三门峡市一次冰雹天气过程诊断分析

邢甘甜

摘 要：本文利用常规观测资料、探空资料和多普勒雷达资料，对2020年5月29日三门峡市冰雹天气的产生天气形势、物理量特征以及雷达回波特征进行分析。结果表明，这次降雹过程是在高空处于槽前西南气流的背景下产生的;700 hPa和850 hPa的切变线提供了抬升触发条件;0 ℃及-20 ℃层高度有利于冰雹的产生，强的垂直上升运动和深厚的湿度大值区也为冰雹的产生提供了有利的环境条件;冰雹回波面积小但强度大;上冷下暖的热力不稳定度和垂直风切变促使强对流发展;做冰雹的短临预报预警时，或许ET和VIL应该优先于CR或R监测，能更好地达到预报预警效果。

关键词：冰雹;天气形势;雷达回波特征

中图分类号：P458.121.2文献标识码：A文章编号：1003-5168（2020）26-0151-04

Abstract： This paper used conventional observation data， sounding data and Doppler radar data to analyze the weather situation， physical characteristics and radar echo characteristics of the hail weather in Sanmenxia on May 29， 2020. The results show that the hailstorm process was caused by the high-altitude southwest airflow in front of the trough; the shear lines of 700 hPa and 850 hPa provided the trigger conditions for lifting; the height of the 0 ℃ and -20 ℃ layer was conducive to the occurrence of hail， and the strong vertical ascending movement and the deep humidity area also provided favorable environmental conditions for the occurrence of hail; the hail echo area was small but strong; the thermal instability and vertical wind shear of cold top and warm bottom promoted the development of strong convection; when making short-term forecasts and warnings of hail， perhaps ET and VIL should be prioritized to CR or R monitoring to better achieve forecast and warning effects.

Keywords： hail storm;weather situation;Doppler radar

三门峡市位于豫西山区，每年都会出现不同程度的强天气过程，而突发性、局地性、致灾性强的冰雹往往会给当地经济造成严重损失。因此，对冰雹预报方法的研究一直是工作中的重中之重[1-5]。俞小鼎[2]探讨了多种强对流天气的多普勒雷达识别和预警技术。本文通过分析三门峡市一次冰雹天气过程的高低空形势、物理量特征、雷达特征，对冰雹发生发展机理进行研究，为三门峡市冰雹天气的预报预警提供支撑。

1 天气实况

2020年5月29日下午到夜里，三门峡市部分地区出现雷阵雨和冰雹天气。过程累计降水量如图1所示：湖滨区、陕州区降水为0.1～1.9 mm，最大降水出现在大营站;灵宝市降水为0.1～9.7 mm，最大降水出现在阳平站;渑池县、义马市无降水;卢氏县降水为0.1～23.6 mm，最大降水出现在潘河站。15：30，灵宝市朱阳镇出现冰雹，持续25 min，直径约为1 cm，造成朱阳镇双庙村烟叶受灾，造成农业经济损失约30万元。17：00，灵宝程村出现冰雹。灵宝观测站极大风速为12.7 m/s。

2 天气形势

2.1 高低空形势

29日08：00，500 hPa上内蒙古鄂托克旗-陕西延安-四川达州-峨眉山一线有一冷槽，三门峡市位于槽前的西南气流中，高层冷空气的侵入为强对流的发生提供了一定的热力条件。700 hPa上有切变位于阿拉善-甘肃环县-四川达州一线，三门峡处于东南气流中。850 hPa上在铜川-贵州桐梓-毕节有一切变线，三门峡市仍处于西南气流中，如图2（a）所示。地面场上（见图2（b）），三门峡市处于低压带中，有一冷锋位于河套西北部，随后锋面东移南压。29日20：00，如图2（c）所示，低槽一直维持前倾的形势，并东移移至三门峡市上空，形成上冷下暖的不稳定层结。700 hPa上仍处于东南气流中，且有一条东西向、南北向的切变线相交于三门峡。850 hPa切变线东移南上，影响三门峡市;地面上（见图2（d））锋面移至河套地区，此时虽然三门峡市仍处于锋前的低压带中，但由于冷锋所携带的强冷空气的推动作用，地面仍有弱冷空气入侵，对强对流有一定的触发作用。此次过程主要受500 hPa低槽东移和700 hPa上以及850 hPa上切变线的共同影响。由此可见，此次强对流过程是在有利的大尺度环流背景下产生的，高空切变为对流的发生提供了充足的动力条件。

