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高空冷渦和副高背景下青海冰雹特征對比分析

2018-10-22 08:07:12蘇永玲馬秀梅馬元倉
沙漠與綠洲氣象 2018年4期
關(guān)鍵詞:冷平流冷渦平流

蘇永玲,馬秀梅,馬元倉,徐 亮

(青海省氣象臺,青海 西寧810001)

近幾年來青海冰雹頻發(fā),給預(yù)報服務(wù),防災(zāi)減災(zāi)工作造成了巨大壓力。陳思蓉等[1]指出青藏高原、青海中南部、祁連山地區(qū)是中國冰雹的高發(fā)區(qū)。劉德祥等[2]分析了西北地區(qū)降雹的空間分布和年、日變化及持續(xù)時間,指出西北地區(qū)冰雹與地形、海拔高度有密切關(guān)系,具有明顯的局地性。張國慶[3]、王芝蘭等[4]總結(jié)出青海地區(qū)冰雹的特征:冰雹在高原和高山地區(qū)多,在平川和盆地地區(qū)少,各地冰雹年變化均呈單峰型,峰值在7月。郭三剛等[5]分析了青海東部地區(qū)冰雹天氣的雷電特征,指出青海成片區(qū)域降雹日雷電活動在7月次數(shù)最多,8月次之,9月最少。還有不少作者[6-7]對青海冰雹云的微物理結(jié)構(gòu)做過研究:雹譜呈雙峰型,雹塊呈錐狀,少數(shù)為橢圓體,傾斜上升氣流有利于冰雹循環(huán)增長,雹譜較寬。管琴等[8]利用WRF模式對青海黃南州冰雹進行數(shù)值模擬和診斷分析,得出高層冷平流強迫、低層暖平流強迫、斜壓鋒生三類冰雹分型。

張磊[9]、敖澤建等[10]分析冰雹的多普勒雷達回波特征,雹云內(nèi)存在較強的氣流輻合和垂直風(fēng)切變,徑向速度圖上有逆風(fēng)區(qū)、輻合區(qū)等中尺度強降水特征出現(xiàn),垂直積分液態(tài)含水量(VIL)突變增加時,可以預(yù)示降雹開始,強對流附近出現(xiàn)低空大風(fēng)速可能是對流云的出流,垂直風(fēng)切變可能會突然增大,但對流不一定發(fā)展。李園園等[11]對南疆冰雹成因分析指出冰雹出現(xiàn)前,雹區(qū)附近低層到地面存在中尺度切變線、涌線和地面中低壓等多個中尺度系統(tǒng),找出了11個對南疆冰雹預(yù)警具有較好的指示意義。李浚河等[12]對冰雹天氣大尺度環(huán)流背景、物理量場、S雷達、風(fēng)廓線、加密自動站進行綜合分析。張云惠等[13]對比分析冰雹環(huán)境場,冰雹有冷平流強迫類型,不同冰雹過程中亞低渦位置、強度、物理機制也有所不同。祝青林等[14]分析了地形高度與大連冰雹分布有相關(guān)性,地形抬升下的強對流天氣系統(tǒng)有利于降雹,地形起伏顯著的區(qū)域更有利于冰雹的形成和降落。

預(yù)報員針對青海冰雹天氣做過一些時空分析,但對雷達覆蓋的東部農(nóng)業(yè)區(qū)冰雹環(huán)境場預(yù)報預(yù)警閾值提取以及中尺度分析方面比較欠缺,因此,開展這方面的研究,可以提高局地冰雹監(jiān)測預(yù)報能力,及時發(fā)布災(zāi)害預(yù)警,并為冰雹預(yù)報技術(shù)作一補充。本文分析資料選取時間為冰雹產(chǎn)生前1~12 h的常規(guī)資料、1~6 h的 NCEP1°×1°再分析資料、0~6 h的FY-2G云圖TBB資料和西寧單部CINRAD/CD多普勒雷達資料,診斷分析冷渦背景和副高背景下冰雹個例環(huán)境場、衛(wèi)星、雷達的特征,凝練出預(yù)報預(yù)警指標(biāo)。

