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2016年7月7日玉树地区冰雹天气成因分析

2019-07-03侯永沛李云霞

现代农业科技 2019年6期
关键词:玉树冰雹天气

侯永沛 李云霞

摘要    本文利用MICAPS系统提供的常规观测资料、探空资料以及卫星云图产品,对2016年7月7日玉树州杂多县冰雹天气过程形成原因进行分析。结果表明,500 hPa巴湖槽东移南压不断分裂冷空气南下,中低层暖湿气流维持,过程中整层大气接近饱和,中低层上干冷、下暖湿特征明显,且400~500 hPa有不稳定能量存在,300~500 hPa垂直风切变强,适宜的0 ℃层和-20 ℃层高度有利于冰雹增长。

关键词    冰雹天气;成因分析;青海玉树;2016年7月7日

中图分类号    P458.1+21.2        文献标识码    A        文章编号   1007-5739(2019)06-0166-01

冰雹是在对流云所形成的积雨云中形成,当水汽随气流上升遇冷会凝结成小水滴,若随着高度增加温度继续降低,达到0 ℃以下时,水滴就凝结成冰粒;在其上升运动过程中,会吸附其周围小冰粒或水滴而增大,直到因其重量增加而下降[1-2]。冰雹一般是局地性的灾害天气现象,受灾面积往往不大,但来势猛、危害极大,不仅影响农牧业生产,同时对房屋建筑、工业和航空等也造成一定程度的危害。本文针对2016年7月7日发生在玉树州杂多县的冰雹天气进行了环流形势、Tlogp、欧阳位温等分析,为预报玉树地区的冰雹天气积累经验,同时为以后相关过程的预报指标探索研究提供参考。

1    高空形势分析

过程前期,6日20:00 500 hPa高空图上,欧亚中高纬度为两槽一脊,两槽分别位于巴尔喀什湖及东亚东岸,贝加尔湖以东为脊区。中低纬地区南支槽发展旺盛,槽底位于印度半岛,青藏高原处于南支槽区,高原南北呈反位向环流,玉树州处于南支槽前的西南气流中。至7日8:00巴湖槽及南支槽均有加深发展,巴湖槽略有东移南压至新疆中部,不断分裂冷空气南下,南支槽略有东移,玉树本站的短波横槽东移转竖。从温度场来看,温度槽脊均落后于高度槽脊,有利于中高纬槽脊发展[3-4]。在西藏、青海玉树地区有一明显的0 ℃高温舌向北延伸,为降水提供了充分热能。玉树本站T-Td维持在2 ℃,说明西南气流的持续输送一直維持着玉树湿度,有利于降水发生。

2    地面分析

过程前期西路冷空气在新疆西部,青海地区受热低压影响,玉树气温一直较高,环境极不稳定。从2日地面图上看,玉树从8:00—17:00一直处于低值系统控制中,14:00玉树的低值系统发展到最强,8:00—14:00玉树的Δp24一直为负值、Δt24则为正值,14:00杂多的Δp24为-1 hPa、Δt24为3 ℃,成为全州变压、变温最强的站。

3    中尺度图分析

中尺度对流天气主观分析,是利用各种高空和地面观测资料、雷达和卫星等遥感探测资料、数值分析预报产品等资料,分析产生中尺度对流天气的中尺度对流系统及其发生发展的环境场条件[5-6]。对此次冰雹天气个例进行中尺度分析,发现冰雹出现的区域受暖脊控制,并在500 hPa槽前,说明处于上升运动区域;500 hPa显著湿区(T-Td<4)说明空气中水汽达到饱和程度,并在比湿大值区,说明底层水汽条件好。

4    T-lnp图分析

冰雹是在特定的天气形势背景下,环境满足一定的物理条件才能激发产生。分析7月7日8:00玉树站探空图,由图1(a)可知,从近地面至400 hPa湿度很大,相对湿度RH为84%,温度露点差T-Td<2 ℃,呈饱和状态,而高层400 hPa以上湿度较小,湿层深厚且呈上干下湿的分布,有利于大降水的产生;风的垂直切变比较大,风随高度出现顺—逆—顺时针的旋转,表示从底层到高层出现了暖—冷—暖平流的转换,8:00就具有层结不稳定的特点。

对7日8:00玉树站的探空资料进行欧阳位温分析,由图1(b)可知,200~500 hPa θ与T角度随高度向左倾斜,150~200 hPa有弱的超低温;整层大气中假相当位温与饱和假相当位温非常接近,即水汽条件非常好;400~500 hPa假相当位温与T轴接近垂直,说明大气处于位势不稳定状态;底层至300 hPa风向从弱的东北风转为高层西北风,高层风速大于低层,形成深厚的顺滚流,非常有利于垂直发展。上述分析表明,在此次冰雹天气过程中玉树整层大气接近饱和,且400~500 hPa有不稳定能量存在,300~500 hPa垂直风切变强。

5    成雹的温度条件

0℃层高度和-20 ℃层高度分别是云中冷暖云分界线高度和大水滴的自然冰化区下界,是体现雹云特征的重要参数[7]。0 ℃层高度过高或过低均不利于成雹,高度过高,还没到地面就融化;高度过低,只能形成小雹粒。0 ℃层高度一般在600 hPa或4 km左右、-20 ℃层高度约在400 hPa或7.5 km左右有利于降雹。分析7月7日8:00玉树站探空资料,显示0 ℃层高度为6.06 km,处于500 hPa位势高度;-20 ℃层高度为9.32 km,位于460 hPa位势高度。此次冰雹出现在杂多县,分析其上游那曲站和沱沱河站探空资料,显示0 ℃层高度分别为6.09 km和6.06 km,处于500 hPa位势高度附近;-20 ℃层高度分别为9.43 km和9.33 km,位于460 hPa位势高度附近,表明当天玉树上空及上游上空的位势高度及其有利于冰雹的形成。

6    结语

500 hPa巴湖槽东移南压不断分裂冷空气南下,中低层暖湿气流维持,在西藏、青海玉树地区有一明显的0 ℃高温舌向北延伸,为降水提供了充分热能,是强对流天气发生的有利环流背景。

此次杂多冰雹天气发生是因为玉树整层大气接近饱和,中低层上干冷、下暖湿特征明显,且400~500 hPa有不稳定能量存在,300~500 hPa垂直风切变强,风速随高度升高增加明显,各层到地面垂直风切变矢量很大,0 ℃层和-20 ℃层高度的环境条件适宜。

7    参考文献

[1] 俞小鼎.雷暴与强对流临近天气预报技术进展[J].气象学报,2012,70(3):311-337.

[2] 朱乾根,林锦瑞,寿绍文,等.天气学原理和方法[M].4版.北京:气象出版社,2007:60-560.

[3] 姚学祥.天气预报技术与方法[M].北京:气象出版社,2011:178-218.

[4] 王晓玲,龙利民,王珊珊.一次春季冰雹过程的成因分析[J].暴雨灾害,2010,29(2):160-165.

[5] 苏爱芳,银燕,蔡淼.夏末华北低槽尾部雹云的生长环境和结构特征[J].高原气象,2012,31(5):1376-1385.

[6] 陆汉城.中尺度天气原理和预报[M].北京:气象出版社,2004:44-45.

[7] 蔡敷川.一次冰雹过程的V_3图分析[J].气象研究与应用,2010,31(2):18-19.

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