李蘋林

(四川省攀枝花市人工影響天氣辦公室，四川攀枝花 617000)

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攀枝花市2015年8月1日冰雹天氣過程綜合分析

李蘋林

(四川省攀枝花市人工影響天氣辦公室，四川攀枝花 617000)

運(yùn)用常規(guī)天氣資料、攀枝花714s氣象雷達(dá)觀測資料對2015年8月1日發(fā)生在當(dāng)?shù)氐囊淮伪⑻鞖膺^程進(jìn)行分析，對當(dāng)?shù)亻_展人工防雹作業(yè)的情況以及取得的經(jīng)濟(jì)社會效益進(jìn)行介紹。結(jié)果表明，此次過程主要影響系統(tǒng)是500 hPa倒槽和700 hPa切變，中低層的不穩(wěn)定性、大的不穩(wěn)定能量以及垂直風(fēng)切變提供了有利條件；雷達(dá)回波的強(qiáng)反射率因子、旁瓣回波和三體散射等特征對冰雹天氣的出現(xiàn)具有很好的預(yù)警意義。

冰雹；天氣形勢；環(huán)境條件；雷達(dá)回波；人工防雹

2015年8月1日晚上，攀枝花市境內(nèi)出現(xiàn)了一次大風(fēng)冰雹天氣過程，鹽邊縣、米易縣部分地區(qū)遭受了風(fēng)雹災(zāi)害，造成當(dāng)?shù)乜緹?、玉米、中藥材等農(nóng)作物受災(zāi)嚴(yán)重。此次強(qiáng)對流天氣過程從涼山州會理縣境內(nèi)開始自東向西移入攀枝花市境內(nèi)，并不斷伴隨有新的對流單體生成。根據(jù)市應(yīng)急辦統(tǒng)計(jì)顯示，鹽邊縣溫泉、紅果、格薩拉、漁門、惠民等5個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，米易縣德石、丙谷、草場、撒蓮、白坡、麻隴、白馬等7個鄉(xiāng)鎮(zhèn)部分地區(qū)遭受了風(fēng)雹災(zāi)害，全市共1 060戶3 117人受災(zāi)，無人員傷亡及房屋倒塌情況，農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)損失1 670.6萬元。此次局地性強(qiáng)對流天氣過程發(fā)展迅速且來勢兇猛，風(fēng)雹影響面積大、破壞性強(qiáng)，災(zāi)害損失較為嚴(yán)重。筆者運(yùn)用常規(guī)天氣資料、714s氣象雷達(dá)資料從大氣環(huán)流形勢、環(huán)境條件、雷達(dá)回波演變特征等方面進(jìn)行綜合分析，并對當(dāng)?shù)亻_展人工防雹作業(yè)情況進(jìn)行介紹，以提高對強(qiáng)對流天氣的預(yù)報(bào)、監(jiān)測和預(yù)警能力。

1 天氣形勢

8月1日08：00 500 hPa高空圖上(圖1a1),云南東南部富寧有一低值中心，從湖北西南部、重慶東南部、貴州西部一直到云南廣南有一個倒槽，攀枝花市(圖1紅色地圖邊界)受倒槽前、副熱帶高壓南側(cè)的偏東氣流控制；到20：00(圖1a2)，倒槽維持，攀枝花市受倒槽前、副熱帶高壓南側(cè)的東偏北氣流控制，588 dagpm線位于攀枝花市北面，呈東北—西南走向。對應(yīng)的700 hPa高空圖上(圖1b)，1日08:00云南東南部富寧有一低值中心，從涼山州馬邊縣到云南丘北有一個倒槽，攀枝花市受倒槽前的偏北氣流影響；到20：00，該市受兩高之間的切變影響，受偏南氣流控制。

從天氣形勢可以看出，1日08：00位于云南東南部的低壓中心較深厚，低壓中心的輻合上升氣流促進(jìn)對流的發(fā)展；20：00，700 hPa系統(tǒng)自東向西從攀枝花市移過，影響該市，切變的輻合抬升作用為不穩(wěn)定能量的釋放提供了觸發(fā)條件。

