（石河子氣象局，石河子市，832000） 魏 勇 魯學(xué)浩

新疆石河子墾區(qū)沙漠邊緣地帶的地形、地貌特征復(fù)雜，氣候條件獨(dú)特多變，冰雹等氣象災(zāi)害頻發(fā)。新疆石河子墾區(qū)沙漠邊緣地帶共有8個(gè)團(tuán)場(chǎng)（136團(tuán)、134團(tuán)、133團(tuán)、121團(tuán)、150團(tuán)、148團(tuán)、149團(tuán)、147團(tuán)），是石河子墾區(qū)防雹的前沿團(tuán)場(chǎng)，更是石河子墾區(qū)防雹重點(diǎn)區(qū)域，據(jù)統(tǒng)計(jì)石河子墾區(qū)70%左右的冰雹天氣發(fā)生在沙漠邊緣地帶的團(tuán)場(chǎng)，為了更好的應(yīng)對(duì)石河子墾區(qū)沙漠邊緣地帶嚴(yán)峻的人影防雹形勢(shì)，迫切要求我們做好對(duì)石河子墾區(qū)沙漠邊緣地帶的冰雹天氣的預(yù)警指標(biāo)的研究和建立工作，更加科學(xué)有效的進(jìn)行人影防雹，減少冰雹災(zāi)害，提高為農(nóng)服務(wù)效益及氣象防災(zāi)減災(zāi)的綜合能力，對(duì)保障石河子墾區(qū)的農(nóng)業(yè)的持續(xù)、穩(wěn)定發(fā)展，具有十分重要的意義。

1 雷達(dá)組合反射率因子（CR）和反射率因子剖面（RCS）及回波頂高特征

通過(guò)對(duì)2006～2015年發(fā)生在新疆石河子墾區(qū)沙漠邊緣地帶20次冰雹天氣的組合反射率因子（CR）、反射率因子剖面（RCS）及回波頂高特征進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析得出：石河子墾區(qū)沙漠邊緣地帶冰雹出現(xiàn)時(shí)，回波強(qiáng)度一般大于60dBz，回波頂高度大于9k，且冰雹的大小和回波強(qiáng)度、回波頂高度及大于55dBz強(qiáng)回波的范圍成正比；-20℃等溫線(xiàn)以上超過(guò)45dBz的反射率因子的出現(xiàn),能夠提前近15—30min提示冰雹預(yù)警。由于春、夏兩季特征層高度的差別，同時(shí)為了體現(xiàn)石河子人影防雹以防為主的中心理念。將春季石河子墾區(qū)沙漠邊緣地帶對(duì)流云的雷達(dá)回波強(qiáng)度定為45dBz，回波頂高度定為7km，-20℃等溫線(xiàn)以上超過(guò)45dBz的反射率因子的出現(xiàn)，作為春季冰雹預(yù)警指標(biāo)；將夏季石河子墾區(qū)沙漠邊緣地帶對(duì)流云的雷達(dá)回波強(qiáng)度定為50dBz，回波頂高度定為8km，-20℃等溫線(xiàn)以上超過(guò)45dBz的反射率因子的出現(xiàn)，作為夏季冰雹預(yù)警指標(biāo)。通過(guò)2016年石河子墾區(qū)防雹的實(shí)踐檢驗(yàn)，2016年出現(xiàn)了30次對(duì)流天氣，通過(guò)早期防御，提前作業(yè)，石河子墾區(qū)僅出現(xiàn)了2場(chǎng)冰雹天氣，造成少量的冰雹災(zāi)情，而這2場(chǎng)冰雹天氣造成災(zāi)害的原因是強(qiáng)對(duì)流單體已在上游地區(qū)產(chǎn)生了成熟的冰雹云,到達(dá)石河子墾區(qū)的防區(qū)時(shí)已經(jīng)開(kāi)始降雹，造成了局地的雹災(zāi)。

2 基本徑向速度（V）特征

通過(guò)對(duì)發(fā)生在新疆石河子墾區(qū)沙漠邊緣地帶20次冰雹天氣的基本徑向速度特征進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)和分析得出：低層輻合，高層輻散預(yù)示強(qiáng)對(duì)流天氣的發(fā)生；逆風(fēng)區(qū)的出現(xiàn)預(yù)示強(qiáng)對(duì)流天氣進(jìn)一步的發(fā)展和加強(qiáng)，當(dāng)對(duì)流單體的強(qiáng)中心進(jìn)入“逆風(fēng)區(qū)”后，強(qiáng)烈的輻合上升運(yùn)動(dòng)不斷將低層豐沛的暖濕氣流帶往中高層，對(duì)流發(fā)展繼續(xù)增強(qiáng)，維持時(shí)間增長(zhǎng)，強(qiáng)度和強(qiáng)回波范圍迅速增大，從而形成冰雹等強(qiáng)對(duì)流天氣；當(dāng)中氣旋出現(xiàn)時(shí)，一般預(yù)示超級(jí)風(fēng)暴單體的出現(xiàn)，風(fēng)切變達(dá)到極值，冰雹云發(fā)展成熟，從而產(chǎn)生冰雹天氣。通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析得出：速度場(chǎng)特征能提前15min到30min對(duì)強(qiáng)對(duì)流天氣提示預(yù)警，對(duì)冰雹天氣預(yù)警有一定的指示意義。

