盖州地区一次冰雹天气过程分析

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摘要 综合利用卫星、雷达、加密自动气象站及天气实况等资料，从环流形势、常用物理指数、卫星云图及雷达产品等方面对2015年8月20日盖州市部分乡镇冰雹及强降水天气过程进行分析。结果表明，冷涡形势为此次强对流天气建立了不稳定层结，提供了动力来源；低层暖湿、中层干冷及弱的垂直切变为强对流天气触发机制；冰雹发生时，雷达回波强度最大达到64 dBZ，低层有钩状回波存在，同时径向速度存在逆风区，VIL有突然增大的现象，最大达到46 kg/m2。

关键词 冰雹；天气过程；分析；辽宁盖州

中图分类号 P458.1+21.2 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2017）08-0219-01

2015年8月20日20：00至21日2：00，营口市西南部出现了短时强降水及冰雹天气，最大雨量出现在仙人岛，为42.0 mm；21：00左右，盖州市部分乡镇、村受强对流天气影响降雷阵雨并伴有冰雹、短时大风等天气；降雹时间达10～20 min，冰雹直径在黄豆粒和指甲之间，个别有瓶盖大小；降雹密度大，致使九寨镇、杨运镇部分村遭受不同程度的冰雹灾害和风灾。本文利用高空、卫星、雷达气象资料对此次过程的成因进行了全面分析。

1 环流形势分析

500 hPa等压面上（图1），8月20日20：00，东北地区有一冷涡，辽宁西部有一高空槽，营口地区处于高空槽前底部，冷空气在槽后不断积聚，随着高空槽的下摆，21日8：00营口地区处于槽底，冷空气过境。在整个降水过程中，T500维持在-10 ℃左右。冷涡形势为此次强对流天气建立了不稳定层结的维持机制和动力强迫机制[1]。

2 物理指数分析

较强的热力不稳定和m宜的动力环境是强对流发展的基础。在对流活动中，热力不稳定决定了对流发展的强度，而动力作用对触发对流及决定风暴类型起着重要作用，在描述天气系统环境条件方面，物理意义明确的热力和动力稳定度参数以其直观性、可操作性等优势成为日常预报业务的重要指标。因此，分析热力和动力稳定度参数具有重要意义。热力对流参数有抬升指数（LI）、K指数、总温度指数（TT）、沙氏指数（SI）、对流有效位能（CAPE）；动力参数有0～6 km厚度内平均风切变（Shear）、风暴相对环境螺旋度（SHEH）；强天气威胁指数（SWEAT）是动力和热力的综合指数[2]。20日20：00接近强对流天气发生时间，故选择该时次的物理参数代表强对流天气指标，并利用距离强对流天气发生地最近的大连站探空资料。

8月20日20：00的参数值如下：K指数=28 ℃，抬升指数LI=-5.72 ℃，沙氏指数SI=2.19 ℃，对流有效位能CAPE=1 592.9 J，T850-T500=26 ℃，强天气威胁指数SWEAT=168.3 ℃，0 ℃层高度=4 043.6 m，-20 ℃层高度=7 309.3 m。可以看出，大部分指数都利于强对流天气的发生，个别物理量和以往指标有一定的差距，大连市与强对流天气发生地有一定的距离，存在误差。

从大连市探空资料来看，低层暖湿，中层为干冷，有弱的风切变，对流有效位能较好，中层600 hPa附近存在着逆温。

3 卫星云图分析

从8月20日20：30和21：30红外云图看出，云图从渤海东移到营口地区，云有发展。盖州中西部云层最高，冰雹

发生地处于云层中心南部、云层梯度最大的地方。

4 雷达资料分析

4.1 反射率

从1.5°反射率因子图上，21：40营口西海岸上出现一钩状形态的回波，中心强度达到60 dBZ；随着东移登陆，回波继续加强，达到61 dBZ，钩状回波明显；21：52，继续加强，也达到最强，为64 dBZ；随后回波减弱。此次冰雹过程是由于钩状回波引起，最强回波强度达到64 dBZ。

4.2 径向速度

从1.5°径向速度图上，21：40负速度区内出现正速度值，站在雷达站面向回波，冰雹发生地处于逆风区左上边界处，左边界处逆风区的正速度中心与负速度区形成气旋型结构，同时远边界处，逆风区的正速度中心与负速度区形成辐合结构。21：46，负速度中心加强至-25 m/s，随后减弱。综上所述，逆风区的左上边界处利于气旋式辐合[3]。

4.3 回波顶高

从回波顶高图分析来看，21：40回波顶高达到12.5 km；21：46回波顶高减弱为11.6 km；此后，回波顶高大值区向北向东移动，基本也维持在8 km以上。

4.4 垂直累积液态水

VIL中心区与降水中心密切相关，VIL值越大，回波顶越高，强回波伸展的高度越高，空中液态水含量也越多，则在未来降水的潜力越大，可能形成降水中心和发生强对流天气的可能性也就越大；21：40，冰雹区VIL值为0， 21：46时，VIL突然增值46 kg/m2；21：52，VIL最大值依然超过40 kg/m2；21：58，VIL中心东移减弱。冰雹发生前后，VIL突然增加，并对应VIL大值区[4-5]。

5 结论

（1）冷涡形势为此次强对流天气建立了不稳定层结的维持机制和动力强迫机制。

（2）此次冰雹过程K为28 ℃，LI为-5.72 ℃，T850-T500为26 ℃，说明大气层结不稳定；对流有效位能CAPE为1 592.9 J，说明存在着不稳定能量；有适宜的0 ℃高度和-20 ℃高度。但其他指数的物理量值低于典型冰雹过程。低层暖湿、中层干冷，并存在弱的垂直切变。中层600 hPa附近存在逆温。

（3）冰雹发生在云层梯度最大的位置。

（4）冰雹发生时，雷达回波强度最大达到64 dBZ，低层有钩状回波存在，径向速度存在逆风区，回波顶高一直维持在8.0～12.5 km之间，VIL突然增大，且最大达到46 kg/m2。

6 参考文献

[1] 何晗，谌芸，肖天贵，等.冷涡背景下短时强降水的统计分析[J].气象，2015，41（12）：1466-1476.

[2] 郭其蕴.东亚夏季风强度指数及其变化的分析[J].地理学报，1983，38（3）：207-217.

[3] 丁一汇.天气动力学中的诊断分析方法[M].北京：科学出版社，1989：46-47.

[4] 陈立强，张立祥，杨森.东北冷涡诱发的一次连续强风暴环境条件分析[J].气象与环境学报，2006，22（6）：1-5.

[5] 孙力，安刚，高枞，等.1998年夏季嫩江和松花江流域东北冷涡暴雨成因分析[J].应用气象学报，2002，13（2）：156-162.