天水一次区域性冰雹天气过程分析

谢蕊 李映春 安斌 杨春芽

摘要利用天水常规观测资料、多普勒天气雷达资料，从产生雹暴天气的背景条件和气象要素上入手，分析2015年5月30日天水地区发生的一次区域性冰雹过程的雷达反射率因子及其产品的特征和环境场的特点。结果表明，此次降雹过程是在西北气流控制下，小股冷空气补充南下，冷锋过境产生的；冷锋、露点锋是此次过程的主要影响系统。雷达反射率因子有明显的钩状回波；强回波有明显的回波悬垂结构；较强的垂直上升运动和深层的垂直风切变是产生强回波的前兆，有利于冰雹的产生。

关键词冰雹；环流形势；环境场；雷达回波；天水市

中图分类号P458.3文献标识码A文章编号0517-6611（2017）19-0187-03

Analysis of a Regional Hail Weather in Tianshui

XIE Rui，LI Yingchun，AN Bing et al

（Tianshui City Meteorological Bureau of Gansu Province，Tianshui，Gansu 741000）

AbstractUsing the conventional observation data of Tianshui and the Doppler weather radar data，the radar reflectivity factor and its characteristics and environmental field characteristics of a regional hail occurred in Tianshui area on May 30， 2015 were analyzed from the background of hail storms weather and meteorological elements on the start.The results showed that the hail process was under the control of the northwest airflow， the small shares of cold air supplemented south and cold front transit.Cold front and dewpoint front were the main impact system. The radar reflectivity factor had obvious hook echo；Strong echo had obvious echo overhanging structure.Strong vertical uplift and deep vertical wind shear were precursors of strong echoes that contributed to the generation of hail.

Key wordsHail；Circulation situation；Environmental field；Radar echo；Tianshui City

冰雹是天水地區夏季常见的灾害性天气，对农业生产危害甚大，经常对当地农业生产造成年愈亿元的经济损失，研究冰雹的成因及各物理量因子的配置关系[1-2]，对当地防灾减灾以及三农服务工作具有重要的意义。由于冰雹历时较短、强度大，有明显的局地性，预报预警难度大，致灾性很高，近年来诸多气象工作者对冰雹等强天气进行了研究[3-7]。天水雷达2004年投入业务使用，近年对雷达资料的使用严重受限，一般仅限于对强回波的监测和预警。其实对强回波的切割分析，能够更好地帮助业务人员了解冰雹等强天气的发展高度和时间，能及时地帮助业务人员较早地研判即将产生的天气，为积极开展联报联防、防灾减灾工作提供了有力的支持。笔者利用天水常规观测资料、多普勒天气雷达资料，从环流形势、环境场、雷达回波等方面，分析了2015年5月30日天水地区发生的一次区域性冰雹过程的雷达反射率因子及其产品的特征和环境场的特点，以期为冰雹天气的预报预警提供参考，更好地做好防灾减灾服务。

1资料来源

利用天水各县区气象观测站和区域站提供的数据，分析降雹时的各要素变化情况。主要利用天水本地雷达（CINRAD＼CD）基数据（V文件）和回波顶高、组合反射率因子、冰雹指数等产品资料，分析降雹时的雷达图，配合高低空天气图、中尺度分析、物理量诊断等得出此次降雹的特性。

2天气实况

5月30日下午至夜间，天水市突发区域性强对流天气，秦安县、秦州区、甘谷县部分乡镇出现冰雹。30日17∶20—22∶00，受强对流天气影响，秦安的魏店、安伏、叶堡、莲花等17个乡镇相继出现雷雨天气，期间夹杂冰雹，最长降雹时间达20 min左右，最大直径约7 cm。19∶10左右，秦州区藉口镇降雹持续7 min左右，最大冰雹约有鸡蛋大小；杨家寺乡降雹持续约10 min，直径约5 mm；关子镇降雹持续约15 min，直径约13 mm；牡丹乡3个村出现不同程度降雹。从图1可以看出，此次冰雹的影响路径是从华家岭进入秦安县，影响到甘谷县的东北部、秦城和北道两区。