1 冰雹天氣概況及災(zāi)情

2015年7月13日門源縣15:28—15:33(簡稱“7·13”)出現(xiàn)冰雹,最大直徑11 mm。2015年7月14日化隆地區(qū)巴燕測站12:10—12:17,15:05—15:13出現(xiàn)冰雹(簡稱“7·14”),最大直徑8 mm,造成農(nóng)業(yè)直接經(jīng)濟損失1 458.91萬元。2015年7月30日大通塔爾23:40—23:55(簡稱“7·30”),出現(xiàn)短時強降水并伴有冰雹,最大直徑20 mm,造成農(nóng)業(yè)直接經(jīng)濟損失249.95萬元。

2 環(huán)流形勢及中尺度環(huán)境對比

從圖1中尺度環(huán)境分析凝練出3個冰雹個例環(huán)流形勢特征(表1):“7·13”(圖1a)和“7·14”(圖1b)過程08:00,高空500 hPa主要影響系統(tǒng)為蒙古冷渦,中心強度均超過568 dagpm,并配合-12℃冷中心,500 hPa冷平流明顯,蒙古冷渦持續(xù)為青海地區(qū)提供冷空氣,產(chǎn)生冰雹,500 hPa高空盛行西風(fēng)氣流,干冷空氣源源不斷流向雹區(qū),地面比較潮濕,T-Td≤2℃,上干下濕形成對流性不穩(wěn)定層結(jié),利于降雹。切變線,地面輻合線和干線是冰雹觸發(fā)機制,強冷平流強迫產(chǎn)生冰雹,冰雹區(qū)位于地面干線和輻合線疊置區(qū)?!?·30”過程(圖1c)環(huán)流形勢與冷渦背景明顯不同,500 hPa青海地區(qū)受副熱帶高壓588 dagpm控制,700 hPa低壓中心強度304 dagpm,配合24℃暖中心,熱力強迫明顯,造成位勢不穩(wěn)定,降雹區(qū)同樣位于T-Td≤5℃高濕區(qū)。地面干線也是此類冰雹觸發(fā)機制,區(qū)別于冷渦背景,副高背景暖平流強迫產(chǎn)生冰雹。總之,蒙古冷渦背景動力強迫為主,副高背景熱力強迫為主,二者區(qū)別明顯,對比分析中尺度環(huán)流背景后,進一步分析環(huán)境場條件。

表1 3個典型冰雹個例環(huán)流對比分析

3 環(huán)境場條件

3.1 θse的垂直分布特征

圖2a是“7·13”過程14:00,θse沿101°E的經(jīng)向剖面圖,青海東北部33°~36°N對流層低層700 hPa以下θse隨高度迅速減小,△θse850-500=12 ℃即?θ/?z<0,特別是850~700 hPa為等θse線的密集區(qū)(鋒區(qū)),該鋒區(qū)隨高度向南傾斜。而在700 hPa以上中層θse變化幅度較小,即?θ/?z≈0,基本為中性的穩(wěn)定層,同時反映出濕層較深厚,維持在700 hPa以下。由于在青海東北部上空的中層大氣形成一個明顯的冷蓋(352 K),低層的暖濕大氣受到抑制,使不穩(wěn)定能量聚集,有利于冰雹天氣發(fā)生。“7·14”過程08:00,在青海東北部27°~30°N,近地面層θse有一400 K的大值區(qū)(圖2b),在700 hPa以下存在著明顯的等θse線密集區(qū)(鋒區(qū)),△θse850-500=28 ℃,為顯著的對流不穩(wěn)定?!?·30”過程20:00,在青海東北部27°~30°N,近地面層θse均有一388 K的大值區(qū)(圖2c),在700 hPa以下存在著明顯的等θse線密集區(qū)(鋒區(qū)),△θse850-500=20℃為顯著對流不穩(wěn)定。3次過程相似之處:3次冰雹發(fā)生前,地面至700 hPa,從四川盆地有高能舌伸向青海,而在中高層(700~300 hPa)從北方下滑的干冷空氣非常強大,在對流層中層均有明顯的冷蓋存在,這種強的高空干冷空氣疊置在低層暖濕空氣上,造成強不穩(wěn)定層結(jié),是產(chǎn)生這3次冰雹天氣的重要原因。不同之處:“7·30”冰雹過程的高空干冷空氣的勢力要強于“7·13”和“7·14”,但從低層前期積累的不穩(wěn)定能量和有利于能量聚積的條件來看,“7·13”和“7·14”的過程又強于“7·30”的。

