益西卓瑪 央金卓瑪 周洪莉 廖曉坤 劉俊卿

（西藏自治區(qū)人工影響天氣中心 西藏拉薩850000）

西藏拉薩市一次冰雹天氣過(guò)程診斷分析

益西卓瑪 央金卓瑪 周洪莉 廖曉坤 劉俊卿

（西藏自治區(qū)人工影響天氣中心 西藏拉薩850000）

文章利用MICAPS系統(tǒng)所提供的（每隔6小時(shí)）衛(wèi)星云圖資料、實(shí)況降水資料、大尺度環(huán)流背景、氣象要素響應(yīng)變化以及物理量場(chǎng)分析了2014年7月16日發(fā)生在西藏拉薩市區(qū)的短時(shí)冰雹天氣過(guò)程。結(jié)果顯示，本次局地性冰雹天氣主要受巴爾喀什湖一帶低壓深槽、切變線以及印度低壓系統(tǒng)不斷北上等因素的共同影響，為強(qiáng)對(duì)流天氣區(qū)域帶來(lái)充足水汽，且強(qiáng)對(duì)流區(qū)域具有厚的不穩(wěn)定層特征；低層輻合、高層輻散為冰雹的形成提供了有利條件。

西藏拉薩市；冰雹；印度低壓；不穩(wěn)定層

引言

冰雹是一種直徑大于5mm的固體降水物，由發(fā)展特別旺盛的積雨云形成冰雹云而產(chǎn)生。冰雹出現(xiàn)的范圍較小，時(shí)間較短，但來(lái)勢(shì)兇猛、強(qiáng)度很大，并常常伴有狂風(fēng)、強(qiáng)降水、急劇降溫等災(zāi)害性天氣過(guò)程[1]。從天氣學(xué)上講冰雹的形成需要滿足以下幾個(gè)條件[2]：①大氣中必須有相當(dāng)厚的不穩(wěn)定層存在；②一般認(rèn)為溫度在-12℃～-16℃之間且積云必須發(fā)展到能使個(gè)別大水滴凍結(jié)的高度；③要有強(qiáng)的風(fēng)切變；④云層垂直厚度介于6～8km；⑤積雨云內(nèi)含水量豐富；⑥云內(nèi)應(yīng)有傾斜的、強(qiáng)烈而不均勻的上升氣流，一般在10～20m/s以上。

2014年7月16日19～20時(shí)西藏拉薩市出現(xiàn)了區(qū)域性強(qiáng)冰雹天氣過(guò)程，期望在總結(jié)分析這次強(qiáng)冰雹天氣過(guò)程時(shí)，通過(guò)重點(diǎn)分析當(dāng)天強(qiáng)對(duì)流天氣過(guò)程的成因及特點(diǎn)，以及對(duì)大尺度環(huán)流背景、物理量特征、局地對(duì)流指數(shù)、流云團(tuán)等的逐一分析，為日后冰雹天氣的臨近預(yù)報(bào)預(yù)警提供預(yù)報(bào)思路，并為人工防雹作業(yè)提供技術(shù)支撐。

圖1 2014年7月16日08時(shí)500hPa位勢(shì)高度場(chǎng)

1 冰雹的環(huán)流特征分析

1.1 天氣實(shí)況分析

2014年7月16日19～20時(shí)拉薩市區(qū)出現(xiàn)了雷雨冰雹強(qiáng)對(duì)流天氣且冰雹最大直徑達(dá)到8mm，16～17日24小時(shí)內(nèi)的降水量為36mm，而僅16日19～20時(shí)1小時(shí)內(nèi)降水量就達(dá)到15.6mm。根據(jù)降水量級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)，12小時(shí)之內(nèi)的降水量在10.0～22.9mm之間，定義為中到大雨[3]。由于此次強(qiáng)對(duì)流區(qū)在拉薩市區(qū)，并未出現(xiàn)較明顯的災(zāi)情，但過(guò)程結(jié)束后市區(qū)各街道路面嚴(yán)重積水，給城市排水系統(tǒng)和道路交通安全造成了不同程度的影響。

