量的骤增和大值的维持与降雹强度及降雹持续时间有一定的对应关系。

参考文献

[1] 宁晓辉，柴东红，蔡守新，等.冰雹天气过程的综合分析[J].气象科技，2007，35（03）：330-334.

[2]纪晓玲，马筛艳，丁永红，等.宁夏40年灾害性冰雹天气分析[J].自然灾害学报，2007，16（03）：24-28.

[3]刘传凤.我国寒潮气候评价[J].气象，1990，16（12）：40-43.

[4]马禹，王旭，郭江勇.新疆系统性冰雹天气过程的环流形势及卫星云图特征分析[J].高原气象，2004，23（06）：787-794.

[5]]彭成海，李金玉，努依也提.昭苏冰雹的气候特征分析[J].安徽农业科学，2008，36（32）：14211-14213.

[6]林爱兰，吴尚森.近40多年广东省的寒潮活动[J].热带气象学报，1998，14（04）：337-343

作者简介：杨勇，大专学历，昭苏县人工影响天气办公室，助理工程师，研究方向：人工影响天气。

通讯作者：祝小梅，本科学历，伊犁州气象局，高级工程师，研究方向：短期气候预测。