圖1 中尺度環(huán)境分析

3.2 溫度平流特征

溫度平流不僅可以造成大氣層結(jié)不穩(wěn)定,而且可以產(chǎn)生垂直運動[15-16]?!?·13”冷平流呈南北走向(圖3a),在青海東部(36°~38°N)低層700 hPa以下為冷平流,700~600 hPa對應(yīng)暖平流強中心,中高層550~450 hPa又一冷平流中心,450~300 hPa對應(yīng)又一暖中心,高層300 hPa以上對應(yīng)強冷平流中心。即在36°N附近700、500、250 hPa各有-20×10-5K·m·s-1的冷平流中心,相間出現(xiàn)在其上空的650、400 hPa為同量級的暖平流中心,而降雹區(qū)正處于中高層溫度平流強中心和中層暖平流中心疊置區(qū)域。“7·14”冷平流呈南北走向(圖3b),在青海東北部(34°~36°N)500 hPa以上中高層的溫度平流分布與“7·13”的基本類似,但低層為一致的暖平流,維持高度較高,強度較弱,且高層200 hPa冷平流中心比“7·13”強度要強,中高層450~300 hPa暖平流基本與“7·13”相當(dāng),且中心仍在400 hPa,達25×10-5K·m·s-1。同樣,這次降雹區(qū)也大致處于高、中層溫度平流強中心的疊置區(qū)域?!?·30”冷平流仍呈南北走向(圖3c),在青海東北部(33°~36°N)600 hPa和250 hPa分別有一冷平流中心,冷平流中心相對前兩個例強度較弱,位置相當(dāng),低層600 hPa冷中心強度與位置“7·13”相似,而在中高層500~300 hPa之間為弱暖平流,中高層的溫度平流分布與前兩個例存在明顯差異,這次降雹區(qū)也大致處于高、中層溫度平流強中心的疊置區(qū)域。3個例相似之處:冷平流走向基本都是南北走向。前兩次過程的相似之處:高層300~200 hPa都為顯著的冷平流,中層400 hPa為強的暖平流,這種溫度平流垂直分布為雹暴的發(fā)生、發(fā)展創(chuàng)造了強的層結(jié)不穩(wěn)定條件,同時,高低空溫度平流的配置與冰雹的落區(qū)有很好的對應(yīng)關(guān)系,即降雹區(qū)基本處于高、中層溫度平流強中心的相疊置區(qū)域。不同之處:前兩個例冷暖平流均強于后者。

4 降雹物理條件對比分析

4.1 0℃層和-20℃層高度及最大反射率因子之間關(guān)系

圖2 θse沿101°E的經(jīng)向剖面(單位:K)

圖3 沿101 °E溫度平流經(jīng)向剖面(單位:×10-5K·m·s-1)

冰雹都發(fā)生在0℃層和-20℃層高度適宜的情況下,因為0℃等溫線至-20℃等溫線之間的區(qū)域主要由過冷水滴,雪花及冰晶組成,這個區(qū)域是冰雹生成的雹源區(qū)[17]。

