侯永沛 李云霞
摘要? ? 本文利用MICAPS系統(tǒng)提供的常規(guī)觀測資料、探空資料以及衛(wèi)星云圖產(chǎn)品,對2016年7月7日玉樹州雜多縣冰雹天氣過程形成原因進(jìn)行分析。結(jié)果表明,500 hPa巴湖槽東移南壓不斷分裂冷空氣南下,中低層暖濕氣流維持,過程中整層大氣接近飽和,中低層上干冷、下暖濕特征明顯,且400~500 hPa有不穩(wěn)定能量存在,300~500 hPa垂直風(fēng)切變強,適宜的0 ℃層和-20 ℃層高度有利于冰雹增長。
關(guān)鍵詞? ? 冰雹天氣;成因分析;青海玉樹;2016年7月7日
中圖分類號? ? P458.1+21.2? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼? ? A? ? ? ? 文章編號? ?1007-5739(2019)06-0166-01
冰雹是在對流云所形成的積雨云中形成,當(dāng)水汽隨氣流上升遇冷會凝結(jié)成小水滴,若隨著高度增加溫度繼續(xù)降低,達(dá)到0 ℃以下時,水滴就凝結(jié)成冰粒;在其上升運動過程中,會吸附其周圍小冰?;蛩味龃?,直到因其重量增加而下降[1-2]。冰雹一般是局地性的災(zāi)害天氣現(xiàn)象,受災(zāi)面積往往不大,但來勢猛、危害極大,不僅影響農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn),同時對房屋建筑、工業(yè)和航空等也造成一定程度的危害。本文針對2016年7月7日發(fā)生在玉樹州雜多縣的冰雹天氣進(jìn)行了環(huán)流形勢、Tlogp、歐陽位溫等分析,為預(yù)報玉樹地區(qū)的冰雹天氣積累經(jīng)驗,同時為以后相關(guān)過程的預(yù)報指標(biāo)探索研究提供參考。
1? ? 高空形勢分析
過程前期,6日20:00 500 hPa高空圖上,歐亞中高緯度為兩槽一脊,兩槽分別位于巴爾喀什湖及東亞東岸,貝加爾湖以東為脊區(qū)。中低緯地區(qū)南支槽發(fā)展旺盛,槽底位于印度半島,青藏高原處于南支槽區(qū),高原南北呈反位向環(huán)流,玉樹州處于南支槽前的西南氣流中。至7日8:00巴湖槽及南支槽均有加深發(fā)展,巴湖槽略有東移南壓至新疆中部,不斷分裂冷空氣南下,南支槽略有東移,玉樹本站的短波橫槽東移轉(zhuǎn)豎。從溫度場來看,溫度槽脊均落后于高度槽脊,有利于中高緯槽脊發(fā)展[3-4]。在西藏、青海玉樹地區(qū)有一明顯的0 ℃高溫舌向北延伸,為降水提供了充分熱能。玉樹本站T-Td維持在2 ℃,說明西南氣流的持續(xù)輸送一直維持著玉樹濕度,有利于降水發(fā)生。
2? ? 地面分析
過程前期西路冷空氣在新疆西部,青海地區(qū)受熱低壓影響,玉樹氣溫一直較高,環(huán)境極不穩(wěn)定。從2日地面圖上看,玉樹從8:00—17:00一直處于低值系統(tǒng)控制中,14:00玉樹的低值系統(tǒng)發(fā)展到最強,8:00—14:00玉樹的Δp24一直為負(fù)值、Δt24則為正值,14:00雜多的Δp24為-1 hPa、Δt24為3 ℃,成為全州變壓、變溫最強的站。
3? ? 中尺度圖分析
中尺度對流天氣主觀分析,是利用各種高空和地面觀測資料、雷達(dá)和衛(wèi)星等遙感探測資料、數(shù)值分析預(yù)報產(chǎn)品等資料,分析產(chǎn)生中尺度對流天氣的中尺度對流系統(tǒng)及其發(fā)生發(fā)展的環(huán)境場條件[5-6]。對此次冰雹天氣個例進(jìn)行中尺度分析,發(fā)現(xiàn)冰雹出現(xiàn)的區(qū)域受暖脊控制,并在500 hPa槽前,說明處于上升運動區(qū)域;500 hPa顯著濕區(qū)(T-Td<4)說明空氣中水汽達(dá)到飽和程度,并在比濕大值區(qū),說明底層水汽條件好。
4? ? T-lnp圖分析
