2019年建瓯一次飑线降雹天气分析

杨诗捷

摘要 根据常规天气资料、多普勒天气雷达资料，对建瓯一次春季飑线降雹天气过程进行分析。结果表明：低空强烈的减压、增温、增湿有利于不稳定能量的积聚，当低层为西南急流控制时，具有辐散抽吸作用，使上升运动增强和维持，从而导致不稳定能量的释放和冰雹等强对流天气的产生;此次天气过程组合反射率因子图像上强回波中心的最大值可达65 dBz以上，垂直积分液态含水量（VIL）超过35 kg·m-2，降雹时降雹强单体对应的强中心高度Ht都出现了明显的“陡降”现象，利用多普勒雷达资料的这些识别指标可以提高对冰雹等强对流天气的识别能力。

关键词 西南急流;冰雹;VIL;Ht

中图分类号：P458.1 文献标识码：J 文章编号：2095–3305（2021）01–0121–03

建瓯位于南平市东南部，境内多为山区，地形复杂，是冰雹等中小尺度灾害性天气多发地区。全年各月都可能出现冰雹，其中以3—4月最多，尤其3月下旬—4月中旬更频繁，7—8月次之，其他月份较少。

2019年3月21日傍晚到夜间，南平市中南部的邵武、顺昌、建瓯出现了冰雹天气，其中建瓯21︰29观测到冰雹，雹径3～5 mm，还伴有8级短时大风。3月下旬正值烟叶生长关键期，此次冰雹天气给烟叶生产造成很大的损失。因此，对冰雹天气进行研究变得十分必要。根据常规和非常规资料，对此次过程的成因进行分析，希望能对建瓯春季冰雹天气的预报服务提供一些有益的参考。

1 大尺度环流背景分析

从天气形势场上看，2019年3月21日08：00 500 hPa中高纬地区为一槽一脊型，槽位于我国东北地区，脊位于乌拉尔山附近。中纬度为平直的西风环流，西南地区有从高原下来的南支槽影响，福建主要受南支槽前西南气流影响。850 hPa存在西南涡与南支槽相对应，低涡中心位于重庆附近，低涡右侧暖式切变线向东伸展到闽浙交界，建瓯位于暖切南侧的暖区里，西南急流强盛。地面位于低压倒槽附近，地面气流辐合，存在上升气流。建瓯从高层到低层受一致的西南气流影响，导致热对流发展旺盛，从而产生了雷雨大风和冰雹等强对流天气（图1）。

2 中尺度对流条件分析

2.1 水汽条件分析

水汽的垂直分布影响到层结稳定度，上干下湿的大气层结是强对流天气产生的有利条件[1-2]。北方冰雹过程一般不伴随低空偏南风急流，常出现干雹，降水量少，与北方冰雹過程相比，南方冰雹产生的低空流场中常含有低空西南急流。经统计，福建83%的冰雹过程伴有低空西南风急流，并以急流适中（急流轴线交115°E于24°E～27°E）为最多，占67.9%[3]。

每年3月为福建强对流天气频发时段，低空西南急流可将南海的水汽向北输送到福建，这为建瓯强对流发展提供了充足的水汽。从21日08：00 850 hPa上水汽通量场来看，水汽通量高值区在华南，呈舌状分布，高能舌经广西、湖南、江西向东伸到福建北部，水汽通量大值中心在福建省上游的广西境内，中心值达22.5 g/（s·cm·hPa），邵武为12.8 g/（s·cm·hPa），建瓯850 hPa水汽通量值≥10 g/（s·cm·hPa），且上游有水汽输送最大值中心，在西南急流的作用下，有充足的水汽向冰雹区输送。从21日08：00 850 hPa上假相当位温（θse）场来看，θse高值区也在华南，呈舌状分布，高能舌从广西、湖南、江西三省大部向东伸展到福建北部，高能中心也在广西，邵武θse达到333 K。强对流天气一般出现在对应高能、高湿区域，即在θse高能舌轴北侧，强θse锋区的南缘以及水汽的大值区。冰雹过程发生前，建瓯正好位于能量高值中心、水汽高值中心的边缘。另外，最大水汽通量输送在850 hPa，随着高度的上升，水汽通量值明显减小，表明低层大气水汽远大于高层大气，即为上干下湿的层结，只要有外力触发，容易形成大气的强烈对流，从而产生短时强降水、雷雨大风或冰雹等强对流天气（图2）。

2.2 抬升触发条件分析

强烈的上升运动是形成强对流天气的重要条件之一。3月21日08：00散度场上（图略），建瓯上空500 hPa以上的散度为正值，而700 hPa、850 hPa的散度为负值，表明高层辐散、低层辐合，这种配置有利于加强空气的抽吸运动，即有利于上升运运的加强。21日08：00 925 hPa江西赣县站与福建邵武站之间存在风速辐合（赣县14 m/s，邵武4 m/s），超低空风速辐合有利于水汽的辐合和空气的堆积，有利于上升运运的加强，造成周边中尺度上升气流区的形成，从而造成灾害性天气。另外，从探空图上看，低层风速小，高层风速大，说明整层存在较大垂直风切变，配合强的上升运动、低层风速辐合等作用，容易导致午后强对流天气的发生。