3 垂直累積液態(tài)含水量VIL

垂直累積液態(tài)含水量（VIL）是判別強(qiáng)降水及其降水潛力、強(qiáng)對(duì)流天氣造成的暴雨、暴雪和冰雹等災(zāi)害性天氣的有效工具之一[1]。通過(guò)對(duì)發(fā)生在新疆石河子墾區(qū)沙漠邊緣地帶20次冰雹天氣的垂直累積液態(tài)含水量VIL特征進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)和分析得出：垂直累積液態(tài)水含量(VIL)從陡增到陡降的過(guò)程和冰雹天氣形成和減弱過(guò)程有著密切的關(guān)系。20次冰雹天氣的垂直累積液態(tài)水含量(VIL)最小值的15kg·m-2，所以當(dāng)VIL陡增到大于15kg·m-2時(shí)，強(qiáng)對(duì)流天氣形成冰雹的概率較大。冰雹的大小和降雹區(qū)與組合反射率CR和VIL值的中心值的大小和強(qiáng)中心區(qū)域有著很好的相對(duì)應(yīng)的關(guān)系。

4 風(fēng)暴跟蹤信息（STI）特征

準(zhǔn)確的風(fēng)暴識(shí)別和跟蹤是雷達(dá)及強(qiáng)天氣預(yù)警的基本組成部分。多普勒天氣雷達(dá)提供的風(fēng)暴跟蹤信息產(chǎn)品反映了所探測(cè)到的每個(gè)風(fēng)暴單體各種跟蹤信息，包括風(fēng)暴單體現(xiàn)在的位置、過(guò)去1小時(shí)中的實(shí)況位置和未來(lái)1小時(shí)每隔15分鐘的位置以及風(fēng)暴移動(dòng)的速度和方向等信息[2]。通過(guò)對(duì)發(fā)生在新疆石河子墾區(qū)沙漠邊緣地帶20次冰雹天氣過(guò)程中風(fēng)暴跟蹤信息（STI）產(chǎn)品進(jìn)行對(duì)比分析，發(fā)現(xiàn)風(fēng)暴跟蹤信息（STI）產(chǎn)品對(duì)冰雹預(yù)報(bào)有一定的指示作用。需要注意的是如果在風(fēng)暴跟蹤信息(STI)圖中出現(xiàn)多個(gè)風(fēng)暴單體，一定要選擇和在雷達(dá)反射率因子（Z）圖的強(qiáng)中心所對(duì)應(yīng)得風(fēng)暴中心進(jìn)行跟蹤觀測(cè)，這樣就可以很好跟蹤和預(yù)測(cè)強(qiáng)對(duì)流風(fēng)暴的發(fā)展和移動(dòng)方向；通過(guò)將風(fēng)暴跟蹤信息（STI）產(chǎn)品和和組合反射率CR產(chǎn)品結(jié)合使用，能提前預(yù)報(bào)強(qiáng)對(duì)流天氣移動(dòng)的速度和方向，從而有利于冰雹天氣的臨近預(yù)警。由此可知，風(fēng)暴跟蹤信息產(chǎn)品對(duì)于短時(shí)間內(nèi)的預(yù)報(bào)強(qiáng)對(duì)流天氣移動(dòng)的速度和方向以及降水落區(qū)具有很好的指示作用。

5 中氣旋（M）產(chǎn)品

中氣旋產(chǎn)品是用來(lái)顯示與三種方位切變類(lèi)型的識(shí)別有關(guān)的信息，即非相關(guān)切變，三維的相關(guān)切變及中氣旋[2]。我們對(duì)發(fā)生在新疆石河子墾區(qū)沙漠邊緣地帶20次冰雹天氣過(guò)程的中氣旋（M）產(chǎn)品進(jìn)行對(duì)比分析得出：當(dāng)單個(gè)體掃中的中尺度氣旋產(chǎn)品出現(xiàn)中氣旋時(shí)，誤報(bào)率較高。但在基本徑向速度場(chǎng)出現(xiàn)低層輻合高層輻散特征時(shí)，同時(shí)在中氣旋產(chǎn)品中連續(xù)3次以上在相同的區(qū)域出現(xiàn)中氣旋，出現(xiàn)冰雹等強(qiáng)對(duì)流天氣的概率在90%以上。將中氣旋（M）產(chǎn)品和徑向速度配合使用時(shí)對(duì)冰雹天氣的預(yù)警有定的指導(dǎo)作用。

