本溪市春季冰雹天气个例分析

吴荷　孙越峰　崔耀鹏

摘要 利用天气形势及各种物理量值、卫星云图资料，分析了 2017 年 4 月 17 日傍晚发生在本溪的一次冰雹天气过程成因。结果表明，东北冷涡和高空槽是这次过程的主要影响系统；高层冷平流、低层暖平流，增强了大气层结的不稳定性；高、低空及地面系统配合较好，为此次冰雹发生提供了有利气象条件，此次降雹区域K指数及各物理量要素配合都符合降雹标准。冰雹发生前期0 ℃层高度和-20 ℃层高度有利于冰雹生长；强对流天气发生区域与云顶亮温低值区对应。

关键词 冰雹；形势场；物理量场；红外云图；辽宁本溪

中图分类号 P467 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2017）13-0206-01

冰雹是一种由强对流天气系统引发的具有破坏性的灾害性天气，具有突发性和较强的局地性，预报难度大，虽然持续时间不长，但却能对农作物造成显著危害。随着技术的发展，运用雷达图识别和预报冰雹的研究越来越多[1-3]，但对其环流背景及重要气象要素的研究和分析仍然不可或缺[4]，张琳娜等[5]通过分析近30年北京地区出现冰雹的天气系统，将发生冰雹的天气系统分为三类，其中东北冷涡型发生次数最多。杨晓霞等[6]分析得出低层辐合是短时对流天气产生和维持的重要动力机制。本溪地区并无雷达及探空站，对依赖于雷达图和探空资料的冰雹预报分析仍有局限性；辽宁地区冰雹多发生在初夏，并多伴随有短时强降水、雷暴大风等强对流天气，春季冰雹也时有发生，并对春耕播种等农业活动造成重要影响。因此，了解此次冰雹发生的环流背景，分析冰雹发生的气象条件，对提高本地冰雹的预报预警技术有重要意义。

1 天气实况

2017年4月13—16日本溪市天气晴好，日最高气温均在22 ℃以上，地面能量较高。受冷涡及高空槽共同影响，2017年4月17日本溪市区出现中雨天气，19：25左右出现冰雹天气，并伴有雷电，冰雹直径为0.4～0.9 cm，持续时间5～7 min，局部地區持续10 min。

2 环流背景分析

冰雹发生的基本物理条件包括位势不稳定、存在触发机制、水汽条件、0 ℃层和-20 ℃高度及强的垂直风切变。因此，针对这些条件分析高低空环流场、地面形势场及主要物理量，得出此次冰雹发生的气象条件特征。

2.1 高、低空及地面形势场分析

由图1（a）可以看出，17日8：00辽宁东北部500 hPa存在一个冷涡系统，南部存在高空槽，2个天气系统共同影响辽宁地区。本溪地区处于200 hPa高空急流轴的左侧，500 hPa高空槽前，高空辐散，低空辐合，上升运动显著。由图1（b）可以看出，850 hPa有明显切变和低空西南急流存在，本溪处于T-Td≤3 ℃的显著湿区，T500-850≥25 ℃，本溪地区水汽条件充沛，存在低空急流，前期本溪地面温度高，这种上干冷、下暖湿的不稳定层结十分有利于强对流天气的产生和发展。至17日20：00冷涡南压与高空槽合并影响辽宁，850 hPa切变线东移，低空急流有所减弱，此时冰雹天气已经结束，本溪降水天气仍在继续。由图1（c）可以看出，17日17：00本溪地面由低压中心控制，且存在明显的地面气旋，利于上升运动的加强，地面形势场存在切变线，存在不稳定能量，利于冰雹天气的发生。

2.2 冰雹发生前期主要物理条件分析

大范围强对流天气在满足降雹的大环流形势下，还需具备一定的局地环境条件。为此，对冰雹发生前期本溪地区风场垂直结构、大气层结稳定度等进行了分析：0 ℃层高度为2 650 m，-20 ℃层高度为5 350 m，T500-850>25 ℃，K指数>30 ℃，存在地面切变。由表1可以看出，17日8：00风速由低层的14 m/s迅速增加到200 hPa的34 m/s，风速差达到20 m/s，有较强垂直风切变，非常有利于强对流天气的发生、发展和维持。另外，本溪地区8：00 0 ℃层高度为2 650 m，使对流云可以向高处发展，为冰雹的生成提供水汽条件；-20 ℃层高度在5 350 m，与0 ℃层厚度适宜，有利于冰雹生成有利于冰雹的形成。K指数>30 ℃，T500-850>25 ℃，表示大气层结不稳定，满足冰雹等强对流天气发生的条件。

3 云图特征分析

由图2可以看出，辽宁上空低云不断发展并集合成对流云团，18：30对流云团发展东移至辽宁东部本溪地区上空，云顶亮温进一步降低，云图特征呈现为明显的白色，有对流单体生成，本溪地区随之发生冰雹天气。

4 结论

分析结果表明，此次冰雹天气过程受东北冷涡和高空槽共同影响，各项物理量预报指标均利于强对流天气发生。

（1）东北冷涡和高空槽是这次本溪冰雹天气的主要影响系统，上干冷下暖湿的不稳定层结、不稳定度的增大为冰雹的产生提供了充足的不稳定能量。

（2）本次降雹的0 ℃层和-20 ℃层高度在700 hPa和500 hPa等压面高度附近，适宜冰雹的生成，降雹区域K指数及各层物理量要素配合等都符合降雹标准。

（3）东北冷涡外围东南部的云系局地发展成中尺度对流系统，是此次强对流天气产生的主要云系。

5 参考文献

[1] 俞小鼎，王迎春，陈明轩.新一代天气雷达与强对流天气预警[J].高原气象，2005，24（3）：456-464.

[2] 俞小鼎，周小刚，王秀明.雷暴与强对流临近天气预报技术进展[J].气象学报，2012，70（3）：311-337.

[3] 姜麟，王卫芳，韩桂荣，等.江苏一次夏季强雷暴天气过程的综合分析[J].气象科学，2006，26（3）：316-322.

[4] 宋晓辉，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（3）：330-335.

[5] 张琳娜，郭锐，何娜，等.北京地区冰雹天气特征[J].气象科技，2013，41（1）：114-120.

[6] 杨晓霞，张爱华，贺业坤.连续冰雹天气的物理特征分析[J].气象，2000，26（4）：50-54.