3 其他要素资料分析

强天气威胁指数（SWEAT）也是能很好识别强对流天气的重要指标，综合考虑了三层的风向、风速及热力因素，使用很广。使用强天气威胁指数作为预报强对流天气的指标时，要注意各月的平均状况。统计邵武站2008—2018年的探空资料，得出历年3月强天气威胁指数（SWEAT）平均值为165，标准差95。EC数值预报产品在3月21日08：00邵武强天气威胁指数为403.5，远大于历年3月份的平均值，也大于历年3月份发生冰雹天气当天08：00的SWAEAT平均值。这说明当日的SWEAT值对冰雹天气的发生有很好的指示意义。

另外，0℃层和-20℃层也是识别冰雹天气的重要指标。闽北历年冰雹统计结果表明：发生冰雹时0℃层高度在3.6～4.6 km，-20℃层高度在6.8～7.9 km。当日20：00 0℃层和-20℃层的高度分别是4.2 km和7.6 km符合统计规律。

4 多普勒天气雷达资料分析

从雷达回波组合反射率的演变可以看到，影响南平市中南部的强回波是由江西境内东移来的飑线系统，飑线上多单体活动，最南端雷暴单体甚至达到了超级单体的标准，这次三县市的降雹天气主要是由该超级单体造成的。超级单体中心最大强度都超过65 dBz，存在V型缺口和有界弱回波区，降雹可能性超高。图3为该超级单体从进入南平前，途经邵武、顺昌、建瓯降雹时特征曲线，可以看到：超级单体在南平境内垂直液态含水量VIL一直很高，≥35 kg.m-2，回波强度最低都维持在65 dBz，

強中心高度Ht出现三次陡降，每次都是从0℃层以上高度下降到0℃层高度以下，结合收集的降雹时间发现，三次强中心高度Ht陡降时都发生过降雹，因此可以将强中心高度从0℃层以上高度陡降到0℃层高度以下作为是否发生过降雹的重要依据。降雹期间，风暴顶高度都达到了6 km以上，个别时次甚至超过-20℃层高度。

20.2 m/s的极大风。从垂直积分液态水含量（VIL）图上可看到（图4），强单体过境时，对应的VIL都出现了明显的“跃增”现象，从上一时次到该时刻一个体扫时间（6 min）内左侧回波单体处的VIL最大值从23 kg·m-2跃增到38 kg·m-2，右上处的回波单体的VILmax从18 kg·m-2跃增到38 kg·m-2，右下处回波单体的VILmax从28 kg·m-2跃增到53 kg·m-2。

5 结语

（1）本次冰雹产生的原因是：低空强烈的减压、增温、增湿有利于不稳定能量的积聚，西南急流的辐散抽吸作用，使上升运动增强和维持，从而导致不稳定能量的释放和冰雹等强对流天气的产生。

（2）从常规资料分析可知，当天降雹的500 hPa天气形势属于南支槽型，低层西南暖湿急流向降雹区输送了水汽和不稳定能量，提供了很好的不稳定条件，各项对流指数条件也都较好，当存在一定触发扰动，便可能发生强对流天气。

（3）多普勒雷达资料分析表明，此次天气过程组合反射率因子图像上强回波中心的最大值可达65 dBz以上，垂直积分液态含水量（VIL）超过35 kg·m-2，降雹时降雹强单体对应的强中心高度Ht都出现了明显的“陡降”现象，因此利用多普勒雷达资料的这些识别指标可以提高对冰雹等强对流天气的识别能力。

参考文献

[1] 张杰.中小尺度天气学[M].北京：北京出版社，2006.

[2] 尹恒，李易，徐远波，等.湖北一次大范围雷雨大风天气成因分析[A].中国气象学会.S1灾害天气研究与预报[C].中国气象学会：中国气象学会，2012：12.

[3] 林新彬，刘爱鸣，林毅，等.福建省天气预报技术手册[M].北京：气象出版社，2013.

责任编辑：黄艳飞

Analysis of a Hail Squall Line in Jianou in 2019

YANG Shi-jie （Jianou County Meteoro-logical Bureau， Jianou， Fujian 353100）

Abstract This article uses conventional weather data， Doppler weather radar and other data to analyze a spring squall line hail weather process in Jianou. The analysis results show that strong decompression， warming， and humidification at low altitude are conducive to the accumulation of unstable energy. When the lower level is controlled by the Southwest Jet， it has a divergent suction effect， which enhances and maintains the upward movement， resulting in unstable energy. The release of strong convective weather such as hail and the occurrence of severe convective weather; Doppler radar data analysis shows that the maximum value of the strong echo center on the combined reflectivity factor image of this weather process can reach 65dBz or more， and the vertical integrated liquid water content （VIL） exceeds 35 kg·m-2， the strong center height Ht corresponding to the strong hail during the hailfall has an obvious “steep drop” phenomenon. The use of these identification indicators of Doppler radar data can improve the recognition of severe convective weather such as hail ability.

Key words Southwest Jet Current; Hail; VIL; Ht