1.2 環(huán)流特征分析

圖2 2014年7月16日08時(shí)200hPa位勢(shì)高度場(chǎng)

從2014年7月16日08時(shí)500hPa環(huán)流形勢(shì)圖可以看出（見(jiàn)圖1），中高緯整體環(huán)流形勢(shì)呈兩槽一脊型，

青藏高原北部地區(qū)受巴爾喀什湖一帶低壓深槽的影響，期間巴爾喀什湖低槽加深，冷空氣南下，印度低壓活躍且攜帶暖濕氣流逐漸向北移動(dòng)至高原，擴(kuò)散的冷空氣與暖濕氣流在降雹區(qū)域交匯，且拉薩市當(dāng)雄縣到尼木縣一線存在一個(gè)橫向的切變，共同造成了拉薩此次降雹過(guò)程。

將2014年7月16日08時(shí)的500hPa（見(jiàn)圖1）與200hPa(見(jiàn)圖2)比較可以看出，200hPa環(huán)流形勢(shì)顯示伊朗高壓東進(jìn)北上，與500hPa的低值系統(tǒng)對(duì)應(yīng)結(jié)果說(shuō)明對(duì)流云很活躍、旺盛。

2 云圖演變特征

衛(wèi)星云圖具有極好的時(shí)空連續(xù)性和資料實(shí)時(shí)性，可以觀測(cè)到天氣系統(tǒng)的時(shí)空變化。圖3為2014年7月16日幾個(gè)時(shí)段的星云圖演變特征，從圖中可以看出16日15時(shí)（見(jiàn)圖3a）拉薩上空形成了明顯的對(duì)流云系，范圍較大，呈西北至東南方向分布，云形為明顯的塊狀，之后的16時(shí)、17時(shí)（圖略）云系進(jìn)一步發(fā)展，覆蓋面積逐漸擴(kuò)大，18時(shí)、19時(shí)、20時(shí)（見(jiàn)圖3b、3c、3d）云系進(jìn)一步擴(kuò)展，對(duì)流云團(tuán)完全覆蓋了拉薩上空，區(qū)域水汽充沛，說(shuō)明對(duì)流活動(dòng)較為旺盛。之后，云系向東移動(dòng)，預(yù)示了此次過(guò)程的結(jié)束。

3 不穩(wěn)定條件分析

圖3 云圖演變特征

從拉薩站2014年7月16日20時(shí)的TlogP圖可以看出（見(jiàn)圖4），不穩(wěn)定層出現(xiàn)在400hPa～680hPa之

間，表明大氣對(duì)流有效位能值（CAPE）在增大，抬升凝結(jié)高度值達(dá)到（LCL）623.1，平衡高度（ELC）值為291.1，自由對(duì)流高度值（LFC）為413.1。自由對(duì)流高度（LFC）低于500hPa，LFC的降低，使云底高度下降、LFC至自由對(duì)流上限距離增大，對(duì)流云團(tuán)的發(fā)展空間擴(kuò)大，利于深厚對(duì)流云團(tuán)的發(fā)展和形成。加之拉薩上空云層整層濕度較大，濕度層介于660 hPa～290hPa之間，且對(duì)流層中層和低層風(fēng)向有明顯的轉(zhuǎn)換，高低空風(fēng)向切變較強(qiáng)。具有明顯的上干下濕特征，有利于形成強(qiáng)對(duì)流天氣。

從拉薩站2014年7月16日20時(shí)的TlogP如還可以看出（見(jiàn)圖4），低層云團(tuán)隨高度逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)到400hPa后又隨高度順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。在低層暖平流和高層冷平流的配置情況下，使不穩(wěn)定能量得以聚集，為對(duì)流的發(fā)展和形成冰雹天氣提供了相當(dāng)有利的條件。