2.2 探空图分析

08：00无CAPE值，k值为27.9 ℃，但0 ℃高度为3 853 m，-20 ℃高度为6 979 m，均为产生冰雹的适宜高度，对冰雹天气的出现有一定的指示意义。700 hPa处存在垂直风切变，为强对流生成提供动力条件。20：00的CAPE值上升至590.5，k值升至33.3 ℃。能量增大，k指數增大，对流潜势增大。0 ℃高度为3 834 m，-20 ℃高度为6 901 m，仍为均为产生冰雹的适宜高度。风随高度先顺转至600 hPa再逆转，上层冷，下层暖，为冰雹产生提供了有利的热力条件。

3 物理量分析

20：00，500 hPa上（见图3（a））有一个中心强度达到7.5×10-5 s-1的散度正值中心，而在850 hPa上（见图3（b）），三门峡市有一个中心强度达到-12.5×10-5 s-1的散度负值中心，即低层辐合高层辐散，有利于垂直上升运动的生成。

4 雷达分析

4.1 朱陽镇冰雹发展特征

11：11，卢氏、洛宁和栾川交界处开始出现明显的回波并发展、加强，29日对流萌芽开始显现。13：50，影响灵宝朱阳镇双庙冰雹的回波首先在冰雹地（双庙村）东部生成（Y）。14：15，此回波减弱，但在其西南方向又有多个对流单体生成并发展（标注为ABCD），如图4（a）所示。14：28，AB单体回波中心强度达到50 dBZ，如图4（b）所示，14：34有所减弱。14：41，BC单体出现减弱态势，而AD单体开始合并加强。14：47，合并的回波中心强度再次达到50 dBZ，如图4（c）所示，强回波范围明显增大，14：53回波中心强度达到最大（55 dBZ）。15：19，此东传的回波分裂呈三个明显的对流单体，尾部的F单体才是真正影响朱阳镇双庙村冰雹的单体。15：19—15：44维持45～50 dBZ的回波中心。在此阶段，ET上升，保持在9～11 km，如图4（d）所示。15：25，VIL为10～15 kg/m2，维持了四个体扫，如图4（e）所示。

4.2 阳平镇程村冰雹发展特征

15：19在灵宝方向有多个弱的对流单体生成并发展，在16：03，多个对流单体连成片，中心强度超过50dBZ，并且呈现南部减弱消散、北部增强（即回波向北移动发展）的形态。16：54，回波强度达到60 dBZ（见图5（a）），影响灵宝阳平镇程村。17：01，回波强度达到最大（65 dBZ）。60 dBZ以上强度的回波持续两个体扫，随后减弱。ET在降雹前最强，保持在12～14 km，维持一个体扫，如图5（b）所示。VIL在16：41增加到超过10 kg/m2，16：54达到最大（25～30 kg/m2），如图5（c）所示，随后降低。VIL和ET均在降雹前较高，降雹时有所下降。结合程村冰雹，可以发现在降雹的前一个或两个体扫，ET和VIL达到最大，降雹时反射率因子达到最大。因此，在做冰雹的短临预报预警时，或许ET和VIL应该优先于CR或R监测，能更好地达到预报预警效果。

5 结论

这次降雹过程是在高空处于槽前西南气流的背景下产生的，700 hPa和850 hPa的切变线提供了抬升触发条件，0 ℃及-20 ℃层高度有利于冰雹的产生，强的垂直上升运动和深厚的湿度大值区也为冰雹的产生提供了有利的环境条件。冰雹回波面积小但强度大，上冷下暖的热力不稳定度和垂直风切变促使强对流发展。进行冰雹的短临预报预警时，或许ET和VIL应该优先于CR或R监测，能更好地达到预报预警效果。

参考文献：

[1]张一平，俞小鼎，孙景兰，等.一次槽后型大暴雨伴冰雹的形成机制和雷达观测分析[J].高原气象，2014（4）：1093-1104.

[2]俞小鼎.强对流天气的多普勒天气雷达探测和预警[J].气象科技进展，2011（3）：31-41.

[3]俞小鼎，姚秀萍，熊廷南，等.多普勒天气雷达原理与业务应用[M].北京：气象出版社，2007.

[4]章国材.强对流天气分析与预报[M].北京：气象出版社，2011.

[5]朱乾根，林锦瑞，寿绍文，等.天气学原理和方法[M].北京：气象出版社，2007.