祁 蕾

（興安盟氣象局，內(nèi)蒙古 烏蘭浩特 137400）

1 冰雹云模擬概況

本文所用模式為IAPCSM3D。模式計(jì)算域?yàn)?6 km×36 km×12 km，水平格距為 1．0 km，垂直格距為 0．5 km，模擬域可隨風(fēng)暴質(zhì)心移動(dòng)。模擬2006年8月14日發(fā)生在湖北省?？悼h的一次強(qiáng)對(duì)流天氣的雷達(dá)反射率，根據(jù)多普勒雷達(dá)探測(cè)資料觀測(cè)的實(shí)際的雷達(dá)回波中心強(qiáng)度，高度以及回波頂高分別為55 dBz，5 km，10 km。模擬所得的雷達(dá)回波中心強(qiáng)度，高度以及回波頂高分別為60 dBz，6．5 km，11 km?？梢?，模擬所得的冰雹云的雷達(dá)回波中心強(qiáng)度，高度以及回波頂高等與實(shí)測(cè)回波基本符合。通過模擬得到的最大冰雹含水量為 2．5 g/m3。

2 冰雹云的演變過程

2.1 氣流場(chǎng)的分析

從第1 min開始出現(xiàn)上升氣流，上升氣流的速度不斷增大，在開始階段上升氣流在冰雹云內(nèi)的分布是對(duì)稱的。9 min時(shí)出現(xiàn)速度為2 m/s的下沉氣流，上升氣流的速度繼續(xù)增大，下沉氣流的速度也在不斷增大，在15 min時(shí)下沉氣流速度達(dá)到最大值為6 m/s。22 min時(shí)，最大上升氣流速度達(dá)到最大，為18．5 m/s，最大下沉氣流速度為5 m/s。22 min之后雹云發(fā)展強(qiáng)盛，底層輻合增強(qiáng)。從28 min開始上升氣流速度減小，上升氣流逐漸減弱，底層輻散氣流逐漸增大，第30 min時(shí)，底層輻散系統(tǒng)達(dá)到最大，云中基本為下沉氣流控制，云體逐漸減弱直至消散。

2.2 總含水量的分析

第6 min開始出現(xiàn)最大含水量為1 g/m3，中心位置達(dá)3．5km。云頂高度4．5 km。含水量范圍不斷擴(kuò)大，中心含水量數(shù)值不斷增大，云頂高度逐漸升高。12 min時(shí)，云頂高度達(dá)6km，總含水量的最大值為 2．5g/m3，中心位置達(dá) 4．5km。16 min時(shí)，云頂高度達(dá)7．5 km，總含水量的最大值為5g/m3。中心位置達(dá)5 km。含水量的范圍繼續(xù)擴(kuò)大，云頂高度逐漸升高。20 min時(shí)，云頂高度達(dá)8 km，總含水量的最大值為5 g/m3。中心位置達(dá)5．5km。21min，最大含水量達(dá)到最大值為10 g/m3，云頂高度達(dá) 9．5 km，中心位置達(dá) 5．5 km。中心高度在0℃（6 km）附近，變化較小。云頂高度繼續(xù)增高，含水量范圍逐漸減小。24 min時(shí)，云頂高度達(dá)11．5 km，達(dá)到最大值，總含水量的最大值為7 g/m3。中心位置達(dá)4．5 km。含水量范圍繼續(xù)減小，云頂高度下降，含水量的范圍逐漸集中在地面。28 min時(shí)，云頂高度達(dá)5 km，總含水量的最大值為5 g/m3。中心位置達(dá)1 km。總含水量逐漸減小，含水量范圍主要集中在地面，直到38 min含水量徹底消失。

2.3 云水含量的分析

14min之前含水量范圍變化小，中心高度變化較小，大致位于4.5 km，中心值不斷增大。14，15min時(shí)含水量中心值達(dá)到最大為4g/m3，中心位置為4．5km。之后中心值減小，中心高度升高。分析云水含量和最大上升氣流隨時(shí)間的變化可知，云水含量隨時(shí)間的變化與上升氣流最大值隨時(shí)間的變化較為一致。

