湖北人工防雹作业概念模型研究

易柯欣　袁正腾　李德俊

摘要 应用数值模式地面和高空实况资料，结合湖北2015—2017年人工防雹作业数据进行冰雹云天气系统分型，发现湖北冰雹天气发生的有利环流形势类型为西北气流型、副高边缘型、副高内部型及其他类型。通过对西北气流型、副高边缘型这2类主要冰雹云系500 hPa、700 hPa、850 hPa、地面各层影响系统、温压湿风特征进行了分析，建立了西北气流型、副高边缘型的人工防雹作业概念模型。

关键词 冰雹;人工防雹;概念模型;西北气流型;副高边缘型

中图分类号：P482 文献标志码：B 文章编号：2095–3305（2021）11–0056–02

冰雹灾害是一种频发性气象灾害，具有空间尺度小、变化快、生命史短、来势猛烈、破坏力强、预报难度大等特点，其发生发展机制比较复杂，常伴随雷电大风、短时强降水等突发性天气，给农业长产、交通运输、通讯电力等诸多行业带来严重影响[1-2]。

近年来，湖北省西部山区利用气象现代化建设成果积极开展地面人工防雹作业，为当地生态保护及经济、社会的发展作出了巨大贡献。然而，山区人工防雹的若干关键技术仍有待进一步研究解决，如实际防雹作业过程中怎样区分雹云与非雹云？防雹作业条件指标有哪些？如何指导科学的防雹作业？这些都是人们极为关注的问题，而解决这些问题的关键在于建立人工防雹作业的概念模型。

1 资料与方法

遵循当日开展人工防雹作业次数达到10次及以上的原则，从2015—2017年湖北省西部山区34县（市）的人工防雹作业数据中筛选出70个符合要求的样本。为了客观地表现天气系统及温压湿风等要素高低层不同配置对冰雹天气的贡献，本研究采用中国气象局推行的中尺度天气图分析技术规范与统计学、天气学诊断方法，利用MICAPS系统分别对70个样本进行分析，主要内容为500 hPa、700 hPa、850 hPa、地面各層影响系统、温压湿风特征，并由此进行环流形势分型研究，冰雹云天气系统划分结果见表1。从表1中可看出，西北气流型、副高边缘型冰雹天气发生次数较多，占60%以上;副高内部型、其他类型占比相对较少。选取典型个例分别对西北气流型和副高边缘型主要冰雹云系进行上中下层综合的中尺度环境场分析，建立湖北人工防雹作业概念模型。

2 湖北人工防雹作业概念模型

2.1 西北气流型典型个例分析

2016年4月27日08：00 500 hPa形势场上有一低槽东移，温度槽略落后于高度槽，促使低槽继续加深发展;湖北省为槽后强盛西北气流控制，槽后急流核风速接近20 m/s，鄂西山区高空有干冷空气侵入;700 hPa切变线与高空槽线位置基本重合，有一明显干舌向南伸展;850 hPa上存在一条河南西南部—四川以东的切变线，并有低空急流不断向鄂西北地区输送暖湿空气;14：00地面有湿舌向北伸展，存在干湿分界的露点锋区，“上干下湿”的垂直配置加强层结不稳定性，为冰雹生成创造了有利条件;地面存在一条西北风与偏东风的中尺度辐合线，冰雹强对流天气出现在辐合线附近干舌与湿舌重叠的区域里。西北气流型防雹作业概念模型见表2。

2.2 副高边缘型典型个例分析

2017年7月19日08：00 500 hPa上华北地区有一低涡，低涡中心—四川以东的低槽配合700 hPa上位于陕甘南地区的切变线东移南压;同时700 hPa与850 hPa的海上暖湿气流沿着副热带高压外围源源不断向湖北省输送，急流轴最大风速达到20 m/s，低层水汽条件维持较好;地面受低压系统控制，14：00鄂西北至鄂西南地区存在一条东南风与偏北风的中尺度辐合线，冰雹强对流天气出现在中低层急流与辐合线的交界处。副高边缘型防雹作业概念模型见表3。

3 结论

（1）湖北人工防雹作业概念模型可分为4种类型：西北气流型、副高边缘型、副高内部型、其他类型。

（2）西北气流型和副高边缘型防雹作业概念模型的相同点在于动力抬升作用都离不开高空低槽、中低层切变线、地面中尺度辐合线的“默契”配合，水汽的重要来源都是850 hPa的暖湿低空急流;不同点在于西北气流型位于槽后，“上干下湿”的垂直配置更加明显，而副高边缘型位于槽前，700 hPa也存在暖湿中低空急流，水汽供应更加充足深厚。

（3）本文仅分析了2015—2017年的个例，概念模型的建立也相对主观，环流分型的合理性检验有待后续大量的个例分析来提供数据支撑，因而今后的业务工作将重点在这方面进一步完善。

参考文献

[1] 陈关清，杨群，李伟栋，等.贵州铜仁连续两次冰雹天气过程的对比分析[J].干旱气象，2016，34（1）：163-172.

[2] 吴哲红，胡秋红，蒙军，等.2017年贵州中西部冰雹流型识别和物理量特征检验[J].中低纬山地气象，2018，42（6）：8-14.

责任编辑：黄艳飞