黑河市一次冰雹暴雨天气成因分析

艾 珊 ，张永成 ，李 阳 ，赵山山

(1.黑河市气象局，黑龙江 黑河 164300；2.双鸭山市气象局，黑龙江 双鸭山 155100)

1 引言

冰雹是对农作物危害极大的自然灾害之一，严重的会造成作物绝收。多发生于中小尺度天气系统，多为局地突发的天气，发生的区域和时长也很随机，总体来看冰雹天气大多出现在春夏交接或夏季，出现时常伴有雷暴大风、短时强降水等灾害性天气过程，本文分析的过程就是冰雹与强降水共同发生的情况。近年来，多位学者对冰雹等强对流天气的成因和防御方法进行了大量的分析研究。孙旭映等对甘肃冰雹灾害对农业的影响及其防御对策进行了研究，指出对于不同作物、不同生育期的抵抗冰雹灾害能力不同[1]；隋景跃等分析了朝阳冰雹灾害对农业的影响及防御对策[2]。2019年6月13日孙吴县出现的冰雹天气给百姓造成严重影响，尤其6月对孙吴县来说是农作物的生长期，对农作物的损害很大，对作物的成熟及产量都有较大影响。因此，了解并掌握冰雹、短时强降水的形成原因，以及对如何提高强对流天气的监测、预测预报方法进行研究，对于预防冰雹灾害或者减轻雹灾方面的工作有着特别重要的意义。本文利用中尺度分析、雷达数据及卫星云图等资料，对2019年6月13日下午孙吴县部分乡镇罕见的冰雹暴雨天气过程进行分析。

2 天气实况及对农业的影响

受强对流天气影响，2019年6月13日15-16时黑河市孙吴县卧牛河乡卧牛河村、新岭村、观山村县遭强降雨夹杂冰雹天气，一个小时累计降雨量可达70.2 mm，其中15时30分突发冰雹天气，冰雹最大的直径为20 mm，持续约20 min。这次冰雹伴随强降雨致使部分大豆、玉米等农作物受损，给农民生产、生活带来严重影响。受灾人口385人，受灾面积840公顷，成灾面积753公顷；其中绝收面积43公顷，造成直接农业经济损失116万元。

3 天气形势及中尺度分析

2019年6月11日08时，500 hPa欧亚中高纬地区呈Ω型环流，黑龙江省与贝加尔湖之间有一高压脊，贝加尔湖西侧有一低槽，由于阻塞高压的影响，贝加尔湖西侧的低槽东移过程较为缓慢，且在13日08时移至黑河上空时与鄂霍茨克海稳定少动的低涡融合，共同影响黑河市，低涡中心强度由552 hPa加强为548 hPa，黑河处于涡中心的底后部，700 hPa上东移的低槽与大兴安岭北部的低涡在13日08时融合，低涡中心位于黑河的东北侧，850 hPa上同样有与之相配合的低涡，低涡中心位于黑河北部，由此可见，该系统为一个深厚的系统。

图1 6月13日20时中尺度分析图

6月13日20时的中尺度分析图中可以看出850 hPa黑龙江省大部地区都在显著湿区内，500 hPa干区将黑龙江省中东部都包含在内，850 hPa的切变线及地面辐合线都在孙吴地区，850 hPa与500 hPa温度差超过28℃的干线与辐合线及切变线相交在孙吴（图1），由此可见，上干下湿、地面辐合抬升、不稳定能量的积聚以及风切变都在黑河市孙吴地区呈现，为该地区的冰雹及强降雨天气提供十分有利的条件。

4 探空图分析

图2 6月13日20时探空图

对流有效位能CAPE的值为正，可以看出具有对流不稳定。探空图（图2）中由于仅能显示嫩江探空，嫩江CAPE值为264.9 J/kg，则孙吴的CAPE值会大于264.9 J/kg，700 hPa高度上风向为北风，500 hPa高度上风向为南风，从700－500 hPa上有明显的风向切变，垂直风切变为强对流天气潜势提供有利环境，此外，925－600 hPa相对湿度超过70%，在500 hPa以上相对湿度＜30%，上干下湿，且随着高度的增加风向呈明显的逆时针旋转，该地区上空强冷空气在中层的侵入增强，暖湿气流的上升也变得更加强烈，对流加强。

零度层的高度在2900 m左右，－20℃层高度为5700 m，差值2700 m。据黑龙江省气象台统计2001－2008年968个冰雹个例的0℃层高度表明，黑龙江省雹日0℃层高度较低，0℃层高度雹日平均值仅为2815 m，较我国其他地区低很多。尤其在春秋两季，大多数冰雹日0℃层高度都不超过3000 m。此0℃层高度比较靠近黑龙江省0℃层高度雹日平均值，满足本省的降雹条件，从而产生冰雹。

5 雷达分析

从反射率强度回波图上得知 (图略)，15时00分强回波在爱辉及孙吴交界处，回波中心强度为50 dBZ，向南移动过程中逐渐增强达到60 dBZ，且移动缓慢，在15时36分在回波图上出现“V”型缺口，说明有下沉气流存在，“V”型缺口前部对应的孙吴卧牛河出现冰雹及强降水，最强回波中心的反射率因子垂直扩展的高度达到6 km，－20℃等温线在5.5 km，可见强中心高度超过－20℃等温线的高度，在PUP产品中垂直累积液态水含量VIL的出现位置即在卧牛河附近。

速度图上可以看出卧牛河处存在辐合及中气旋，有利于抬升和降水的持续，该回波与其东北侧的块状回波合并使得回波范围扩大，卧牛河附近的区域也出现强对流天气。

6 结论

（1）此次冰雹暴雨天气过程是在500 hPa冷涡作用下形成的，且该系统十分深厚。上干下湿、地面辐合抬升、不稳定能量的积聚为该地区的冰雹及强降雨天气提供十分有利的背景条件。

（2）对流不稳定、较强的垂直风切变、0℃层高度较低都是冰雹生成的必要条件；“V”型缺口、强反射率因子都是强对流天气的标志。