宋珊珊

摘 要：利用温州一体化平台数据资料、温州C波段双偏振多普勒雷达产品资料和浙江省中尺度气象自动站资料等，本文对2019年4月23—24日平阳县连续强冰雹天气过程简要分析。结果表明，该次冰雹天气发生在200 hPa西风急流、850 hPa西南气流的天气背景下，探空的0 ℃层高度和-20 ℃层高度均十分有利于冰雹在雷暴单体中的维持和增长;常规多普勒雷达产品回波反射率因子表现出十分典型的超级单体雷暴回波特征，出现了三体散射回波;双偏振雷达的ZDR、KDP等参量能有效地提高对冰雹的识别能力，HCL产品能直观地识别出粒子形态，对降水粒子的种类进行判断。

关键词：200 hPa急流;双偏振雷达;三体散射回波;HCL

Abstract： Using Wenzhou integrated platform data， Wenzhou C-band dual-polarization Doppler radar product data and Zhejiang mesoscale meteorological automatic station data， etc.， this paper briefly analyzes the continuous strong hail weather process in Pingyang County from April 23 to 24， 2019. The results show that the hail weather occurred under the weather background of 200 hPa westerly jet and 850 hPa southwest airflow， the sounding of 0 ℃ layer height and -20 ℃ layer height were very conducive to the maintenance and growth of hail in thunderstorm monomers; the echo reflectance factor of conventional Doppler radar products exhibited very typical characteristics of supercell thunderstorm echoes， and three-body scattering echoes appeared; the parameters such as ZDR and KDP of dual polarization radar could effectively improve the ability to recognize hail， HCL products could intuitively recognize the particle shape and judge the type of precipitation particles.

Keywords： 200 hPa jet;dual polarization radar;three-body scattering echo;HCL

冰雹是浙江省常見气象灾害之一，常常来势迅猛、强度大、发生时间短、危害局地性强，出现时多伴随大风和短时强降雨，给人民群众生产生活造成重大损失，是气象部门预报难度较大的灾害性天气。2019年4月23—24日，平阳连续发生强冰雹天气，对平阳造成了一定损失，多个乡镇出现了直径10～30 mm的冰雹，4月24日平阳本站观测到直径15 mm冰雹。前人对冰雹天气的发生机制做了大量研究。金米娜等[1]认为，有利的环境是江西冰雹天气发生发展的条件，适宜的0 ℃层高度和-20 ℃层高度促使冰雹粒子增长;鲁德金等[2]分析了安徽省春夏季出现的冰雹云雷达回波特征，指出冰雹云回波强度至少达到55 dBz，单体最大垂直累积液态水含量（VIL）应不小于30 kg/m2，一般为40～80 kg/m2。气象部门通常借助天气雷达资料来开展冰雹等强对流天气的临近预报，大量学者和气象研究人员对超级单体风暴个例中多普勒天气雷达回波的特征做了很多分析，得出的研究成果作为可靠的参考依据应用于强对流天气预报预警业务上[3-8]。有研究指出，获取的双偏振天气雷达产品资料可以作为冰雹探测的重要识别依据，这些产品的应用增强了雷达估测降水和降水粒子的相态识别能力[9-11]。本文试通过温州一体化平台数据、温州C波段双偏振多普勒雷达产品资料和浙江省中尺度气象自动站资料等，对本次较为罕见的本站冰雹现象进行分析，着重研究双偏振多普勒天气雷达产品的应用，以期提高冰雹天气的监测和预警能力。

1 天气形势简析

2019年4月24日08：00—20：00，200 hPa急流位于浙江省上空，08：00—14：00的急流位置靠南，急流区强风有利于上升运动维持;850 hPa在黄淮一带出现了低空切变线，浙江省有明显的西南气流且有加强的趋势，高低空急流配合有利于形成垂直上升运动。以K指数>30 ℃来表示大气不稳定区域，可以发现，08：00和20：00两个时次平阳均位于不稳定区域内，平阳地区K指数均大于35 ℃，说明整个平阳县不稳定能量充足，受系统影响，容易发生强对流天气。

