云南德宏“2016-03-29”冰雹天气过程初步分析

中低纬山地气象

Mid - lowLatitudeMountain Meteorology

Vol. 42 No. 1Feb,2018

文章编号=2096 -5389(2018)01 -0023 -06

云南德宏“2016—

03—29”

冰雹天气过程初步分析

杨錦超\\李慧芹2

(1.云南省德宏州天气雷达站，云南德宏678400;2.云南省德宏州气象台，云南德宏678400)

摘要：利用ECMWF全球再分析资料、常规气象观测资料及多普勒雷达资料，采用中尺度分析方法对2016年3月29

日云南德宏一次强冰雹对流天气过程的特征及成因进行分析。结果表明:①阶梯槽形势和前倾槽结构及700 hPa的湿舌是此 次冰雹天气过程的大尺度背景;②冰雹发生时0 F线和-20 F线的高度有明显下降，中层存在干冷空气侵人，*+;850 -500 的走向对中高层干冷空气具有指示意义;③高空急流南移影响导致垂直风切变增加和上升运动加强;④雷达上强回波高度均 在7 km以上，且探测到旁瓣回波、TBSS、钩状回波、“V”形缺口、有界弱回波区、弱回波区、回波悬垂、风暴顶辐散等特征。

关键词：南支槽;冰雹；干侵人；高空急流;多普勒雷达特征

中图分类号:P458.1 +21.1文献标识码：B

A Preliminary Analysis on the Hail Weather Process of “03.29 ” in

Dehong, Yunnan Province

YANG Jinchao1，LI Huiqin2

(1. Dehong Weatlier Radar Station of Yunnan Province， Dehong678400，China;2. Dehong Meteorological

Observatory 〇f Yunnan Province， Dehong678400，China)

Abstract: The characteristics and causes of a heavy hail convective weatiier process in Dehong of Yunnan on

March 29，2016 were analyzed by using ECMWF global reanalysis data，conventional meteorological observationdata and Doppler radar data. The results show that:① The ladder groove situation and forward trough structure and

700 hPa wet tongue were the large - scale background of tiie hail weatiier process;② when the hail fell，The

of 0 F line and -20 F line had obviously decreased，And the middle layer had the dry and cold air intrusion， besides，the direction of A0se85〇 - 500 had a directive significance to the dry and cold air in the middle and upper layer.③ The upper - level jet stream moved up to Dehong，leading to the increase of tiie vertical wind shear and the strengthening of upward movement;④ The height of strong echoes on the radar was more than 7 km，and the sidelobe echo，TBSS，hook echo, 11 V notch，bounded weak echo area，weak echo region，drape，storm top di­vergence characteristics were detected.

Key words ： southern branch trought; hail; dry intrusion ； upper - level jet stream ； Doppler rada

l

引言

冰雹天气是大气中强烈对流运动发展的结果，

冰雹天气是由大尺度环流背景下的中小尺度 天气系统造成的，范围较大降雹过程常与南支槽、 冷锋、低涡切变、急流等天气系统联系[1]。强风暴 的发生需要三个条件，即对流层明显的位势不稳 定、上干下湿的水汽垂直空间分布和强的垂直风切

变[2]，以及降雹天气需要在-10 - - 30 F之间有大

范围小、时间短、强度大、突发性强、危害程度很大， 常造成局地农作物减产甚至绝收，是天气预报业务 中的重点和难点之一。

收稿日期=2017 -07 -19

第一作者简介:杨锦超（1990—），男，助工，主要从事天气雷达工作，E - mail :402967203@qq. cm。

• 23 •

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的对流有效位能、深层垂直风切变和较低的0 °C高 度[3]。

[4]研究表明，

冰雹天气的

最

重要的是中层干空气和强 切变；江玉华等[5]