2 環(huán)境條件分析

2.1 沙氏指數(shù)SI

8月1日20：00沙氏指數(shù)分布圖上，云南西部有范圍比較大的-4 ℃低值中心，攀枝花市處于-2和-4 ℃等值線之間。探空資料顯示，8月1日20：00，攀枝花市周圍的4個探空站中有3個站沙氏指數(shù)均為負(fù)，表示中低層存在不穩(wěn)定[1]。

2.2 對流有效位能(CAPE)

從8月1日攀枝花市周圍4個參考探空站的對流有效位能(表1)可看出，1日20：00 4個探空站的CAPE值均有顯著上升，增幅為500～1 790 J/kg，說明越臨近冰雹發(fā)生時(shí)，積累的不穩(wěn)定能量越大，越有利于冰雹的發(fā)生[2]。

表1 2015年8月1日攀枝花市周圍4個探空站CAPE值 J/kg

2.3 層結(jié)穩(wěn)定性分析

通過1日20：00攀枝花市周圍4個站探空圖(圖2)的特殊層次分析可以看出，中低層有明顯的不穩(wěn)定層(-?θse/?P<0層)，其中位于攀枝花東部的威寧站和南部的昆明站不穩(wěn)定層相當(dāng)厚，同時(shí)，濕層(相對濕度≥80%層)比較深厚。從高空風(fēng)場分析，威寧、西昌、麗江3站中低空有一定的垂直風(fēng)切變，比較有利于強(qiáng)對流天氣的發(fā)展。

2.4 0 ℃層和-20 ℃層的高度

0 ℃和-20 ℃層分別是冷暖云的分界線和水滴自然冰化區(qū)下界，在該區(qū)域之間主要由過冷水滴、雪花及冰晶組成，這個區(qū)域是冰雹生成的“雹源區(qū)”，因此它對冰雹形成有重要意義。探空資料顯示，8月1日20：00，攀枝花市周圍的4個站0 ℃層高度均在5 km左右，-20 ℃層高度均在8.5 km左右，這樣的高度使得對流云可向更高處發(fā)展，使低層的水汽通過強(qiáng)烈的上升運(yùn)動能夠達(dá)到該高度，為冰雹生長提供豐沛的水汽，有利于降雹[3-4]。

3 雷達(dá)回波演變

8月1日18：00攀枝花市雷達(dá)站通過雷達(dá)觀測發(fā)現(xiàn)涼山會東方向有對流回波向西移動，直至19：53回波西移至?xí)砦鞑?，靠近攀枝花鹽邊、米易南部，回波強(qiáng)度達(dá)最強(qiáng)，最大強(qiáng)度達(dá)62 dBz，回波頂高度達(dá)13 km左右，強(qiáng)回波中心高度達(dá)9 km左右，同時(shí)在PPI和RHI上可觀測到旁瓣回波、回波墻等特征(圖3a)。強(qiáng)對流回波自東向西移動，20:17回波進(jìn)入米易縣、鹽邊縣南部，回波強(qiáng)度略有減弱，強(qiáng)回波高度有所降低。減弱后的回波繼續(xù)西移，并在移動路徑前方不斷有新的對流單體生成，與減弱的回波輻合后重新發(fā)展加強(qiáng)并繼續(xù)向西移動。21:04強(qiáng)回波中心位于米易縣得石鎮(zhèn)附近(圖3b)，回波強(qiáng)度達(dá)65 dBz，回波頂高14 km，強(qiáng)回波中心高度達(dá)9 km左右，PPI上發(fā)現(xiàn)三體散射回波特征，推斷冰雹云已經(jīng)形成[5]；同時(shí)強(qiáng)回波后方有新的對流單體生成并發(fā)展。21:19強(qiáng)回波西移開始進(jìn)入鹽邊縣紅果鄉(xiāng)境內(nèi)，回波強(qiáng)度達(dá)60 dBz，回波頂高和強(qiáng)回波中心高度有所下降。21:35米易縣北部再次生成對流回波，并在21:55發(fā)展到最強(qiáng)并不斷向西移動。根據(jù)PPI和RHI連續(xù)觀測，22:35對流回波發(fā)展為最強(qiáng)，最大強(qiáng)度達(dá)68 dBz，回波頂高達(dá)14 km，強(qiáng)中心高度在8 km左右，并可發(fā)現(xiàn)三體散射回波、旁瓣回波等特征(圖3c)。22:46強(qiáng)回波西移出米易境內(nèi)，隨后回波開始有所減弱，23:05回波進(jìn)入鹽邊縣境內(nèi)，開始影響鹽邊北部部分地區(qū)。直至2日00:01回波西移過程中明顯減弱，00:52回波全部移出境內(nèi)。

