论文部分内容阅读
[摘 要]本文对2014年4月12日出现在郴州地区的短时暴雨、雷雨大风、冰雹天气发生前的天气形势、大气层结特征和雷达回波特点进行了分析，归纳出可供预报此类天气的若干经验，有助于提高本地强对流天气的预报水平。
[关键词]强对流天气；冰雹；郴州
中图分类号：P458.12 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）20-0318-01
1 概况
1.1 过程简介
2014年4月12日，郴州市发生大范围强对流天气，11个县（市、区）中，有10个出现短时暴雨，最强降水出现在嘉禾县石桥镇，日降水量已逾109.6mm，达到大暴雨强度；高峰水库1小时降水量达到36.5 mm；有6个出现雷雨大风、风力9～10级，桂阳县观测站观测到瞬时风速达28.2m/s，对树木、建筑物等均造成不同程度的损害；此外，有5个县出现平均直径在8～10 mm的冰雹，有群众反应最大的冰雹有鸡蛋大，且降雹密度较大，每平方米有约1000粒。
1.2 冰雹路径
4月12日发生冰雹的路径有两条（图1）：中间一条（深灰色）从宁远县进入，17时25分在嘉禾县广发乡开始降雹，经桂阳县城、郴州市区到资兴中部东江库区。下方一条（浅灰色）从18时12分从蓝山县北部进入嘉禾县，经嘉禾县城，在嘉禾县东部的行廊分裂为两条降雹路径，一条经桂阳县浩塘、樟市、东城到永兴县城；另一条经桂阳县的燕塘、黄沙坪、北湖区的月峰、苏仙区的坳上到资兴市南部东江库区。
2 天气形势背景
本次雷雨大风、冰雹天气属于湖南典型的低槽冷锋降雹型天气形势。12日08时500hPa低槽位于济南、武汉、邵阳、通道一线，700 hPa低槽位于阜阳、信阳、宜昌、毕节一线， 850hPa低压中心位于江西省修水，切变在杭州、修水、到永州一线，地面西南低压倒槽于4月9日生成并快速发展，11日扩展到整个长江以南地区，湘南处于其底部，南风使得该地区增温增湿明显。冷空气较弱，12日14时，冷锋缓慢南移到达黔南，湘中、赣中偏南位置（图2）。随着高空低槽东移、中低层切变南压及地面冷锋的缓慢南移，锋线附近的强对流区（带）南压影响湘南地区，移速缓慢，郴州、永州从西向东遭受短时暴雨、雷雨大风、冰雹天气。
3 强对流发生条件分析
3.1 大气层结不稳定度
4月10～11日，中低层西南急流建立并加强，地面为南风，增温增湿明显，湘南地区的不稳定层结建立；4月12日不稳定能量聚集（图3）。郴州08时K指数为42，沙氏指数为-5.7，不稳定能量EK为-1303.4J。据查算，降雹前0℃层的高度为4290m、-20℃层的高度为7570m：非常有利于云内雹粒的增長和形成。
由图2可知，12日08时700hPa低槽明显落后于500hPa低槽，有前倾槽存在，两槽线之间的三角区（在湖南有8万km2以上）中低层不稳定度增加，并在12日14时后压至湘南。
3.2 水汽条件
4月11～12日，粤北到湘南中低层西南急流强劲，700hPa郴州站西南风达到了20m/s以上、850hPa达到了16m/s以上，地面潮湿闷热，湿层深厚（图4）；但500hPa的郴州站12日08时温度露点差T-Td为15℃、20时为9℃，维持一个相对干层，这种低层水汽充沛而高层偏干的垂直潮湿不稳定状态为短时强对流过程的发生提供了良好的水汽条件。
3.3垂直运动条件
12日20时垂直速度分布（图4）表现为，湘东南（郴州站）从988～500hPa为负值，500hPa以下表现为一致的较强抬升运动，并在700hPa高度左右得到加强，保持到500hPa以上，这与前倾槽的配置相吻合，而且0℃层至-20℃层之间雹粒增长形成得到强烈上升运动的配合。