冰雹是在特定的天氣形勢背景下,環(huán)境滿足一定的物理條件才能激發(fā)產(chǎn)生。分析7月7日8:00玉樹站探空圖,由圖1(a)可知,從近地面至400 hPa濕度很大,相對濕度RH為84%,溫度露點差T-Td<2 ℃,呈飽和狀態(tài),而高層400 hPa以上濕度較小,濕層深厚且呈上干下濕的分布,有利于大降水的產(chǎn)生;風(fēng)的垂直切變比較大,風(fēng)隨高度出現(xiàn)順—逆—順時針的旋轉(zhuǎn),表示從底層到高層出現(xiàn)了暖—冷—暖平流的轉(zhuǎn)換,8:00就具有層結(jié)不穩(wěn)定的特點。
對7日8:00玉樹站的探空資料進(jìn)行歐陽位溫分析,由圖1(b)可知,200~500 hPa θ與T角度隨高度向左傾斜,150~200 hPa有弱的超低溫;整層大氣中假相當(dāng)位溫與飽和假相當(dāng)位溫非常接近,即水汽條件非常好;400~500 hPa假相當(dāng)位溫與T軸接近垂直,說明大氣處于位勢不穩(wěn)定狀態(tài);底層至300 hPa風(fēng)向從弱的東北風(fēng)轉(zhuǎn)為高層西北風(fēng),高層風(fēng)速大于低層,形成深厚的順滾流,非常有利于垂直發(fā)展。上述分析表明,在此次冰雹天氣過程中玉樹整層大氣接近飽和,且400~500 hPa有不穩(wěn)定能量存在,300~500 hPa垂直風(fēng)切變強。
5? ? 成雹的溫度條件
0℃層高度和-20 ℃層高度分別是云中冷暖云分界線高度和大水滴的自然冰化區(qū)下界,是體現(xiàn)雹云特征的重要參數(shù)[7]。0 ℃層高度過高或過低均不利于成雹,高度過高,還沒到地面就融化;高度過低,只能形成小雹粒。0 ℃層高度一般在600 hPa或4 km左右、-20 ℃層高度約在400 hPa或7.5 km左右有利于降雹。分析7月7日8:00玉樹站探空資料,顯示0 ℃層高度為6.06 km,處于500 hPa位勢高度;-20 ℃層高度為9.32 km,位于460 hPa位勢高度。此次冰雹出現(xiàn)在雜多縣,分析其上游那曲站和沱沱河站探空資料,顯示0 ℃層高度分別為6.09 km和6.06 km,處于500 hPa位勢高度附近;-20 ℃層高度分別為9.43 km和9.33 km,位于460 hPa位勢高度附近,表明當(dāng)天玉樹上空及上游上空的位勢高度及其有利于冰雹的形成。
6? ? 結(jié)語
500 hPa巴湖槽東移南壓不斷分裂冷空氣南下,中低層暖濕氣流維持,在西藏、青海玉樹地區(qū)有一明顯的0 ℃高溫舌向北延伸,為降水提供了充分熱能,是強對流天氣發(fā)生的有利環(huán)流背景。
此次雜多冰雹天氣發(fā)生是因為玉樹整層大氣接近飽和,中低層上干冷、下暖濕特征明顯,且400~500 hPa有不穩(wěn)定能量存在,300~500 hPa垂直風(fēng)切變強,風(fēng)速隨高度升高增加明顯,各層到地面垂直風(fēng)切變矢量很大,0 ℃層和-20 ℃層高度的環(huán)境條件適宜。
7? ? 參考文獻(xiàn)
[1] 俞小鼎.雷暴與強對流臨近天氣預(yù)報技術(shù)進(jìn)展[J].氣象學(xué)報,2012,70(3):311-337.
[2] 朱乾根,林錦瑞,壽紹文,等.天氣學(xué)原理和方法[M].4版.北京:氣象出版社,2007:60-560.
[3] 姚學(xué)祥.天氣預(yù)報技術(shù)與方法[M].北京:氣象出版社,2011:178-218.
[4] 王曉玲,龍利民,王珊珊.一次春季冰雹過程的成因分析[J].暴雨災(zāi)害,2010,29(2):160-165.
[5] 蘇愛芳,銀燕,蔡淼.夏末華北低槽尾部雹云的生長環(huán)境和結(jié)構(gòu)特征[J].高原氣象,2012,31(5):1376-1385.
[6] 陸漢城.中尺度天氣原理和預(yù)報[M].北京:氣象出版社,2004:44-45.
[7] 蔡敷川.一次冰雹過程的V_3圖分析[J].氣象研究與應(yīng)用,2010,31(2):18-19.