指出高层侵人低层的干冷空气有利于大气不稳定 结构的维持，

流展的重

；

[$]研究一次强对流天气时 高低空急流的

：成的次级环流，为强对流的 了有利的动抬升

。段

[〃10]利用雷达资料

冰

雹天气的雷达

了个例研究，加深了对冰雹天气的雷达 强度、速度场和等中小尺

度

的认识。德宏州位于

、

省部，地

部，地地貌复杂，观测站

，加

冰雹等强对流天气的中小尺度 为复杂，用

规观测网很

到，给德冰雹天气的分析和预来了很

。近年对于强天气的分析和

， 于 达资料的分析， 用统计方法。

文综合利用ECMWF全球再分析资料、常规气象 观测资料

普勒雷达资料对2013年3月29

的

一次冰雹天气的成因 综合分析，深人认识德宏冰雹天气 的 ， 德 冰雹天气的 近 和实际人

雹作业

重

。

2资料来源与分析

本文采用1日4次、0.75。x 0.75。的ECMWF

全球客观分析资料;常规气象观测资料;德 普勒天气雷达资料（型号：CINRAD/CC，体扫模式：

VCP11，位置:98. 344°E，24. 489°N，海拔高度 *2 073m)。由于冰雹没有降落

监站，缺 雹的具体开始和结束时间以及冰雹的大小， 利用雷达

资料分析冰雹存在一定的

。

3天气实况与形势分析

受南支槽前西南暖湿气流影响，2016年3月29

日01 —13时，德宏州 小雨局部中雨天气，17—

23时出现了一次强对流天气

，最强时段.在

17 — 21时， 以冰雹天气为主，

范 ，维持时

长，局部地区还伴

时强 和

，等

害性天气。此次冰雹天气 全州3个县市9个乡镇的烤烟和农 重

，造成经济损失

共计1 328. 94 元。

1为3月29

08时的中尺度分析综合图，

由图可见，500 hPa上 为南北两支，呈阶梯槽

形式，

于阶梯槽前，700 hPa高空槽落后于

500 hPa高空槽，此阶梯槽为前倾槽，

强的斜压

• 24 •

性，利于强对流天气的 ， 的干冷空气叠于槽前的暖湿气流上，增加了大气层结不稳定 度。北 前倾的程度大于

， 速大于南

，至20时北支位置已超

。500 hPa和700hPa上

为一致的槽前

流控制，水汽

=

十分有利，200 hPa上高空急流位于 北一带，卫

上可以看到明显的槽前云系，高低空急流的

存在， 了很好的

& 700hPa上 其以 部地区温度

5 C以下，水汽 很好，随

境

强烈的上升

，德

强 流天气的 分。

-------槽线，..................... h PhPa湿舌

--------►700hPa 急流--------►500hPa 急流--------►^OOhPa 急流

图1 2016年3月29日08时中尺度分析综合图Fig. 1 March 29，2016 08： 00 mesoscale analysis of

the comprehensive map

4

成因分析

4. 1

合适的0C和

-

20°C高度

0 C层到-20 C层是冰雹形成的主要区域，因

此，0 C层高度和-20 C层高度是判断环境大气是 否有利于形成冰雹的重 。统计29 a腾冲探

空站

冰雹天气的0 C层和-20 C层高度，0 C

层高度在3. 0 ~ 5. 6 km之间，平均为3. 9 km，- 20

C层高度在5.8 ~8.3 km之间，平均为6.8 km[1]。

分析腾冲探空站的温度时 面图（图2 )，0 C线

和-20 C线所在高度在29日20时明显的下降， 且0 C线在650 hPa以下，-20 C线在400 hPa以 ，符合 冰雹的特殊层高度指标。4.2 空气入侵

沿98.5。作的垂直剖面，29日08时（图 略），23 ~25°N及28 ~29°N整个地面层基本为高能 舌

