段金鑫

(民航內(nèi)蒙古空管分局，呼和浩特 010070)

呼和浩特市地勢北高南低，由于其特殊的地理位置，導(dǎo)致氣候較為特殊，其中冰雹是主要的自然災(zāi)害之一[1]。李一平等[2]認(rèn)為，利用08∶00的探空資料預(yù)報午后的冰雹適用性較強。鄭旭程等[3]發(fā)現(xiàn)，冰雹發(fā)生時，當(dāng)總指數(shù)達(dá)到48℃以上時，對流有效位能比較大，SI或LI小于1，如果相當(dāng)位溫垂直遞減率6℃以上，溫度垂直遞減率在29℃以上，0℃層、-20℃層高度、0℃～20℃層厚度及850 hpa、700 hpa、850 hpa相對濕度都能夠一定程度上反映出冰雹的強弱。

2019年7月13日，受東北冷渦后部補充冷空氣影響，內(nèi)蒙古呼和浩特白塔機場出現(xiàn)了一次雷雨冰雹天氣過程。有必要對此次過程的發(fā)生機制進(jìn)行分析，以提高機場短時臨近預(yù)報的準(zhǔn)確率。

1 天氣實況

2019年7月13日12∶00-21∶00，機場附近區(qū)域30 km范圍內(nèi)都有間歇性的雷雨天氣。16∶15雷雨，16∶22雷暴伴中度降水，16∶33雷暴伴冰雹伴強降水，16∶45雷暴伴強降水，17∶31雷暴伴中度降水，18∶00雷暴伴弱降水，之后逐漸移出本場，19∶00已移出本場30 km，但還能聽到雷聲，20∶30雷暴過程完全結(jié)束，總降水量10.8 mm。

2 預(yù)報服務(wù)情況

機場氣象臺分別于7月13日16∶13和16∶30先后兩次發(fā)布冰雹預(yù)警：在呼和浩特白塔機場東1～2 km及本場上空有強孤立對流云團生成，范圍5 km，云團頂高8～10 km，以20 km/h的速度向南移動，強度不變，預(yù)計北京時間13日16∶10-17∶10影響呼和浩特白塔機場；呼和浩特白塔機場目前已出現(xiàn)冰雹天氣，預(yù)計北京時間13日16∶30-17∶30影響呼和浩特白塔機場。17∶22解除冰雹預(yù)警。影響呼和浩特白塔機場的冰雹天氣已經(jīng)結(jié)束，對流云團預(yù)計于13日18∶00移出本場，解除13日16∶30發(fā)布的02號機場警報(雷暴)。

3 高低空實況

3.1 500 hpa高度場

從7月13日08∶00高度場圖上可以看到，500 hpa為兩槽一脊的形勢，新疆北部、東北地區(qū)為低渦控制，河套地區(qū)到蒙古國為脊區(qū)控制。東北地區(qū)上空冷渦較為深厚，冷渦后部有-12℃的冷中心配合，伴隨渦后短波槽的南下，不斷有冷空氣向冷渦中心輸送，導(dǎo)致冷渦強度不斷加強，維持時間較長。

圖1 7月13日08∶00 500 hpa高度場和溫度場Fig.1 500 hpa height field and temperature field at 08∶00 on July, 13

3.2 700 hpa、850 hpa高度場

從7月13日08∶00的700 hpa和850 hpa圖上(圖略)均可以看到，在內(nèi)蒙地區(qū)上空東北冷渦后部有短波槽下滑，低層850 hPa短波槽隨落后于500 hpa西風(fēng)槽，850～500 hpa西風(fēng)槽隨高度前傾，為明顯的“前傾槽”結(jié)構(gòu)。呼和浩特地區(qū)處于500 hpa槽后西北氣流控制之中，槽后不斷有干冷空氣輸送到河套地區(qū)。呼和浩特探空站700 hpa和850 hpa的風(fēng)速達(dá)到了10 m/s和6 m/s，與地面的風(fēng)速切變加大，這種“前傾槽”結(jié)構(gòu)屬于不穩(wěn)定層結(jié)，非常有利于強對流發(fā)展。

3.3 高低空配合

從2019年7月13日08∶00-16日08∶00,呼和浩特站點探空剖面圖(圖2)可以看到，7月13日08∶00-20∶00在呼和浩特上空700 hpa附近有切變線存在，500 hpa維持西北風(fēng)，由于光照充足，隨著地面溫度的升高，在850 hpa以下的底層風(fēng)向由東北風(fēng)轉(zhuǎn)為偏東風(fēng)，說明底層暖平流加大，上冷下暖的形勢造成不穩(wěn)定程度加深。伴隨700 hpa切變線的臨近，不穩(wěn)定天氣爆發(fā)，白塔機場附近出現(xiàn)了雷暴冰雹天氣。

分析顯示，本次強對流天氣過程中，隨著中高層干冷空氣侵入，底層暖濕平流有所加強，形成了上干冷下暖濕的不穩(wěn)定層結(jié)，造成了對流不穩(wěn)定增強，而200 hpa高空為輻散區(qū)，加強了底層輻合上升運動，彌補了500 hpa槽前動力抬升機制不足。由于前期長期為晴好天氣，底層能量不斷累積，均為此次強對流天氣的出現(xiàn)提供了能量供應(yīng)，但底層急流強度不夠強，因此水汽輸送有所不足，強對流天氣持續(xù)時間不長，對于強降水的出現(xiàn)不太有利。

3.4 雷達(dá)回波分析

選取呼和浩特站多普勒雷達(dá)產(chǎn)品，用以分析本次強對流天氣過程中的雷達(dá)回波特征。2019年7月13日14∶00，隨著東北冷渦底部高空槽的臨近，由于底層下界面暖平流及午后的地面加熱共同作用，造成上冷下暖的形勢加劇，出現(xiàn)了不穩(wěn)定天氣，華北地區(qū)上空有零散的對流單體生成。16∶00，在呼和浩特站點的東北部地區(qū)出現(xiàn)一個弱的對流單體，隨著系統(tǒng)整體緩慢南落，強度迅速加強為超級單體。在速度圖上能夠看到在強回波的中低層存在中氣旋結(jié)構(gòu)，回波頂有風(fēng)暴頂輻散；強度圖上可以看到回波強度達(dá)到了60 dBz，最大中心強度65 dBz，基本反射率因子圖上也存在三體散射長釘和旁瓣回波，均為冰雹出現(xiàn)的典型雷達(dá)回波特征。從不同角反射率因子圖來看，雷達(dá)回波具有明顯的懸垂回波和弱回波區(qū)，強度大于65 dBz回波擴展到0℃ 高度層以上，有利于冰雹的形成。地面監(jiān)測顯示，在雷達(dá)的強回波中心出現(xiàn)三體散射之后的大約10 min左右，呼和浩特站出現(xiàn)了冰雹天氣至17∶54，對流單體減弱移出呼和浩特站，強降水結(jié)束。

圖2 2019年7月13日08∶00-16日08∶00呼和浩特站點探空剖面圖Fig.2 Sounding profile map of Hohhot Station from 08∶00 July, 13 to 08∶00 July 16, 2019

4 總結(jié)

內(nèi)蒙古地區(qū)由于地形特殊，夏季的強對流天氣頻發(fā)。應(yīng)在短時臨近預(yù)報時密切關(guān)注雷達(dá)回波，追蹤回波的移動及強度變化，及早做出預(yù)報預(yù)警服務(wù)，盡可能減少災(zāi)害損失。