李木杉 張靖

摘要：對(duì)2017年5月11日傍晚發(fā)生在沈陽(yáng)的一次冰雹天氣的環(huán)境場(chǎng)條件進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)：（1）高空冷渦底部偏西北氣流攜小股冷空氣向東擴(kuò)散進(jìn)入遼寧省是此次過(guò)程的環(huán)流背景；底層西南氣流和中高層的偏西氣流提供了對(duì)流發(fā)展的垂直風(fēng)切變條件；底層輻合高層輻散為對(duì)流提供了必要的動(dòng)力條件。（2）底層狹長(zhǎng)溫度脊上空有弱的冷槽，形成上冷下暖結(jié)構(gòu)；底層淺薄濕層上空為深厚干層，是典型的雷暴大風(fēng)和冰雹天氣濕度層結(jié)特征；濕區(qū)后部干線是此次強(qiáng)對(duì)流天氣的觸發(fā)條件之一。（3）不穩(wěn)定能量較強(qiáng)且集中在-10℃層以上非常有利于冰雹的產(chǎn)生。

關(guān)鍵詞：沈陽(yáng)桃仙國(guó)際機(jī)場(chǎng)；冰雹；環(huán)流背景；層結(jié)條件；不穩(wěn)定能量

冰雹是從強(qiáng)烈發(fā)展的積雨云中降落到地面的固體降水物，直徑一般5-50mm，大的可達(dá)300mm以上。此外，冰雹作為對(duì)流強(qiáng)烈發(fā)展的產(chǎn)物，經(jīng)常與雷電、大風(fēng)等其他類(lèi)型強(qiáng)對(duì)流天氣相伴。在航空運(yùn)輸方面，冰雹等強(qiáng)對(duì)流天氣對(duì)民航客機(jī)的飛行安全構(gòu)成巨大威脅，因此加強(qiáng)對(duì)機(jī)場(chǎng)冰雹天氣的預(yù)報(bào)能力是必要的。一般來(lái)說(shuō)，產(chǎn)生強(qiáng)對(duì)流天氣需具備基本的不穩(wěn)定能量、水汽條件、觸發(fā)機(jī)制。此外冰雹天氣還有其形成所需的獨(dú)特環(huán)境條件，一般可歸納為三個(gè)預(yù)報(bào)指標(biāo)：1）-10°C到-20°C之間的CAPE值；2）0-6公里垂直風(fēng)切變；3）0°C層的高度。本文從沈陽(yáng)桃仙國(guó)際機(jī)場(chǎng)發(fā)生的一次冰雹天氣個(gè)例分析入手，淺析此次冰雹天氣的環(huán)流背景，為今后的冰雹天氣的潛勢(shì)預(yù)報(bào)提供參考。

1.冰雹實(shí)況概述

2017年5月11日沈陽(yáng)桃仙國(guó)際機(jī)場(chǎng)出現(xiàn)了一場(chǎng)冰雹天氣，同時(shí)伴隨著雷電、大風(fēng)、較強(qiáng)陣雨等多種強(qiáng)對(duì)流天氣，對(duì)桃仙機(jī)場(chǎng)的正常運(yùn)行造成了一定影響。根據(jù)機(jī)場(chǎng)觀測(cè)記錄，雷暴時(shí)段為16：51至19：49；陣雨時(shí)段為16：57至19：38以及21：10-22：15（陣雨時(shí)段中18：15-18：26為中陣雨，其余時(shí)段為小陣雨）；小冰雹時(shí)段為18：15-18：24；大風(fēng)時(shí)段為18：17-18：26，最大風(fēng)速在18：17出現(xiàn)，為西北風(fēng)17m/s（接近8級(jí)）。

2.環(huán)流背景場(chǎng)分析

此次冰雹天氣發(fā)生在沈陽(yáng)的傍晚前后，因此著重分析強(qiáng)對(duì)流發(fā)生之前（11日08時(shí)）的環(huán)流配置對(duì)強(qiáng)對(duì)流天氣產(chǎn)生的作用。

2.1動(dòng)力環(huán)境場(chǎng)