6 冰雹指數(shù)(HI)和1h累積降水量(OHP)

新一代天氣雷達(dá)的冰雹探測(cè)算法HDA(Hail Detection Algorithm)是通過(guò)尋找風(fēng)暴單體中凍結(jié)層之上的高反射率因子以獲得導(dǎo)出產(chǎn)品—冰雹指數(shù)HI[3]。在HI圖中，小的空的或?qū)嵉木G色三角是來(lái)表示冰雹概率POH，而大的空的或?qū)嵉木G色三角是來(lái)表示強(qiáng)冰雹概率POSH，無(wú)論大小三角形顯示都必須超過(guò)“最小顯示闕值”，而且三角是空心的還是實(shí)心的都要取決于“填充闕值”，其空心和實(shí)心的闕值通常分別為30%和50%。通過(guò)對(duì)20次冰雹天氣過(guò)程中冰雹指數(shù)產(chǎn)品的統(tǒng)計(jì)分析，得出冰雹指數(shù)對(duì)冰雹預(yù)警有一定的指示意義，但誤報(bào)較多。當(dāng)出現(xiàn)POH=100、POSH=100、SMEH≥3cm的實(shí)心冰雹指數(shù)產(chǎn)品出現(xiàn)時(shí)，對(duì)應(yīng)的強(qiáng)對(duì)流單體有產(chǎn)生冰雹的可能，應(yīng)進(jìn)行連續(xù)觀測(cè)。將冰雹指數(shù)HI產(chǎn)品結(jié)合垂直累積液態(tài)含水量VIL產(chǎn)品及組合反射率CR產(chǎn)品綜合使用，將對(duì)提高冰雹等強(qiáng)對(duì)流天氣預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性和時(shí)效性具有很大的幫助。同時(shí)通過(guò)對(duì)20次冰雹天氣過(guò)程中1h累積降水量(OHP)產(chǎn)品進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，得出OHP值的躍增和強(qiáng)對(duì)流云的發(fā)展有對(duì)應(yīng)關(guān)系，同時(shí)OHP值大值區(qū)和強(qiáng)對(duì)流天氣產(chǎn)生的降水落區(qū)和冰雹落區(qū)有一定聯(lián)系，對(duì)冰雹落區(qū)有一定的指示意義。

7 總結(jié)

新疆石河子墾區(qū)沙漠邊緣地帶的雷達(dá)組合反射率因子（CR）和反射率因子剖面（RCS）及回波頂高的預(yù)警指標(biāo)為：春季對(duì)流云的雷達(dá)回波強(qiáng)度為45dBz，回波頂高度為7km，-20℃等溫線(xiàn)以上超過(guò)45dBz的反射率因子的出現(xiàn)；夏季對(duì)流云的雷達(dá)回波強(qiáng)度為50dBz，回波頂高度為8km，-20℃等溫線(xiàn)以上超過(guò)45dBz的反射率因子的出現(xiàn)。

新疆石河子墾區(qū)沙漠邊緣地帶速度場(chǎng)的變化特征，對(duì)冰雹天氣的臨近預(yù)警有一定指導(dǎo)意義。

新疆石河子墾區(qū)沙漠邊緣地帶的垂直累積液態(tài)水含量(VIL)的陡增到陡降的過(guò)程和冰雹天氣形成和減弱有著密切的關(guān)系，VIL值大于15kg·m-2時(shí)，將有冰雹出現(xiàn)的可能；VIL值的大小與冰雹的直徑成正比，其高值區(qū)范圍的大小與降水量成正比。

中尺度氣旋產(chǎn)品、冰雹指數(shù)HI產(chǎn)品和1h累積降水量等產(chǎn)品都能在石河子地區(qū)沙漠邊緣地帶出現(xiàn)冰雹天氣出現(xiàn)前一定提示作用，在實(shí)際工作中有一定的指導(dǎo)意義。

[1]付雙喜,安林,康鳳琴,等.VIL在識(shí)別冰雹云中的應(yīng)用及估測(cè)誤差分析[J]高原氣象,2004,23(6):810-814.

[2]俞小鼎,姚秀萍,熊廷南,等.多普勒天氣雷達(dá)原理與業(yè)務(wù)應(yīng)用[M].氣象出版社,2006:93-96.

[3]OTB,OSF.WSR-88DOPERATIONSCOURSE,1997.5:T0PlC8.102-108.