圖4 2014年7月16日20時(shí)拉薩探空TlogP圖

4 物理量場(chǎng)的分析

物理量因子是形成降水和冰雹的重要因子,其中動(dòng)力條件能夠直接反映垂直大氣的對(duì)流強(qiáng)弱程度，又能反映不同地區(qū)對(duì)流強(qiáng)弱程度[4]，而強(qiáng)降水的產(chǎn)生又需要本地上空有充足的水汽和源源不斷的水汽輸送[5]。

4.1 動(dòng)力條件

散度場(chǎng)：2014年7月16日08時(shí)的500hpa散度場(chǎng)上拉薩處于弱的正散度區(qū)域（見(jiàn)圖5a），而高層200hpa上拉薩則處于負(fù)散度區(qū)，對(duì)降雹沒(méi)有指示意義（見(jiàn)圖5b）。

渦度場(chǎng)：2014年7月16日08時(shí)的400hpa的渦度場(chǎng)上拉薩的渦度值為零（見(jiàn)圖5c），說(shuō)明此處氣旋正在發(fā)展，而在300hPa渦度場(chǎng)上拉薩為負(fù)渦度區(qū)，且中心值在拉薩東北部為-40（見(jiàn)圖5d），說(shuō)明拉薩上空反氣旋強(qiáng)盛，使高空輻散增強(qiáng)，有利于低空氣旋加強(qiáng)，為降雹提供了動(dòng)力條件。

4.2 水汽條件

4.2.1 相對(duì)濕度分析

從2014年7月16日08時(shí)500hPa（見(jiàn)圖6a）和20時(shí)500hPa（見(jiàn)圖6b）相對(duì)濕度場(chǎng)來(lái)看，整個(gè)青藏高原中

部地區(qū)相對(duì)濕度在80%～90%之間，其中降雹區(qū)域相對(duì)濕度達(dá)到了90%，水汽十分充足，為冰雹的形成提供了有利的條件。

圖5 (a)2014年7月16日08時(shí)500hPa散度場(chǎng)(b)2014年7月16日08時(shí)200hPa散度場(chǎng)(c)2014年7月16日08時(shí)400hPa渦度場(chǎng)(d)2014年7月16日08時(shí)300hPa渦度場(chǎng)

圖6 (a)2014年7月16日08時(shí)相對(duì)溫度場(chǎng)(b)2014年7月16日20時(shí)相對(duì)濕度場(chǎng)

4.2.2 水汽通量散度

2014年16日08時(shí)～17日08時(shí)的拉薩單站水汽通量散度場(chǎng)時(shí)間剖面圖顯示（見(jiàn)圖7），低層有水汽通量散度場(chǎng)，說(shuō)明拉薩對(duì)流層低層有較強(qiáng)的水汽輻合帶，為這次降雹天氣提供了較好的水汽輻合上升條件。

5 地面要素分析

從地面區(qū)域圖要素看（見(jiàn)圖8），24小時(shí)月變壓（△P24）的0線位于降雹區(qū)域附近，拉薩為+1的變壓。+1的變溫分析地面三線圖顯示（見(jiàn)圖9），2014年16日08時(shí)的溫度逐漸上升而到16日14時(shí)露點(diǎn)溫度也

在上升，此時(shí)溫度略有下降，但沒(méi)有降到最低點(diǎn)，風(fēng)向從西北風(fēng)轉(zhuǎn)向了西南風(fēng)，天氣轉(zhuǎn)陰。說(shuō)明了降雹前，拉薩市區(qū)附近的地面增溫、增濕明顯，達(dá)到相對(duì)飽和狀態(tài)，為降雹提供了有利的熱力條件和水汽條件。

圖7 2014年7月16日08時(shí)至7月17日08時(shí) 水汽通量散度場(chǎng)

6 小結(jié)

6.1 本次降雹主要受巴爾喀什湖一帶低壓深槽分裂下來(lái)的北部冷空氣和印度低壓攜帶的南部暖濕氣流交匯的影響。

6.2 青藏高原中部地區(qū)中尺度對(duì)流云團(tuán)擴(kuò)展，并伴有引導(dǎo)氣流不斷加強(qiáng)，到2014年16日18時(shí)拉薩市區(qū)上空累積了深厚的云層，為強(qiáng)降水形成了相當(dāng)有利的條件，直到17日02時(shí)對(duì)流云團(tuán)逐漸減弱消失，預(yù)示了這一次過(guò)程的結(jié)束。

