2016年4月27日吕梁一次春季冰雹过程的成因分析

胡生江?刘凤梅?问星星

摘 要：本文利用自动气象站观测资料、卫星、雷达资料以及NCEP全球分析资料等气象探测资料对2016年4月27日出现在吕梁市的一次春季冰雹天气成因进行分析。

关键词：冰雹天气;天气形势;吕梁

吕梁市地处山西中部西侧，吕梁山脉由北向南贯穿全境，地势中间高两翼低，属半干旱暖温带大陆性季风气候，四季分明，差异悬殊，春季气温不稳定，天气复杂，吕梁市出现冰雹天气的几率较大，不利于当地群众的正常生产生活。基于此，为了更好地对冰雹灾害进行防御，本文通过对2016年4月27日出现在吕梁市的一次春季冰雹天气成因进行分析，以更好地掌握冰雹天气发生发展规律，为今后发生同类冰雹天气的预报预测和人工防雹减灾工作提供科学有效的指导依据。

一、天气实况

2016年4月27日08：00到20：00，吕梁市出现局地冰雹、雷电、大风、短时降水等强对流天气，各县降水实况（毫米）：离石2.7，兴县2.5，岚县0.2，临县1.3，方山2.6，柳林1.1，中阳3.6，石楼0.3，孝义24.8，汾阳9.2，文水4.2，交城2.9。大部分县市出现雷电;离石、临县、方山、中阳、柳林、交口、石楼等地出现大风天气，中阳最大达25.9米/秒，出现在15：07，石楼极大风速23.4米/秒，出现在16时;离石、中阳、孝义、汾阳等地局部地区出现冰雹，孝义气象站15：24—15：54出现冰雹天气过程，观测站冰雹最大直径为13毫米。汾阳气象站出现最大直径3毫米冰雹。

二、天气形势分析

本次吕梁市的冰雹、大风、雷雨等强对流天气主要属于槽后西北气流型的天气过程。通过对2016年4月27日08：00的天气形势图进行分析可知，吕梁市主要位于200hPa急流入口位置的左前方区域，500hPa冷槽处在山东一带，温度槽处在河套一带，其要比高度槽落后，有显著的冷平流处于吕梁上空区域;700hPa位置没有显著的辐合系统，850hPa有一16℃的闭合暖中心处于山西省北边地带，吕梁市上空分布着显著明显的暖平流。在地面形势场，吕梁市主要位于华北高压后部的低压区，且存在弱冷锋;从垂直结构进行分析来看，高空冷槽主要分布在低层暖空气上，也就是说500hPa冷空气在850hPa高能暖舌上叠加，地面偏南风同中高层500hPa西北风之间共同产生了稍强的垂直风切变，促使吕梁及其周边区域的对流性不稳定能量进行释放，推动了此次冰雹、雷雨、大风等强对流天气的发生。4月27日13：00—14：00吕梁市至运城区域分布着地面辐合线，这意味着在该区域辐合较强，有利于地面垂直上升运动的不断增强，有利于强对流天气的发生。

三、天气成因分析

探空资料分析。因為本次吕梁冰雹天气发生期间的对流单体市吕梁市西部形成的，在这里对吕梁市西南方向的延安探空站的观测资料进行分析。由2016年4月27日08：00延安探空站探空图分析能够获悉，延安上空分布着显著的不稳定能量，CAPE值为180.6J/kg;露点温度和层结曲线的结构主要呈“喇叭口”型，也就是说在600hPa以上高层为干空气，600hPa以下主要分布着显著的湿层;850hPa以下主要属于逆温层;0～3km的垂直风切变为9m/s左右，分布着暖平流，0～6km的垂直风切变为12m/s左右，3km以上属于强冷平流，如此的上层干冷、下层暖湿的结构，同时有垂直风切变的出现，对于强对流天气的产生十分有利。由4月27日14：00延安探空图进行分能够获悉，此时CAPE值为1765.8J/kg，远远大于08：00的CAPE值。0℃层高度处在3km，0℃层区域点位置较低会使得落地前的融化减弱。-20℃层高度处在5.5km区域，对于大水滴自然成冰十分有利。SI指数为-3.54℃，KI指数为34.0℃，这些均非常有利于此次吕梁市冰雹、雷雨等强对流天气的发生发展。

假相当位温（θse）分析。表示温湿特征的重要参数可以用假相当位温θse来表示，同时也可以表示能量，在强降水天气出现的过程中往往都伴随有较高的能量出现。假相当位温场θse随着不同高度的分布可以将大气层结对流性不稳定的情况如实反映出来。分析2016年4月27日08：00 850hPaθse的分布图可以获悉，在本次吕梁市冰雹天气主要出现于850hPaθse大于43℃的高能区，这个时候500hPa高度层的温度场配合着负变温，这意味着有冷空气由高空下传到高能区，最终使得本次强对流天气发生。

四、卫星、雷达资料分析

2016年4月27日12：00，在陕、晋两省交界地带有对流云团在不断发展，12：30有若干强对流云团处于地面辐合线区域且在不断增强，其前部逐渐向晋西区域移动。13：00云系继续发展增强，这个时候的云顶亮温为-44℃，在吕梁及其附近区域发生冰雹、大风、雷雨天气。14：00由于云顶亮温的下降，对流云团在TBB小于-50℃的区域交汇增强，至17：00对流云团开始有所变弱。

通过可见光云图上分析可知，4月27日12：00晋西分布着许多对流单体，晋中区域有低云分布。13：00在晋中南一带产生大量对流单体，且都在持续发展。14：00对流发展十分旺盛，雷暴单体顶部向对流层顶伸展，上风向存在整齐的边界，在下风向上云砧朝东南扩散，在晋南上空仍旧生成有新的对流单体。14：00云砧向下风向伸展更远，对流继续发展。

通过分析多普勒雷达资料可知，2016年4月27日14：00在晋西南区域开始生成有多单体，14：12-14：18雷达回波不断发展、增强，意味着对流单体发展迅猛，14：36处于旺盛发展时期，所以促使吕梁局部地区发生冰雹天气，之后持续移向东南方，雷达回波持续变弱，此次冰雹天气过程基本结束。本次吕梁市春季冰雹天气过程中雷达强回波中心高度低，降雹速度快。

五、结论

本次吕梁市的冰雹、大风、雷雨等强对流天气属于槽后西北气流型的天气过程。高空冷槽后和地面弱冷锋的有利配置为冰雹天气的发生提供了有利的环流背景形势。

本次吕梁市春季冰雹天气的成因不仅受地面冷锋的影响，更为重要的是高层的干冷空气朝对流层中低层附近侵入，从而推动了强对流天气的发生发展。

通过KI指数、SI指数、CAPE值等对流参数以及假相当位温（θse）均能够反映出不稳定能量强盛，有利于冰雹、大风、雷雨等强对流天气的发生。0度层和地面之间的距离不足5km，-20度层位置分布着50dBz的发射因子，这些均促进了冰雹天气的发生发展。

卫星、雷达资料对冰雹、大风、雷雨的预报预警具有一定的指示意义。

参考文献：

[1]金米娜，陈云辉，许爱华，等.2013年3月19日江西省冰雹天气成因分析[J].暴雨灾害，2013，32（2）：158-166.

[2]马中元，苏俐敏，谌芸，等.一次强飑线及飑前中小尺度系统特征分析[J].气象，2014，40（8）：916-929.

作者简介：胡生江（1986-）男，汉族，新疆沙雅人，本科学历，工程师，从事中短期天气预报服务研究工作。