2 探空分析

从24日14：00和17：00平阳模拟探空T-Lnp图（见图1）可以看出，高层大气处于高湿状态，低层存在逆温。逆温存在有利于不稳定能量累积，14：00对流有效位能（CAPE）高达1 892.9 J/kg，相对于08：00明显增大，对流抑制能量（CIN）达421.5 J/kg，相对于08：00有所减小，说明实际大气中具有很大的不稳定能量，有利于对流发展。

据温州气象业务人员介绍，适宜的0 ℃层（4 km左右）和-20 ℃层高度（400 hPa左右）有利于冰雹增长。24日14：00，平阳模拟探空0 ℃层高度处于4 km左右，-20 ℃层高度在400 hPa附近，这些情况促使冰雹在雷暴单体中得以维持和增长。

3 雷达回波特征

3.1 常规多普勒天气雷达产品分析

该次冰雹具有明显的超级单体雷暴特征。从雷达组合反射率图（图略）可以看出，对流单体快速发展并不断东移南下，最大反射率强度维持在70 dBz左右，在15：45左右到达文成、瑞安、平阳交界区域。从雷达2.4°仰角的基本反射率图（见图2（a））可以看到，在15：56出现了三体散射回波，说明此时对流单体已显示出冰雹的回波特征，且持续到16：19。而抬高仰角为6.0°（见图2（b）），在16：02基本反射率图中，最大反射率为72.5 dBz，在对流单体前方存在强上升运动造成的入流缺口，出现钩状回波特征。对应15：56的雷达VIL图（见图2（a）），单体最大垂直累积液态水含量为 60kg/m2，说明有可能存在冰雹粒子。

3.2 双偏振多普勒天气雷达产品分析

双偏振多普勒天气雷达能够发射和接收水平及垂直方向的偏振波，可以获得常规多普勒天气雷达反射率强度、径向速度、速度谱宽，同时得到差分反射率因子（ZDR）、自相关系数（[ρhv]）、差分传播相移率（KDP）等参量，进一步提升了天气雷达探测冰雹等强对流天气的能力。ZDR参量通过分析不同尺寸上的粒子总数的特征来反映出粒子尺寸和横纵轴之间的比。从图3（a）可以看出，在降雹时，对应强回波处的重点关注区（图3（a）中黑色椭圆框）内ZDR出现小值，dBz大而ZDR小是冰雹存在的一个显著特征。KDP能反映前后2个降水样本相位的变化，与降雨率成正比，计算降水不受冰雹影响，能更好估算降水。在图3（b）中，显著回波区域对应的KDP大于3 °/km，说明KDP对大粒子降水有很好的区分。另外，双偏振天气雷达运用模糊逻辑识别法，提供出水凝物分类产品（HCL），并将水凝物分为9类，用于直观地判断降水粒子种类。由图3（c）看出，1.5°及以上的仰角上出现了大范围的大雨和小雨，看到重点关注区内有冰雹出现。

4 结论

该次冰雹天气发生在200 hPa西风急流、850 hPa西南气流的天气背景下，大气层结具有强不稳定度，有利于对流运动的发展。模拟探空站存在高层高湿、低层逆温的现象，具有不稳定能量先累积后释放的特征。适宜的0 ℃层高度和-20 ℃层高度促使冰雹在雷暴单体中得以维持并增长。

常规多普勒雷达产品回波反射率因子表现出十分典型的超级单体雷暴回波特征，有与强入流和强上升运动正对应的弱回波区和悬垂结构，出现了明显的回波墙，也出现了用来确定冰雹的三体散射回波。同时，VIL图中也出现了单体最大垂直累积液态水含量为60 kg/m2的点。

双偏振雷达的ZDR、KDP等参量能有效提高对冰雹的识别能力，HCL产品能直观地识别出粒子形态，对降水粒子的种类进行判断。冰雹回波ZDR、KDP参量的取值范围与强降水回波存在明显的差异，因此可以有效区别开冰雹回波和强降水回波。

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