4 人工防雹作業(yè)服務(wù)情況

這次強(qiáng)對流天氣過程來勢兇猛、波及范圍較大、過境時(shí)間較長、破壞性強(qiáng)，災(zāi)害損失較為嚴(yán)重。市縣氣象部門密切關(guān)注天氣變化及時(shí)發(fā)布防雹作業(yè)預(yù)警信息，各個作業(yè)點(diǎn)適時(shí)開展人工防雹作業(yè)，盡最大努力減輕或避免雹災(zāi)損失。

4.1 防雹作業(yè)預(yù)警

攀枝花市級指揮員通過當(dāng)?shù)?14s雷達(dá)的連續(xù)跟蹤觀測，及時(shí)發(fā)現(xiàn)了此次強(qiáng)對流天氣過程。根據(jù)對流云系的發(fā)展演變情況，分不同時(shí)段多次發(fā)布防雹作業(yè)預(yù)警信息。從1日19:57對流云系靠近攀枝花東部邊境開始，共計(jì)向米易縣、鹽邊縣發(fā)布防雹作業(yè)預(yù)警信息8次，縣級指揮員也及時(shí)將預(yù)警信息通知各鄉(xiāng)鎮(zhèn)防雹作業(yè)點(diǎn)。

4.2 人工防雹作業(yè)情況

據(jù)統(tǒng)計(jì)，8月1日20:05～23:17，攀枝花市米易縣、鹽邊縣、仁和區(qū)共計(jì)21個高炮作業(yè)點(diǎn)、14個火箭作業(yè)點(diǎn)先后開展人工防雹作業(yè)44次，發(fā)射高炮彈286發(fā)，火箭彈63枚。其中，鹽邊縣12個高炮作業(yè)點(diǎn)、5個火箭作業(yè)點(diǎn)開展作業(yè)22次，發(fā)射高炮彈173發(fā)，火箭彈28枚；米易縣8個高炮作業(yè)點(diǎn)、9個火箭作業(yè)點(diǎn)開展作業(yè)21次，發(fā)射高炮彈93發(fā)，火箭彈35枚；仁和區(qū)1個高炮作業(yè)點(diǎn)開展作業(yè)1次，發(fā)射高炮彈20發(fā)。

5 人工防雹作業(yè)效益

此次強(qiáng)對流天氣過程持續(xù)時(shí)間之長、影響范圍之廣為攀枝花市近年來罕見。從全市開展防雹作業(yè)的情況來看，全面開展了防雹作業(yè)的鹽邊縣共和鄉(xiāng)、和愛鄉(xiāng)、永興鎮(zhèn)、鳡魚鄉(xiāng)，米易縣白坡鄉(xiāng)、白馬鎮(zhèn)、麻隴鄉(xiāng)、普威鄉(xiāng)等烤煙主產(chǎn)區(qū)基本未受冰雹災(zāi)害。而遭受了冰雹災(zāi)害的鹽邊縣格薩拉鄉(xiāng)、紅果鄉(xiāng)、溫泉鄉(xiāng)，米易縣攀蓮鎮(zhèn)、草場鄉(xiāng)、丙谷鎮(zhèn)也因?yàn)殚_展了防雹作業(yè)從而在不同程度上減輕了冰雹災(zāi)情，與攀枝花市周邊的縣域比較，該市的災(zāi)情明顯較輕。此次全市范圍內(nèi)大規(guī)模地開展人工防雹作業(yè)取得了較好的效果，最大限度地降低了冰雹災(zāi)害，經(jīng)估算，減少冰雹災(zāi)害損失在2 000萬元以上。