4 多普勒天气雷达产品分析
廖玉芳等[1]对发生在湖南省的强对流天气的多普勒天气雷达回波特征进行了归纳、总结，同时给出了大量强对流天气实例分析报告，及强对流天气的预报预警模型。从下图我们可以分析到，4月12日15时后，在永州市江永县至蓝山县一线开始有多个孤立的单体风暴生成，并不断发展向东偏北方向移动，主要有两个超级单体风暴在郴州产生暴雨、雷雨大风和冰雹。影响郴州最强的一个超级单体于17时13分，2.4°仰角开始出现钩状回波特征（图5a），3.4°仰角开始出现三体散射现象，沿入流方向穿过最强回波位置的反射率因子垂直剖面图上（图略）的弱回波区、回波墙、三体散射和旁瓣假回波等特征均非常明显，通过廖玉芳等[2]研究结果以及垂直剖面图，表明风暴发展升级进入强风暴阶段；17时25分， 2. 4°仰角（图5b）以上均出现三体散射特征，在6.0°仰角（图5c）还出现了明显的旁瓣假回波，并形成明显的有界弱回波区，通过应冬梅等[3]研究结果以及这些特征，标志着风暴进入超级单体风暴阶段，且具有强的降雹潜势；17时37分，嘉禾县广发乡出现强冰雹，从反射率因子图上看，0.5°仰角（图5d）开始出现三体散射，最大反射率因子为63dBZ。
5 小结
本次冰雹天气符合湖南典型的低槽冷锋降雹型天气形势，且500hPa低槽具有前倾槽的特征，大气层结极不稳定、潮湿垂直不稳定度强、中上层上升运动更强等条件有利于本次降雹天气发生， 雷达回波具有钩状回波、三体散射、旁瓣假回波、有界弱回波区等冰雹云特征。
参考文献
[1] 廖玉芳，俞小鼎.湖南强对流天气监测与预警[M].湖南：湖南大学出版社，2010：3
[2] 廖玉芳，俞小鼎，郭庆.一次强对流系列风暴个例的多普勒天气雷达资料分析[J].应用气象学报，2003，14（6）：656-662
[3] 应冬梅，郭艳.江西省一次强对流天气的多普勒天气雷达分析[J].江西气象科技，2003（3）：20-22
[关键词]强对流天气；冰雹；郴州
中图分类号：P458.12 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）20-0318-01
1 概况
1.1 过程简介
2014年4月12日，郴州市发生大范围强对流天气，11个县（市、区）中，有10个出现短时暴雨，最强降水出现在嘉禾县石桥镇，日降水量已逾109.6mm，达到大暴雨强度；高峰水库1小时降水量达到36.5 mm；有6个出现雷雨大风、风力9～10级，桂阳县观测站观测到瞬时风速达28.2m/s，对树木、建筑物等均造成不同程度的损害；此外，有5个县出现平均直径在8～10 mm的冰雹，有群众反应最大的冰雹有鸡蛋大，且降雹密度较大，每平方米有约1000粒。
1.2 冰雹路径
4月12日发生冰雹的路径有两条（图1）：中间一条（深灰色）从宁远县进入，17时25分在嘉禾县广发乡开始降雹，经桂阳县城、郴州市区到资兴中部东江库区。下方一条（浅灰色）从18时12分从蓝山县北部进入嘉禾县，经嘉禾县城，在嘉禾县东部的行廊分裂为两条降雹路径，一条经桂阳县浩塘、樟市、东城到永兴县城；另一条经桂阳县的燕塘、黄沙坪、北湖区的月峰、苏仙区的坳上到资兴市南部东江库区。
2 天气形势背景
本次雷雨大风、冰雹天气属于湖南典型的低槽冷锋降雹型天气形势。12日08时500hPa低槽位于济南、武汉、邵阳、通道一线，700 hPa低槽位于阜阳、信阳、宜昌、毕节一线， 850hPa低压中心位于江西省修水，切变在杭州、修水、到永州一线，地面西南低压倒槽于4月9日生成并快速发展，11日扩展到整个长江以南地区，湘南处于其底部，南风使得该地区增温增湿明显。冷空气较弱，12日14时，冷锋缓慢南移到达黔南，湘中、赣中偏南位置（图2）。随着高空低槽东移、中低层切变南压及地面冷锋的缓慢南移，锋线附近的强对流区（带）南压影响湘南地区，移速缓慢，郴州、永州从西向东遭受短时暴雨、雷雨大风、冰雹天气。