，且高能舌从地面

到600 hPa为对流不

Vol. 42 No. 1杨锦超,等:云南德宏“2016-03—29”冰霤天气过程初步分析

之间存在很明显的干空气侵入（图4a)。20时500

hPa高空等温线图上德宏位于

区域内（图4b)，干冷空气在向南入

明该低值区是中高层

， 空气由高层向低层传播，干冷空气的侵入

加剧了大气层结不稳定。到了 20时，+se低值中心 已经向南压到25°N以南（图3b)，高度

到

700 hPa附近，德宏中北部上空中高层低值中心 正好位于低层0se高值中心之上，高层干冷低层暖 的

很明显，为流的发展

实上德宏中北部

了

的不稳

能量。 流性天气。

了强烈的对

图2 2016年3月28日20时一30日20时

冲探空温度垂直分布

Fig. 2 The vertical distribution of radiosonde temperature in

Tengchong from 20： 00 28 to 20： 00 30 March 2016

稳定区，包括德宏范围（23. 8 ~25. 6°N);中层有0se 低值区域，低值中心 26~27°N，且中心高度 20时探空资料

位于27 ~28°N，高度在650

到了冲站

图3 0se沿98°E的垂直剖面图

Fig. 3 Vertical section of 0se along the latitude 98 °E

hPa附近。14时（图3a)，该低值中心

到600 hPa，

度分析图上看到400 ~ 500 hPa

b

图4 29日20时（a)腾冲站相对湿度探空分布图；（b)500 hPa等温线分布图

Fig. 4 (a) The vertical distribution of relative humidity in Tengchong and (b) The distribution of isotherm at

500 hPa at 20: 00 on 29 March 2016( unit: I)

分析*0;85〇 - 500的分布及演变（图5)，29日08时值区 位于青藏高原 ，德上空的

值为8~12;14时值区域向 方向 ，德宏上空的值

为10~14;20时值区

到德宏上

空，为16 ~ 18,位势不稳

剧增加，有利于强对流

的发生;30日02时迅速减小至10 ~ 12,表明位势不 稳定已经减弱，强流天气 结束。可

*0s85O-5OO 值区的走向与此次对流性天气过 中中高层干冷空气的走向一致，对强流天气的

很好的

用。

• 25 •

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30N 29N 28N 27N 26N 25N 24N 23N

(a) T=08：00/29

22N 21N 20N

19N 18N

91E 92E 93E 94E 95E 96E 97E 9BE 99E100E101E102E

(c) T=20：00/29

30N

29N 28N 27N 26N 25N 24N 23N 22N 21N 20N 19N 18N

91E 92E 93E 94E 95E 96E 97E 98E 99E100E101E102E

30N29N28N27N26N24N22N20N 19N 18N

(d) T=02：00/30

91E 92E 93E 94E 95E 96E 97E 98E 99E100E101E102E

图5 2016年'月29日08时一'0日02时Ae；850 -500分布图

Fig. 5 The distribution ofA+se850 -500 ( unit:) from08: 00 29 to 02: 00 '0 March 2016