由表2可知,“7·13”和“7·30”0 ℃層高度維持在500 hPa附近,“7·14”維持在600 hPa附近,“7·13”和“7·14”-20 ℃層高度在400 hPa以下,“7·30”在400 hPa以上,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烈的上升運動能夠超過該高度,為冰雹生成提供了豐沛的水汽,且當(dāng)雹粒增長到足夠大而下落時,不至于因暖層過厚而被融化[17]。副高背景下“7·30”0℃層高度,-20℃層高度明顯比“7·13”和“7·14”要高,故“7·30”冰雹直徑20 mm明顯大于“7·13”的11 mm和“7·14”的8 mm?!鱄0~-20℃表示-20℃層與0℃層間的垂直溫度梯度,△H0~-20℃越小,表明垂直溫度梯度越大,大氣層結(jié)越不穩(wěn)定,有利于產(chǎn)生冰雹,并且,雹胚在過冷水含量豐富的環(huán)境中,相互碰撞的機會增大,有利于生成大冰雹[17]。副高背景下“7·30”雹徑明顯大于冷渦背景下“7·13”和“7·14”雹徑的又一原因是△H0~-20℃最小,僅為2555m。

綜上所述,“7·13”和“7·14”的0 ℃層和-20 ℃層高度均較低,強回波達不到-20℃層高度(“7·13”-20 ℃層7.6 km,“7·14”-20 ℃層7.5 km)。“7·30”的-20℃層高度較高(8.5 km),上升氣流很強,最大反射率因子伸展高度5.3 km,雖使強回波發(fā)展不到-20℃層高度,但足夠強的上升通道有利于大冰雹的生成。一般地,風(fēng)暴單體內(nèi)在0℃層高度出現(xiàn)45 dBz以上強回波時,如果單體內(nèi)上升氣流強盛,強回波將進一步向上發(fā)展,超過-20℃層高度,則有利于大冰雹形成[17]。

表2 冰雹0℃層和-20℃層高度和最大反射率因子及其高度、回波頂高、45 dBz對應(yīng)高度、VIL和VIL密度

風(fēng)暴單體強盛時的最大反射率因子及其高度,回波頂高和45 dBz回波高度可以較好地分析風(fēng)暴單體內(nèi)回波強度及其垂直發(fā)展高度,并在一定程度上能反映出風(fēng)暴單體內(nèi)垂直上升氣流的強度:3個雹暴最大反射率因子超過55 dBz,最大64.5 dBz,最小55.5 dBz。最大反射率因子對應(yīng)的高度都超過3 km,最大5.3 km。“7·30”個例45 dBz高度超過10 km,另外兩個個例也有6~8 km?!?·30”過程,最大反射率因子64.5 dBz,對應(yīng)高度5.3 km,回波頂高14.1 km,45 dBz回波高度超過12.2 km,說明該風(fēng)暴單體發(fā)展極為旺盛,強于另外兩個個例。Amburn等[18]定義風(fēng)暴單體垂直積分液態(tài)含水量(VIL)與回波頂高之比為VIL密度,研究表明,如果VIL密度超過4 g·m-3,則風(fēng)暴單體幾乎都會產(chǎn)生大冰雹。表2中3個冰雹風(fēng)暴單體強盛時的VIL及VIL密度。其中,VIL和回波頂高均來自于GR2Analyst雷達軟件產(chǎn)品?!?·14”過程VIL值較小,回波頂高也較低,距離西寧雷達較遠,可能是造成VIL密度偏小的原因,而“7·30”過程VIL密度高達4 g·m-3,產(chǎn)生了20 mm的大冰雹。

3次過程的影響系統(tǒng)均為中尺度對流系統(tǒng),而且都是在較明顯的徑向輻合處發(fā)展起來。“7·30”過程中的對流發(fā)展比較旺盛。不同之處:3次過程的回波強度,回波頂高和垂直積分液態(tài)含水量有較明顯的差異,“7·30”回波強度較大,橫向伸展范圍較寬,回波頂高較高且對流系統(tǒng)入流更強,強回波伸展高度更高,因而更易產(chǎn)生大冰雹。

4.2 穩(wěn)定度指標(biāo)和強對流指數(shù)