3 强对流发生条件分析
3.1 大气层结不稳定度
4月10～11日，中低层西南急流建立并加强，地面为南风，增温增湿明显，湘南地区的不稳定层结建立；4月12日不稳定能量聚集（图3）。郴州08时K指数为42，沙氏指数为-5.7，不稳定能量EK为-1303.4J。据查算，降雹前0℃层的高度为4290m、-20℃层的高度为7570m：非常有利于云内雹粒的增長和形成。
由图2可知，12日08时700hPa低槽明显落后于500hPa低槽，有前倾槽存在，两槽线之间的三角区（在湖南有8万km2以上）中低层不稳定度增加，并在12日14时后压至湘南。
3.2 水汽条件
4月11～12日，粤北到湘南中低层西南急流强劲，700hPa郴州站西南风达到了20m/s以上、850hPa达到了16m/s以上，地面潮湿闷热，湿层深厚（图4）；但500hPa的郴州站12日08时温度露点差T-Td为15℃、20时为9℃，维持一个相对干层，这种低层水汽充沛而高层偏干的垂直潮湿不稳定状态为短时强对流过程的发生提供了良好的水汽条件。
3.3垂直运动条件
12日20时垂直速度分布（图4）表现为，湘东南（郴州站）从988～500hPa为负值，500hPa以下表现为一致的较强抬升运动，并在700hPa高度左右得到加强，保持到500hPa以上，这与前倾槽的配置相吻合，而且0℃层至-20℃层之间雹粒增长形成得到强烈上升运动的配合。
4 多普勒天气雷达产品分析
廖玉芳等[1]对发生在湖南省的强对流天气的多普勒天气雷达回波特征进行了归纳、总结，同时给出了大量强对流天气实例分析报告，及强对流天气的预报预警模型。从下图我们可以分析到，4月12日15时后，在永州市江永县至蓝山县一线开始有多个孤立的单体风暴生成，并不断发展向东偏北方向移动，主要有两个超级单体风暴在郴州产生暴雨、雷雨大风和冰雹。影响郴州最强的一个超级单体于17时13分，2.4°仰角开始出现钩状回波特征（图5a），3.4°仰角开始出现三体散射现象，沿入流方向穿过最强回波位置的反射率因子垂直剖面图上（图略）的弱回波区、回波墙、三体散射和旁瓣假回波等特征均非常明显，通过廖玉芳等[2]研究结果以及垂直剖面图，表明风暴发展升级进入强风暴阶段；17时25分， 2. 4°仰角（图5b）以上均出现三体散射特征，在6.0°仰角（图5c）还出现了明显的旁瓣假回波，并形成明显的有界弱回波区，通过应冬梅等[3]研究结果以及这些特征，标志着风暴进入超级单体风暴阶段，且具有强的降雹潜势；17时37分，嘉禾县广发乡出现强冰雹，从反射率因子图上看，0.5°仰角（图5d）开始出现三体散射，最大反射率因子为63dBZ。
5 小结
本次冰雹天气符合湖南典型的低槽冷锋降雹型天气形势，且500hPa低槽具有前倾槽的特征，大气层结极不稳定、潮湿垂直不稳定度强、中上层上升运动更强等条件有利于本次降雹天气发生， 雷达回波具有钩状回波、三体散射、旁瓣假回波、有界弱回波区等冰雹云特征。
参考文献
[1] 廖玉芳，俞小鼎.湖南强对流天气监测与预警[M].湖南：湖南大学出版社，2010：3
[2] 廖玉芳，俞小鼎，郭庆.一次强对流系列风暴个例的多普勒天气雷达资料分析[J].应用气象学报，2003，14（6）：656-662
[3] 应冬梅，郭艳.江西省一次强对流天气的多普勒天气雷达分析[J].江西气象科技，2003（3）：20-22