2017年5月11日08時(shí)在貝加爾湖東側(cè)有高空冷渦存在，且呈穩(wěn)定少動(dòng)態(tài)勢(shì)，遼寧省位于冷渦的東南象限。冷渦發(fā)展過(guò)程中不斷有小股冷空氣隨底部偏西北氣流向東擴(kuò)散，因此在冷渦前部遼寧東部有淺槽，且存在一定的前傾結(jié)構(gòu)，有利于遼寧省中部地區(qū)熱力不穩(wěn)定條件發(fā)展。風(fēng)場(chǎng)上，在遼寧省中部底層為西南氣流，而對(duì)流層中層和高層都為偏西氣流，垂直風(fēng)切變較大；同時(shí)底層925hPa在沈陽(yáng)北部存在較強(qiáng)西南風(fēng)速的輻合；對(duì)應(yīng)的高層則位于200hPa高空急流出口區(qū)左側(cè)，高空地轉(zhuǎn)偏差造成高空輻散；底層輻合高層輻散的動(dòng)力結(jié)構(gòu)配置有利于垂直速度的發(fā)展加強(qiáng)，也預(yù)示著對(duì)流活動(dòng)可以得到充分的發(fā)展加強(qiáng)。

2.2溫度層結(jié)條件

在上述動(dòng)力環(huán)境場(chǎng)背景下，在溫度層結(jié)上表現(xiàn)為與冷渦對(duì)應(yīng)的冷空氣主體位于蒙古東部至河套一線，遼寧省底層700hPa和850hPa有東北西南向溫度脊，特別是850hPa溫度脊東西向尺度很小，呈狹長(zhǎng)狀，而中層500hPa為弱的冷槽，上冷下暖結(jié)構(gòu)明顯。而且底層正變溫對(duì)應(yīng)高層負(fù)變溫預(yù)示著不穩(wěn)定熱力層結(jié)條件仍在發(fā)展。

2.3濕度層結(jié)條件

濕度場(chǎng)上，11日08時(shí)沈陽(yáng)上空925hPa有明顯濕層，但濕層較淺薄，700hPa以上即為干層，是較為典型的雷暴大風(fēng)和冰雹的濕度層結(jié)條件。同時(shí)底層濕區(qū)后部對(duì)應(yīng)明顯干區(qū)，形成東北西南向干線，干線是此次強(qiáng)對(duì)流天氣的觸發(fā)條件之一。

2.4關(guān)鍵環(huán)境條件和不穩(wěn)定能量條件

首先在探空?qǐng)D上發(fā)現(xiàn)，零度層高度約為3km，-20度層高度5.6km這兩個(gè)條件也可以判斷午后對(duì)流的發(fā)展的條件亦符合冰雹發(fā)生的關(guān)鍵環(huán)境條件。利用沈陽(yáng)站11日14時(shí)溫度和露點(diǎn)對(duì)08時(shí)的探空曲線進(jìn)行訂正，發(fā)現(xiàn)08時(shí)到14時(shí)不穩(wěn)定能量明顯增加，CAPE午后增加到780焦耳/kg；且不穩(wěn)定能量集中在0℃層以上，-10℃到-30℃層CAPE值在500焦耳/kg左右，說(shuō)明對(duì)流條件在-10℃以上仍有較強(qiáng)發(fā)展的潛力，有利于冰雹的發(fā)生。沈陽(yáng)925hPa-700hPa假相當(dāng)位溫隨高度降低，也是存在對(duì)流不穩(wěn)定條件判據(jù)，午后受熱力動(dòng)力的共同作用容易觸發(fā)較強(qiáng)對(duì)流。

3.小結(jié)

對(duì)2017年5月11日傍晚發(fā)生在沈陽(yáng)的一次冰雹天氣的環(huán)境場(chǎng)條件進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)：

（1）貝加爾湖東部高空冷渦底部偏西北氣流攜帶小股冷空氣向東擴(kuò)散，在遼寧東部形成具有前傾結(jié)構(gòu)的淺槽是此次過(guò)程的環(huán)流背景。風(fēng)場(chǎng)上，底層西南氣流和中高層的偏西氣流提供了對(duì)流發(fā)展的垂直風(fēng)切變條件；底層風(fēng)速輻合高層地轉(zhuǎn)偏差輻散利于垂直運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)烈發(fā)展，為對(duì)流提供了必要的動(dòng)力條件。

（2）底層狹長(zhǎng)溫度脊上空有弱的冷槽，形成上冷下暖結(jié)構(gòu)；底層較淺薄，700hPa以上為干層，是較為典型的雷暴大風(fēng)和冰雹的濕度層結(jié)條件。底層濕區(qū)后部干線是此次強(qiáng)對(duì)流天氣的觸發(fā)條件之一。

（3）零度層高度位于3km左右，不穩(wěn)定能量在-10℃到-30℃層CAPE值達(dá)到500焦耳/kg左右，說(shuō)明對(duì)流條件在-10℃層以上仍有較強(qiáng)發(fā)展的潛力，有利于冰雹的發(fā)生。

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