利用NCEP1°×1°再分析資料計算“7·13”,“7·14”和“7·30”過程在冰雹發(fā)生時基本量、天氣動力、熱力、水汽等環(huán)境參數(shù)均值(表3)?!?·13”和“7·30”過程比“7·14”過程具有較豐富的水汽供應(yīng)和較強的水汽輻合,兩個過程數(shù)值(露點溫度,比濕,相對濕度)都比“7·14”數(shù)值高,冰雹直徑也都大于“7·14”過程。副高背景下“7·30”冰雹過程假相當(dāng)位溫391 K,850 hPa和500 hPa假相當(dāng)位溫差31℃,為顯著對流不穩(wěn)定,數(shù)值比冷渦背景下“7·13”和“7·14”冰雹過程稍大。3個過程總指數(shù)都>40,“7·13”數(shù)值最大50,次者“7·14”達48,“7·30”最小僅41?!?·13”冰雹過程強天氣威脅指數(shù)260,抬升凝結(jié)高度857 m,比“7·

表3 冷渦和副高背景下冰雹個例天氣動力、穩(wěn)定度特征等對流參數(shù)均值對比分析

14”和“7·30”過程數(shù)值均較高,冷渦背景下需要較高的動力抬升條件才能產(chǎn)生冰雹。“7·14”冰雹過程0~6 km垂直風(fēng)切變2.0 s-1,高于“7·13”和“7·30”過程,較大尺寸的冰雹主要發(fā)生在較弱的風(fēng)切變環(huán)境中。“7·30”冰雹過程的鋒生數(shù)值高于“7·13”和“7·14”過程,鋒生有利于產(chǎn)生大冰雹??傊錅u背景和副高背景產(chǎn)生冰雹所需條件不同,副高背景下熱力強迫為主,冷渦背景下動力強迫為主。冰雹直徑所需條件也不同,較大冰雹尺寸需要更高的水汽條件和熱力條件,另外高的強天氣威脅指數(shù)與較大尺寸冰雹有較好的對應(yīng)關(guān)系。

5 中尺度對比分析

5.1 TBB對比分析

云頂亮溫TBB可以直接展示對流發(fā)展的旺盛程度,推斷云團發(fā)展的強度及所處的階段[19-23]。同時TBB可以定量地反映云團中的中小尺度系統(tǒng)的演變特征[24]。通過3次冰雹過程的逐小時FY-2G云圖TBB資料對比分析,發(fā)現(xiàn)3次過程的TBB旺盛程度和發(fā)展階段存在一些差異,“7·13”過程14:00以前祁連山區(qū)為晴空區(qū),14:00開始有孤立的單體對流云發(fā)展,TBB大約在-40℃。15:00在祁連山區(qū)和唐古拉山區(qū)分別有一條發(fā)展的中尺度對流云帶,在這兩條對流云帶上分別有內(nèi)嵌TBB值<-40℃的小對流核發(fā)展。15:00以后,云團明顯向東南方向移動,且移速較快,約35 km/h。移動過程中云團面積急劇擴大,冷中心TBB下降迅速,其東南一側(cè)TBB梯度明顯加大。17:00,云團發(fā)展成橢圓狀的中-β尺度云團東北走向,受其云團影響,15:28—15:33,出現(xiàn)11 mm的冰雹。18:00云團已東南移到甘肅河西走廊附近,其長軸達100 km,短軸達60 km,近似橢圓,這時云團發(fā)展最強盛,冷中心TBB最低達-50℃,-40℃等值線閉合面積達到最大。值得注意的是,-50℃冷中心并不在云圖的幾何中心處,而明顯偏向于云團西南部,這里也是TBB梯度最密集處。18:00以后颮線進入衰減期,此時云團面積繼續(xù)擴大,TBB升高,中心對流減弱迅速,TBB梯度明顯減弱。19:00以后對流云團基本消失,前后一共維持了6 h左右。

