2016年吴忠市冰雹天气多普勒雷达回波特征分析

姬菲菲++倪丽霞++贾乐++魏月娥++李娜

摘要 本文利用常规气象资料及吴忠市新一代多普勒天气雷达资料，对2016年7月3—4日吴忠市一次雷暴大风、局地冰雹天气过程进行了分析。结果表明，此次冰雹过程是在欧亚中高纬度两槽一脊环流背景下，沿西北气流下滑冷空气配合低层切边线共同作用造成的；上冷下暖的环境场、强垂直风切变促使不稳定能量的积累与触发；自动站资料分析的辐合线、气旋性切变，为此次强对流天气提供了很好的触发条件。多普勒雷达反射率因子的形态和强度、回波剖面的穹窿结构，径向速度图出现的逆风区和中气旋，高的回波顶高等对冰雹天气预警有很好的指示意义。

关键词 冰雹；垂直风切变；雷达回波特征；宁夏吴忠；2016年

中图分类号 P458.1+21.2 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2017）22-0167-02

强对流天气是宁夏的主要灾害性天气之一，由于突发性强、持续时间短、造成灾害大，一直是预报难点，而冰雹的发生又与地形密切相关[1-2]。宁夏冰雹的空间分布具有明显的地域特征，南北多、中部少，山地多、平川少[3]。吴忠市地处宁夏中部，北部引黄灌区为冰雹少发区，东南部盐池、同心年平均也只有1次左右。强对流引发的雷雨大风、冰雹、局部强降雨对吴忠市造成较大气象灾害。因此，分析强对流天气的成因，对吴忠市强对流天气的临近预报预警有重要意义。

本文对2016年7月3日夜间至4日清晨吴忠市出现的一次强对流天气，利用常规气象资料对冰雹发生的环境场分析的基础上，对自动站及吴忠市新一代多普勒天气雷达资料进行分析，以此加强对短时强对流天气的监测和预报预警。

1 天气过程实况

7月3日夜间至4日7：00左右，吴忠市大部地区遭受雷雨大风、强降雨、冰雹灾害性天气。其中，利通区、青铜峡、盐池3个县市出现雷雨大风天气，3日23：18太阳山开发区极大风速达26.4 m/s。同心县东部下马关、预旺、马高庄、张家塬等4个乡镇10个村遭受大风、强降雨、冰雹灾害性天气，冰雹持续20 min，直径大约2 cm。最大小时降水出现在下马关五里墩村（65.4 mm）。此次强对流过程造成全市小麦、枸杞、玉米等农作物受灾；盐池大水坑、花马池镇等乡镇出现不同程度的暴雨灾害；养殖业也造成较大的经济损失，全市共造成经济损失 4.51亿元。

2 环流背景分析

7月3日20：00 500 hPa（图1）欧亚中高纬地区为两槽一脊，新疆及巴尔喀什湖以北有一低涡中心，另一低槽位于我国东北及贝加尔湖以北，宁夏受弱脊控制，处于西北气流中，有冷空气沿西北气流下滑，触发此次强对流天气过程，此形势为宁夏冰雹发生的典型的西高东低形势。700 hPa固原市西部甘肃与青海交界处存在一低涡，内蒙古中部存在一低涡与切线，宁夏中南部主要受偏南气流影响。

对3日20：00之后的吴忠市自动站风场资料分析，得出在3日21：00青铜峡南部到利通区中部存在一条明显的辐合线，而3日白天吴忠市大部地区出现了35 ℃以上的高温天气（图2）。整个吴忠市北部地区的雷暴大风天气就在辐合线附近触发，造成利通区、青铜峡产生雷电大风天气。