2.4 雨水含量的分析

21min至23min含水量中心產(chǎn)生多個(gè)，但持續(xù)時(shí)間不長(zhǎng)。24 min時(shí)，中心位置達(dá)6 km，含水量的最大值為1．5 g/m3。含水量范圍逐漸較小。28min時(shí)，中心位置達(dá)5．5km，含水量的最大值為0．1g/m3。最大雨水含量中心位置基本保持不變，最大含水量先增大后減小，20 min增大到最大值，31 min雨水徹底消失。在整個(gè)模擬過程，云內(nèi)雨水基本位于0℃以上。

3 冰雹胚胎的分析

3.1 粒子含水量的分析

（1）凍滴含水量的分析

凍滴含水量最早出現(xiàn)在16 min，中心值為0．01 g/m3，中心高度為7 km，含水量的范圍隨著時(shí)間不斷擴(kuò)大，含水量的中心值增大。19min至22min出現(xiàn)兩個(gè)含水量中心。在20 min時(shí)，凍滴含水量中心值達(dá)到最大為5 g/m3，中心高度約為6 km。另一個(gè)含水量中心值為2．5 g/m3，中心高度為7．5 km。含水量的范圍繼續(xù)擴(kuò)大，含水量中心值逐漸減小。24 min時(shí)，凍滴含水量中心值達(dá)2 g/m3，中心高度達(dá)6 km。26 min時(shí)，含水量的范圍開始減小。 28 min時(shí)，凍滴含水量中心值達(dá)1 g/m3，中心高度達(dá)5.5km。32min時(shí)，凍滴含水量中心值達(dá)0.5g/m3，中心高度達(dá)5 km，含水量的范圍繼續(xù)減小，中心值不斷降低，直至第40min時(shí)完全消失。

（2）霰含水量的分析

霰含水量最早出現(xiàn)在15 min，中心值為0.01 g/m3，中心高度為7km，含水量的范圍隨著時(shí)間不斷擴(kuò)大。在32 min時(shí)，霰含水量中心值達(dá)0.1g/m3，中心高度達(dá)8 km。之后，含水量范圍逐漸減小，中心高度不斷降低，直至48 min徹底消失。霰的含水量在整個(gè)發(fā)展過程中變化較小，中心含水量變化范圍較小。

（3）冰雹含水量的分析

冰雹含水量最早出現(xiàn)在17 min，中心值為0.1 g/m3，中心高度為6.5 km，含水量的范圍隨著時(shí)間不斷擴(kuò)大。在21 min時(shí)，出現(xiàn)兩個(gè)含水量中心，冰雹含水量中心值達(dá)最大為2.5 g/m3，中心高度達(dá)6.5 km，另一個(gè)含水量中心值為1 g/m3，中心高度為7.5 km。22 min-23 min均出現(xiàn)兩個(gè)含水量中心。在24 min時(shí)，冰雹含水量中心值達(dá)1 g/m3，中心高度達(dá)7.5 km。地面附近開始出現(xiàn)冰雹，地面附近冰雹含水量逐漸增大。在28 min時(shí)，冰雹含水量中心值達(dá)0.5 g/m3，中心高度達(dá)5 km。在32 min時(shí)，冰雹含水量中心值達(dá)0.1 g/m3，中心高度達(dá)4.5 km。地面附近冰雹含水量減小。直至38 min冰雹完全消失。

4 冰雹形成和增長(zhǎng)過程的分析

冰雹形成后首先通過撞凍過冷雨水（CLrh）和碰并凍滴（CLfh）來增長(zhǎng)。冰雹撞凍過冷雨水（CLrh）增長(zhǎng)過程在21 min達(dá)到峰值，冰雹碰并凍滴（CLfh）增長(zhǎng)過程在20 min時(shí)達(dá)到峰值，隨著云中過冷雨水迅速減少，冰雹撞凍過冷雨水（CLrh）增長(zhǎng)過程也很快地減弱。冰雹碰并凍滴（CLfh）增長(zhǎng)過程也很快減弱。之后冰雹通過撞凍云滴（CLch）繼續(xù)增長(zhǎng)。由冰雹增長(zhǎng)過程的質(zhì)量產(chǎn)生率的變化曲線可知，冰雹主要通過冰雹撞凍過冷雨水（CLrh）和冰雹撞凍云滴（CLch）增長(zhǎng)形成。即冰雹主要通過撞凍過冷水增長(zhǎng)。