4.3高空急流

6为此次过程水平风速和垂直风速沿98°E

5

气

多普勒雷达回波特征

用德

普勒天气雷达资料对此次冰雹天

分析。

2016年3月29日17时17分左右在盈江西北

开始进人德宏（图7 )，

强了很子的强散

，

I不

的 面，29 08时高空急流中心风速大于75

位于高空急流轴

m/;急流中心位于26.5° ~28°N,德宏高空最大风

速为50 -60 m/;上升 为

s之间，

下方，最大上升速度达-1.2Pa/S以上，德宏上空主

气流控制；14时高空急流南压，急流中心

速度最大值也减弱至-〇. 65Pa/s，最大

$20时急流中心南压至德宏上空，

至65m/s，德宏高空最

，

值区也减弱并

气流，对

风速减弱为70m/s，德宏高空最大风速在55 ~65 m 值区位于德宏上空600 hPa附近，在0 °C线之上，有 利于冰雹的

流轴中心风速

部有很强的对流 没

度60dBz，回波顶高达14km(剖面上

上雷达的海拔高度，偏低2 km)，

（图（），其 中探测到。随 方向 体钩

，17时34分结构和弱

区

明显的虚假旁瓣 一般只能在雹

展并向 的超

的高度

射能力密切相关，反映了云体内强烈的上升

流

速降至50 -65 m/s之间，上升 压23°N以南，德宏上空中高层 流

上空，中心风速 17时开始 于低层风速 空气带走，起到

冰雹、

，剖

逐步减弱$30日02时，急流轴中心仍然位于

至60 m/s。实况上德宏于、

、强流天气，由将云体上方的暖

了强烈的

展。

，高空风速的一方面意味

用，对流的发展和维持

面图上可以看到 窿和 悬垂结构，说明存在

很强的上升气流。18时20分 “人” ，

速度图上从低层气旋性辐合逐渐转为高层辐 散（略）， 顶辐散的存在，使强上升气流得以维 和 中的 结 时 ， 利于冰雹的 长和大冰雹的形成，它的存 个重

。19时10分

上探测到V型缺口，且观察到 射长钉，TBSS

测冰雹的

冰雹

展的一

1.5°

的反射率因子明显的三体散标，它

；

切变的加强，高空的

十分有利;另一方面高空急流的

上升 ， 利于强 流天气的 • 26 •

Vol. 42 No. 1杨锦超，等:云南德宏“2016—O'— 29”冰雹天气过程初步分析

(a) T=08:00/29

(b) T=14：00/29

400

500600700800900

1000

22N 22.5N 23N 23.5N 24N 24.5N 25N 25.5N 26N 26.5N 27N 27.5N 28N

22N 22.5N 23N 23.5N 24N 24.5N 25N 25.5N 26N 26.5N 27N 27.5N 28N

图6沿98°E的风场和垂直速度剖面图

Fig. 6 Vertical section of the wind ( unit * m/s) and vertical velocity ( unit： Pa) along980 E

测降雹的 用上已得到 用，三体射

10-30 min 会 地面降雹和 [4]。19时50分在盈江的 钩 体倾斜，

的

的强 速逐渐 流

， 。超

部探测到一

超

体的反 以

，19时56分结构更加清楚，0. 5° 明的

悬垂、

、旁瓣

流的存 了强的 。

② 腾冲探空站0 °c线和-20 F线高度在冰雹发生时有明显的

，且0 c线在650 hPa以下，-20 C线在400 hPa以下，对降雹十分有利。

③ 中层存在干冷空气侵人，高层低值中心 好位于低层高值中心之上，高层干冷和低层暖湿的 很明显，为流的发展 了 的不稳定能量。A0Se85O-500 值区的走向与此次对流性天气

中高层干冷空气的走向一致，对干

用。

德宏时，德宏上空切变， 由超 、有界弱 更加

了强烈体

：

空气的活动区

④ 高空急流在减弱 高空风速的增加，加剧了

⑤ 此次对流冰雹天气 产生的，

、“ V”形缺口、人 区等特征;在RHI图上表

射率因子图上有明显的有界弱

，超级单体发展十分 速度

，

区，剖面上云

，大于50dBz 空上高空急

消 ，

区

区高达8 km，远 -20 F线以上，高空风

体的钩状结构维持3个体

，内部结构松散，边缘阶段，

逐渐减弱结束。

，20时13分射率因子图上有界弱 面图上 ，超

顶高度 体进人

的上升，有利于对流云的发展和维持。

射率因子图上探测到典型的TBSS、钩

区、弱的冰雹

综上分析，可此次冰雹天气 强 高度

很高，均 7 km以上， 测到旁瓣 、TBSS、钩

、“ V”形缺口、有界弱

悬垂、 雷暴、

顶辐

区、弱

区、回波冰雹、用[11]。

。这些

强流天气有很好的

6结语

①此次

利的环流

：阶梯

和

强的斜压性，增加了大气层结不稳气流带来了充足的水汽，高低空急

天气 ， 了虚假旁瓣 、 、 悬：

，强 高度（>50dBz)均 7\\爪以上，在-

20 C层以上;径向速度图上从低层气旋性辐合逐渐

转为高层辐散，使强上升气流得以维持和云中的 结 成。

• 27 •

前倾槽结构 度，槽前

时，有利于冰雹的增长和大冰雹的

中低

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3图7 0.5°仰角反射率因子演变图

Fig. 7 The evolution of reflectivity on 0. 5 0 elevation

图8 VCS垂直剖面图特征Fig. 8 VCS vertical profile characteristic

[6] 夏丽花，冯晋勒，黄美金，等.一次强对流天气过程的成因分析

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