摘 要 利用常规观测资料并结合雷达回波资料,从天气形势、物理量场、卫星云图和雷达回波演变特征等几方面对呼伦贝尔阿荣旗地区2011年6月2日冰雹天气特征进行了综合分析。结果表明:冰雹天气出现在对流性不稳定层结条件下,较大的对流有效位能(CAPE)和假相当位温(θse)高能区反映了不稳定能量在冰雹区积聚;中低层水汽输送,地面有中尺度辐合切变线配合,多普勒雷达能很好地监测中尺度天气系统的发展演变过程,回波强度和回波顶高度的变化、垂直液态含水量的急剧增加等都对冰雹的出现具有指示意义。
关键词 冰雹;环流形势;雷达回波特征
1 天气实况
2011年6月2日14:00-18:00,呼伦贝尔市阿荣旗出现冰雹天气,最大冰雹直径22毫米,降雹持续时间达10分钟,期间伴有雷暴、短时强降水等强对流天气。据民政部门统计,此次冰雹天气造成受灾农田面积达8966公顷,直接经济损失1896万元。
2 环流背景和影响系统分析
2.1 高空环流形势分析
从2日08时500hPa环流形势场可以看出(图略),欧亚大陆为两槽一脊型,呼伦贝尔地区有一冷涡,此冷涡正处于发展阶段,阿荣旗位于冷涡前部,温度场落后于高度场,使得低槽发展加深。在低层,850hPa形势场上呼伦贝尔地区也有一低涡,低涡位置与700hPa基本一致,并与高层相配合,呼伦贝尔地区存在风场切变,500hPa温度与850hPa温度差>20℃,有较大的温度垂直递减率,形成了有力的热力不稳定条件。
14时:500hPa(图略)呼伦贝尔地区冷涡逐渐东移,阿荣旗位于冷涡前部,能量在这一区域可以得到有效的储存,在一定的触发条件下,不稳定能量释放,强对流天气出现。在低层850hPa(图略)呼伦贝尔中部存在风场辐合,低空有偏南风急流带,500hPa干冷空气叠加在低层相对暖湿气流上,这种上冷下暖的结构有利于强对流天氣的发生。
2.2 地面形势分析
2日08时(图略)呼伦贝尔地区受地面气旋控制,气旋中心在呼伦贝尔南部位置,中心值1005hPa,贝湖北部有一弱高压,我市处于冷锋前的暖区;14时(图略)低压系统加强,中心仍在呼伦贝尔市南部,中心强度为1002.5hPa。地面冷锋从西北向东南方向移动,这种地面形势配置有利于不稳定天气的发生。
3 物理量特征分析
对流有效位能(CAPE)、K指数和θse500-θse850<0不稳定区能很好地反映大气中潜在不稳定能量。2011年6 月2日14 时(图略)呼伦贝尔地区不稳定能量 CAPE 值除新巴尔虎右旗外均在100J/ kg 以上,尤其是东南部地区 CAPE 值达350 J/kg 以上;对流有效位能 CAPE 值从08时(图略)的 50 J/kg 跃增为14时的350J/kg。从2011年6 月2日14 时(图略)K指数可以看出,呼伦贝尔地区K指数均大于25℃,其中呼伦贝尔东部(阿荣旗、莫力达瓦旗、鄂伦春南部)K指数在30-35℃之间。且θse500-θse850<0,较大的对流有效位能和K指数及小于0的假相当位温差,由此可见,呼伦贝尔地区上空的大气处于潜在不稳定状态,有对流天气产生。
4 卫星云图特征分析
从2011年6月2日15时红外云图上可以看出(图略),呼伦贝尔地区存在孤立椭圆形对流云团,16时云团发展南下,说明风的垂直切变较大,有利于冰雹天气发生。17时云团达到最强,完全覆盖阿荣旗;18时云团主体逐渐东移南下,强对流天气基本结束,整个过程云顶亮温一直维持在220K左右。
5 雷达特征分析
齐齐哈尔雷达组合反射率产品显示,16:48(图2a)阿荣旗地区最大回波强度为50-55dBz,且发展到8km以上,有弱回波区出现;从回波顶高来看(图2b),16:42回波顶高大于15km,强对流风暴在垂直方向上发展旺盛,该时段的垂直液态含水量大于15kg/m -2,高空有强的对流单体,有利于冰雹的产生;至17时30分,回波强度逐渐减弱,强对流天气趋于结束。
6 小结
(1)上干下湿,上冷下暖的层结配置有利于激发和维持强对流,非常容易产生强对流性天气;(2)组合反射率以及垂直液态水含量产品的集合分析可以有效的对冰雹做出预警;垂直积分液态含水量值的大小可以判断大冰雹出现的可能性,同时它的突增还对冰雹天气具有一定的识别能力;(3)对流有效位能 CAPE 值越大,雷暴发生后其内部的上升气流也就越强;上升气流足够强、持续时间足够长从而使雹块可以增长到较大尺寸是大冰雹出现的一个必要条件。
参考文献
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[2]钱卓蕾,等.“6. 30”罕见冷涡型冰雹天气过程的环境场特征和成因分析.科技通报,2020,36(1).
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作者简介:丁丽婷(1993-),女,汉族,内蒙古赤峰市人,本科,从事综合观测业务工作。