2019年6月12日固原市强对流天气过程分析

李宜珈，余文梅，龚晓丽，范小明

（1.中国气象局旱区特色农业气象灾害监测预警与风险管理重点实验室，宁夏银川750002；2.宁夏气象防灾减灾重点实验室，宁夏银川750002；3.宁夏回族自治区固原市气象局，宁夏固原756000）

固原市位于宁夏回族自治区南部，地处黄土高原的西北边缘，海拔1 500～2 200 m，以六盘山作为南北脊柱，全市呈南高北低之势。固原市全年大部分时间受西风环流支配，北方大陆气团控制的时间很长，为典型的大陆性气候，南部属于中温带干旱区，受特殊的地理地形影响，灾害性天气发生频繁，对固原市造成了一定的经济损失。从固原市境内冰雹发生情况来看，强对流天气主要发源于六盘山沿山，全市冰雹主要发生在平直气流和两槽一脊环流形势下[1]。为加强对强对流天气的预报预警能力，减少气象灾害造成的损失，为固原市的发展做好保障工作，现对典型强对流天气个例进行分析并总结预报经验。

1 天气实况及灾情

2019年6月12日中午至傍晚，固原市4县1区相继出现雷电天气，泾源县和彭阳县部分乡（镇）出现冰雹，降雹过程持续约30 min，最大冰雹直径为15 mm，最大地面积雹厚度为3 cm。其中，彭阳县还同时伴有短时强降水，最大小时降水量出现在红河乡，为37.1 mm，本站出现了21.6 m/s的大风。此次过程造成彭阳县农作物受灾、道路损毁、房屋及防洪工程受损等。据统计，灾害共造成直接经济损失751.25万元。

综合来看，此次过程主要集中在固原东南部，时间段为15时至16时40分，随着对流回波在35分逐渐移出固原境内，过程结束。

2 天气形势

12日08时500 hPa高空整体环流形势呈东高西低，欧亚中高纬地区基本维持“两槽一脊”的纬向型环流，其中一个低压槽位于新疆西侧，另一个低压槽位于河套地区；两槽之间有高压脊位于甘肃北部，在西伯利亚有冷空气堆积，固原位于河套高空槽底后部，甘肃北部高压脊前部，有沿脊下滑的弱冷空气叠加西北气流影响固原，700 hPa上低涡压在新疆，宁夏西北侧有暖切系统存在，固原此时受西南气流控制。地面场上与700 hPa相对应的区域有辐合区，为对流天气的发生提供一个触发机制。整体来看，从高到低层槽成前倾结构，高空槽后的干冷气流配合低层辐合区前的暖湿气流，造成层结不稳定。

20时500 hPa高空槽东移南下，高压脊有所发展，固原上空由之前的偏南风转为较强的偏北风，低层700 hPa切变系统和地面场的辐合区随之向东移动，位于宁夏的东侧，对流过程结束。

3 物理条件

3.1 热力条件

根据降雹区附近12日08时银川的探空资料（见图1），整体层结状态为上干下湿，湿度层达700 hPa左右，具有一定的不稳定能量，0～6 km高度的垂直风切变不大，0℃层高度近4.3 km，-20℃层高度约7.3 km，均为有利于雹胚发展的高度。CAPE值823.3 J/kg，K指数为38℃，BLI指数 为2.1，SI为-2.14。至14时，温度平流场上固原市中高层受冷平流的控制，低层则为暖平流，整体层结仍维持不稳定的状态。综合可知，相关指标以及层结的不稳定性对对流过程的发生发展有很好的指示意义。

图1 6月12日08时银川探空资料图

3.2 动力条件

08时散度场上200 hPa固原东部是正值区，为辐散，在500 hPa高度上对应区域为负值，呈辐合。高空辐散可以加强对中低层的抽吸作用，产生垂直运动。在垂直速度场上，14时500 hPa以上升运动为主，到17时500 hPa和700 hPa垂直运动加强，达到19 Pa/s。高层辐散，中低层辐合的配置为对流天气的发生发展提供良好的动力条件。

3.3 水汽条件

08时和14时低层湿度均大于70%，08时中南部大于80%，东部14时水汽大于80%。从比湿条件来看，14时低层比湿均大于7 g/kg，部分地区大于10 g/kg，底层湿润是成雹的重要条件之一，同时水汽充足有利于短时强降水的发生。

3.4 不稳定能量条件

从k指数变化来看，从08时至17时，固原市整体均保持在38℃以上，08—14时中南部有一个明显的增大，可达42℃；而彭阳地区K指数一直稳定增大，说明不稳定能量有蓄积，与彭阳地区发生雷暴大风、冰雹、强降水过程发生时间吻合。

利用水平分辨率1°×1°的NCEP再分析资料绘制固原地区08—20时假相当位温垂直剖面图（见图2），可以看出500 hPa以下假相当位温随高度递减，大气层结为对流不稳定状态。

图2 6月12日08时—20时固原地区假相当位温的垂直剖面图

4 雷达图像特征分析

从11时10分开始至16时35分左右，固原市境内不断有对流单体发展并东南向移动，但前期（11时10分—14时55分）对流单体高强度回波中心维持时间短，发展到消亡速度快，对固原市并未造成影响。15时开始，对流单体强度维持在58 dBz以上，最强可达65 dBz，回波顶高可达13.7 km，对流云发展旺盛。径向速度场上低层基本都保持辐合，低层气流上升，有利于对流云的维持和发展。垂直液态含水量整体维持在23 kg/m2以上，最大可至38 kg/m2，对比本站冰雹预报指标[1]，有利于降雹。

在组合反射率图上，16时01分可以看到弓形回波开始酝酿初具形状，随后发展形状明显，16时21分弓形回波越来越明显，受弓形回波[2]的影响彭阳出现地面大风。此外，强回波从进入彭阳到离开持续近1 h，移速约为60 km/h，速度较快也是造成地面大风的原因之一。

5 结论

500 hPa位于低压槽底后部，低层有切变存在，地面有辐合线配合，从低层到高层，槽呈前倾结构，有利产生强对流天气。

物理量表现为200 hPa辐散，500 hPa辐合的高低层配置，700～500 hPa有垂直上升气流；水汽条件较为充沛，低层相对湿度大于70%，700 hPa比湿大于7 g/kg；不稳定能量指标具有一定的指示意义，K指数较高（大于34℃），假相当位温随高度减小，层结为对流不稳定。

组合反射率因子显示对流回波强度达到55 dBz以上，最大可达65 dBz，有明显的弓形波形成，回波顶高达到8～12 km，最大液态含水量可达25 kg/m2。