3 中尺度分析

根据中尺度综合分析，7月3日20：00 500 hPa整体受西北气流控制，宁夏西侧有12～16 m/s的大风带穿过宁夏；河西走廊—内蒙—河套东南地区为干区，说明宁夏以北中高层为干冷空气。700 hPa高湿区中心位于甘肃南部，整个宁夏地区湿度较低；兰州到西宁间有一低涡，内蒙中部低涡，向后伸出一条东北西南向切变线位于宁夏北部。850 hPa宁夏中部有一切变线维持少动，850 hPa与500 hPa温差达到40 ℃，表明层结非常不稳定。

4 雷达回波分析

4.1 反射率特征

7月3日18：00盐池北部出现回波，回波强度达63 dBZ，盐池出现降水。21：42盐池分散性回波单体结构逐渐密实，形成弓形回波，22：00—23：00盐池出现短时强降水。回波逐渐向东南方移动，红寺堡地区降水逐渐开始。23：00回波东移南下至同心开始逐渐加强，23：40回波强度达65 dBZ以上，下马关出现冰雹。随着回波继续东移，预旺、马高庄地区相继出现冰雹及暴雨，4日0：19超级单体形成。4日2：00之后回波减弱，降水强度也逐渐减弱，直至此次过程结束（图3）。

4.2 反射率垂直剖面特征

对下马关和预旺冰雹发生时刻反射率进行剖面分析（图4），2个时次最强回波都在55～60 dBZ之间，且都产生明显的弱回波区和位于弱回波区上面的回波悬垂结构。下马关回波悬垂上的45 dBz高度达到9 km，最大回波强度在55 dBZ。预旺45 dBZ回波高度在7 km，最大回波强度达60 dBZ。

4.3 径向速度特征分析

对下马关冰雹使用风暴相对径向速度图叠加中尺度气旋分析发现，可以清晰地分辨出中气旋，一侧速度极值为25 m/s向着雷达的径向速度，一侧速度极值为15 m/s离开雷达的径向速度。中气旋也能很好地反映冰雹发生时的情况[4-6]。

4.4 垂直累积液态含水量分析

对下马关和预旺冰雹发生时的垂直液态水含量分析，下马关在3日23：40液态水含量达到45～53 kg/m2，预旺在4日1：09液态水含量达54 kg/m2，这比笔者以往总结的冰雹发生时液态水含量13 kg/m2大很多。

5 结语

在欧亚中高纬度两槽一脊环流形势下，宁夏处在西高东低的典型冰雹环流型中。脊前沿西北气流下滑冷空气在低层切边线共同作用下产生此次强对流天气。宁夏上空上冷下暖，但中低层都相对较干。同时，中高层有较强西北风，低层有切变线存在且以偏南风为主，说明垂直风切变较大，存在释放不稳定能量的触发机制。自动站资料显示青铜峡南部到利通区中部存在一条明显的辐合线，同心北部地区存在风向的气旋性切变，这都为此次雷雨大风天气提供了很好的触发条件。此次冰雹发生时出现多个对流单体，经历了分散性对流单体—弓形回波—超级单体的过程，并且有明显的回波穹窿，在速度图上出现逆风区和中气旋，回波顶高已经达到12 km，垂直液态含水量达到54 kg/m2，这是冰雹云的典型特征；同时此次过程冰雹指数也有很好的反映。

6 参考文献

[1] 章国材.强对流天气分析与预报[M].北京：气象出版社，2011：58-98.

[2] 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，2006.

[3] 杨侃，桑建人，李艷春，等.宁夏50a冰雹气候特征[J].干旱气象，2012，30（4）：609-614.

[4] 吴剑坤，俞小鼎.强冰雹天气的多普勒天气雷达探测与预警技术综述[J].干旱气象，2009，27（3）：197-207.

[5] 张锋，苏军锋，彭丽蓉.一次冰雹天气过程的诊断分析[J].甘肃科技，2013，29（10）：49-53.

[6] 梁宝元，刘君，王永清.2013年巴彦淖尔市一次致灾冰雹天气的诊断分析[J].内蒙古气象，2015（4）：6-9.