圖8 2014年7月16日08時(shí)拉薩站地面圖

6.3 物理量場(chǎng)、不穩(wěn)定條件分析情況表明，本次降雹天氣的水汽相當(dāng)?shù)某渥?、有?qiáng)烈的上升運(yùn)動(dòng)，有利于冰雹的形成。而且降雹區(qū)域?qū)α鞑环€(wěn)定特征很明顯，青藏高原中部相地區(qū)對(duì)濕度在80%～90%之間，其中

降雹區(qū)域相對(duì)濕度達(dá)到了90%，水汽十分充足。

圖9 2014年7月15日08時(shí)至17日20時(shí)拉薩站地面三線圖

6.4 冰雹預(yù)報(bào)的著眼點(diǎn)之一是地面要素的變化情況，地面24小時(shí)0變壓線及溫度、濕度突變對(duì)單站冰雹預(yù)報(bào)對(duì)流天氣具有比較好的指示意義。

6.5 對(duì)流層低層有濕層出現(xiàn)；自由對(duì)流高度（LFC）下降至抬升凝結(jié)高度（LCL）或500hpa以下；對(duì)流層中低層風(fēng)向隨高度出現(xiàn)順轉(zhuǎn)和中高層風(fēng)向隨高度逆轉(zhuǎn)的劇烈風(fēng)向變化；垂直方向有風(fēng)切變；500～200hpa干冷空氣侵入或之前有逆溫層出現(xiàn)。

[1]金曉中,貢覺(jué)頓珠,那曲冰雹天氣的氣候特征分析[J].西藏科技,2007(3):468-469.

[2]康鳳琴,張強(qiáng),馬勝萍,喬艷君,郭學(xué)良.青藏高原東北邊緣冰雹形成機(jī)遇[J].高原氣象,2004(6):750-757.

[3]肖升提·多萊特.新疆降水量級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的劃分[J].新疆氣象,2005(3):7-8.

[4]劉勇,張科翔.2002年6月8日佛坪突發(fā)性特大暴雨天氣過(guò)程分析[J].應(yīng)用氣象學(xué)報(bào),2005,16(1):60-68.

[5]曹曉崗,王慧,鄒蘭君,陳永林,張吉.上?！?10805”特大暴雨與“080825”大暴雨對(duì)不分析[J].高原氣象,2011,30(3):739-748.

Analysison Diagnosisof a HailW eather Process in Lhasa,Tibetan Plateau

Yixi-Zhuoma Yangjin-Zhuoma Zhou Hong-li Liao Xiao-kun Liu Jun-qing
（TibetWeatherModification Center,Lhasa 850000,China）

The processof shorthailweatheroccurred in July 16,2014 in Lhasawasanalyzed based on the satel?lite cloud image data,precipitation data,large scale circulation,changes inmeteorological factors and physical field.The results showed that the local hailweather processwas affected by the deep depression trough around Balkhash Lake area,plateau shear line and the Indian-pressure low system in common.The Indian-pressure low system brought plenty ofwater vapor to the strong convectiveweather region with characteristics of thick unsta?ble layer.The thick unstable layer,convergence at lower level and divergence at upper level,provides favorable conditions for the formation of the hailprocess.

Lhasa;hailweatherprocess;Indian low-pressure system;unstable layer

10.16249/j.cnki.54-1034/c.2015.02.007

P458.121.2

A

1005-5738(2015)02-040-07

[責(zé)任編輯：索郎桑姆]

2015-09-20

益西卓瑪，女，藏族，西藏昌都人，西藏自治區(qū)人工影響天氣中心助理工程師，主要研究方向?yàn)榇髿馕锢怼?/p>

簡(jiǎn)介：周洪莉，女，藏族，西藏拉薩人，西藏自治區(qū)人工影響天氣中心高級(jí)工程師，主要研究方向?yàn)榇髿馕锢怼?/p>