据当地民政部门统计，此次冰雹天气造成秦安直接经济损失23 544.94万元，秦州区损失约23 777万元。甘谷降雹范围较小，受灾较轻。

3环流形势

冰雹是强对流云系的产物，强对流云系受中小尺度天气系统控制，中小尺度天气系统是在大尺度天气形势所建立的位势不稳定区中发生、发展的。20世纪70年代初兰州中心台从高空形势和影响系统将西北地区常见的降雹过程分为西北气流型、低涡切变型和冷锋型。

其中西北气流型最多，冷锋型次之，低涡切变型最少。 5月30日08∶00 500 hPa形势场（图1a），亚欧为两槽一脊的环流形势，中纬度为一致的西北气流，西北陇东南地区到西南地区东部受短波浅槽影响。

30日17∶00地面图上（图1b），此次降雹过程是在西北气流控制下，小股冷空气补充南下，冷锋过境产生的。

4环境场分析

5月30日08∶00中尺度分析（图2）可见，甘肃南部地区为高湿区，存在明显的湿舌。温度槽从高原东移经过甘肃东南部，在甘肃中部到东南部存在露点锋，可见冷锋、露点锋是导致天水地区此次冰雹过程发生的主要影响系统。

一般产生较大冰雹的天气，斜升气流中的上升速度较大。从5月30日700、500、400 hPa的垂直速度场和天水的垂直速度剖面（图3）分析可知，最大的垂直上升速度约为13 m/s，在4 000 m左右，由于白天的非绝热加热，预计下午

到傍晚垂直上升速度是增加的，最大上升速度在4 000 m（0 ℃

由表1可知，武山魏店在17∶00、莲花在18∶00时，温度开始陡降，由于秦州区位于武山东侧、天气系统的下游，所以秦州各站温度骤降的时间较晚，大约在20∶00之后，各地温度降幅为7.1～7.5 ℃。随着地面冷空气的进一步推进，武山、甘谷、秦州的部分乡镇相继出现了冰雹、雷暴大风、短时强降水等强对流天气。强对流发生前，从层结曲线上可以看出600～700 hPa有逆温层存在，储存了较大的不稳定能量。随着地面冷锋的不断南压，进而激发了强对流天气。

5雷达回波特征

5月30日17∶27，秦安县出现了强降水天气过程，并遭受冰雹和暴洪灾害袭击。对比此时刻1.5°和0.5°仰角的反射率因子（图5a）发现，雷达反射率因子具有明显的钩状回波特征。从雷达显示秦安钩状回波时所做的垂直剖面图（图5b）可以明显地看出有界弱回波区，50 dBz以上的强回波核，中心高度在5 000 km左右、0 ℃层高度以上，45 dBz的强回波顶发展至7 000 km左右、-20 ℃层高度以上，产生较大冰雹的概率明显增加。剖面图右侧的强回波区域对应着较大冰雹的下降通道。

5月30日19∶10—22∶20，秦州区的藉口、关子、牡丹、杨家寺等乡镇出现雷阵雨伴有冰雹天气。30日19∶05雷达反射率因子（图6a）显示，此次雹暴为多单体雷暴（2个单体）。由于此次发生在秦州区冰雹的位置距离雷達较近，位于雷达静锥区，当30日18∶55雷达首次有回波时，已出现50～55 dBz的强回波，且发展高度已经达到7 000 km左右。从30日19∶05雷达显示秦州区最强反射率因子核所做的垂直剖

受静锥区的影响，高层回波剖面信息缺失。

6结论

（1）此次降雹过程是在西北气流控制下，小股冷空气补充南下，冷锋过境产生的。冷锋、露点锋是此次过程的主要影响系统。

（2）雷达反射率因子有明显的钩状回波；反射率剖面图上，强回波有明显的回波悬垂结构。钩状回波、有界弱回波区、回波悬垂都表征了冰雹发生的典型特点，形成钩状回波的50 dBz强回波核中心在0 ℃层，较强回波45 dBz中心位于-20 ℃。对于西北天水地区45 dBz的强回波中心在5～7 km，可以作为天水地区冰雹预报的参考指标。

（3）较强的垂直上升运动和深层的垂直风切变是产生强回波的前兆，有利于冰雹的产生。深层的强垂直风切变对于预报强雹暴有明显的指示意义。

参考文献

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