6 小結(jié)與討論

(1)此次強(qiáng)對流天氣過程主要受500 hPa倒槽、700 hPa切變影響，降雹發(fā)生在SI指數(shù)負(fù)值區(qū)、CAPE值大值區(qū)，相當(dāng)厚的不穩(wěn)定層、一定的垂直風(fēng)切變?yōu)楸⒌男纬商峁┝擞欣麠l件。

(2)適宜的0 ℃層和-20 ℃層高度對冰雹的形成和降落有一定的指示作用。

(3)天氣雷達(dá)的連續(xù)跟蹤監(jiān)測是及時(shí)發(fā)現(xiàn)強(qiáng)對流天氣過程的重要手段。強(qiáng)反射率因子、回波頂高、回波墻、旁瓣回波、三體散射等雷達(dá)回波特征是判定冰雹云的重要依據(jù)。

(4)人工防雹炮點(diǎn)的布局需進(jìn)一步優(yōu)化。由于炮點(diǎn)還不能做到全覆蓋，有的鄉(xiāng)鎮(zhèn)雖然開展了防雹作業(yè)，但周邊地方仍受到了冰雹襲擊。

(5)人工防雹作業(yè)人員的業(yè)務(wù)技能有待進(jìn)一步提高。主要表現(xiàn)在對冰雹云團(tuán)的判別、作業(yè)裝備的操作熟練程度和用彈量的把握等方面。

(6)空域申報(bào)影響人工防雹作業(yè)時(shí)機(jī)。由于開展人工防雹作業(yè)需向民航申請空域，得到批復(fù)后才能開展作業(yè)，所以經(jīng)常因?yàn)榭沼蛏陥?bào)影響最佳的人工防雹作業(yè)時(shí)機(jī)。由于地理位置特殊，攀枝花市北部地區(qū)開展人工防雹作業(yè)要向成都西南空管局申報(bào)，南部地區(qū)更是要向民航云南空管局和云南祥云軍用機(jī)場申報(bào)。這次過程鹽邊縣、米易縣、仁和區(qū)均出現(xiàn)因空域申請不同意或推遲作業(yè)而影響作業(yè)效果的問題。

[1] 章國才，矯海燕，李延香，等.現(xiàn)代天氣預(yù)報(bào)技術(shù)和方法[M].北京：氣象出版社,2007：117.

[2] 張騰飛，尹麗云，張杰，等.云南致災(zāi)雷電過程的大氣物理量結(jié)構(gòu)特征[J].災(zāi)害學(xué)，2010,25(3)：6-11.

[3] 彭安仁.天氣學(xué)：下冊[M].北京：氣象出版社，1981:201.

[4] 宋燕，姚秀萍，熊秋芬.天氣學(xué)原理[M].北京：中國氣象局干部培訓(xùn)學(xué)院，2013：94.

[5] 張晰瑩，那濟(jì)海，張禮寶，等.新一代天氣雷達(dá)在臨近預(yù)報(bào)中的分析與應(yīng)用[M].北京：氣象出版社，2008:41-47.

The Comprehensive Analysis of Hail Weather Appeared in 1/8/2015 in Panzhihua

LI Ping-lin

(Weather Modification Office in Panzhihua of Sichuan Province, Panzhihua, Sichuan 617000)

Using general weather observations and 714s weather radar images at Panzhihua, the paper analyses a hail event occurred in 1/8/2015 in Panzhihua, introduces the situation of artificial hail suppression operations and its economic and social benefit. The results show that: the process was mainly affected by 500 hPa inversion trough and 700 hPa shear line, instability of middle and low layer, large unstable energy, and vertical wind shear provided favorable conditions. The strong reflection gene of radar echo, side echo, three body scatter signature have good warning significance for hail weather.

Hail; Weather situation; Environmental conditions; Radar echo; Hail suppression

李蘋林(1988- )，女，四川鹽邊人，助理工程師，從事人工影響天氣工作。

2015-11-13

S 427

A

0517-6611(2015)35-272-04