從7月14日下午到傍晚,由于青海處于高空冷渦底后部,青海早上就有對流云團存在,雖然這一時段對流生消旺盛,但TBB基本維持在250~270 K(-20℃),強度變化不大。從午后12:00開始,在高空冷渦底部祁連山區(qū)南麓出現(xiàn)中-β尺度的對流云團,TBB達-40℃。隨后以上云團迅速發(fā)展,TBB明顯下降,云團面積擴大,中心對流合并加強,以25~30 km/h移速緩慢向東南方向移動。15:00,云團逐漸東移到青海東部地區(qū),影響化隆等地,12:10—12:17,15:05—15:13出現(xiàn)冰雹天氣,冰雹最大直徑8 mm。18:00,海西東部有新的對流云團生成,逐漸東移,影響祁連山區(qū)和東部農(nóng)業(yè)區(qū),冷中心TBB下降到-50℃。受對流單體影響,18:40—18:50寶庫鄉(xiāng)出現(xiàn)冰雹。云團移動緩慢,19:00仍維持在東部農(nóng)業(yè)區(qū)湟源附近,19:26—19:29,受強對流天氣影響,湟源縣日月鄉(xiāng)下若藥村、若藥堂村、大茶石浪村等14村遭受風(fēng)雹。

從7月30日夜間,青海受副高控制,這一時段對流生消旺盛,但TBB基本維持在230~260 K(-40℃)。從22:00開始,副高控制區(qū)即海西東部地區(qū)出現(xiàn)2個中-β尺度的對流云團,TBB達220~230K(-50℃)。同時,在海西東部,祁連山南麓出現(xiàn)1個對流單體,TBB數(shù)值230 K左右(-40℃)。隨后云團迅速發(fā)展,TBB明顯下降,云團面積擴大,中心對流合并加強,而且以25~30 km/h的速度緩慢向東南方向移動。23:00,海西東部云團合并成一個更大的中-β尺度的云團,云團維持在東部農(nóng)業(yè)區(qū)附近,此時,TBB的240 K(-30℃)線閉合面積達到最大,長軸達100 km,短軸達100 km,近似圓形,冷中心TBB下降到220~230 K(-50℃),冷中心最低達220 K(-50℃)。云團的220 K冷中心基本在220 K等值線的幾何中心處,受對流單體影響,23:40—23:55大通塔爾出現(xiàn)冰雹。云團移動緩慢,00:00仍維持在東部農(nóng)業(yè)區(qū)大通附近,云團開始減弱。此時冷中心開始偏向于云團東南部,即TBB梯度最大處,而在此期間對流單體的移速加快。

5.2 雷達回波對比分析

在冰雹等強對流天氣的臨近預(yù)報中,多普勒雷達不僅能測定其回波的強度和位置,還能測定與其有關(guān)的徑向風(fēng)場運動信息,對冰雹的形成,發(fā)展和移動路徑起到很好的監(jiān)測作用[15]。由于門源為X波段雷達,探測效果較差,故使用西寧C波段多普勒雷達。“7·13”過程15:24以后,西寧雷達站西北方向門源開始出現(xiàn)一個強反射率因子回波團,云團發(fā)展迅速,15:36回波強度1.5°、2.4°、3.4°、4.3°仰角強度都較強,垂直結(jié)構(gòu)發(fā)展旺盛,1.5°仰角回波發(fā)展近似勾狀(圖4),中心強度61 dBz,冰雹指數(shù)0.99英寸,2.4°仰角回波發(fā)展形態(tài)變化不大,范圍稍有變大,強回波中心強度60 dBz,零星分布在門源附近。3.4°和2.4°仰角回波近似團狀,強度維持60 dBz,由于4個仰角強度穩(wěn)定維持在60 dBz左右,發(fā)展旺盛,垂直結(jié)構(gòu)深厚,兩個體掃后回波中心強度超過60 dBz,成為門源冰雹的主要影響系統(tǒng)。同一時次,回波頂高最大39.0 kft(13 km),垂直液態(tài)含水量25.6 kg/m2?!?·14”11:56左右,西寧多普勒雷達強度(2.4°仰角)出現(xiàn) 55 dBz以上的強對流回波(圖5a)。沿白線做垂直剖面,最大回波強度在高度3 km(圖5b),回波頂高9.1 km,造成化隆地區(qū)冰雹天氣。

“7·30”中的強回波團沿雷達回波1.5°仰角徑向中標(biāo)示做剖面,“7·30”對流發(fā)展較旺盛,存在徑向風(fēng)場中層輻合(圖6a)。23:49,1.5°仰角強度高達60.5 dBz,橫向伸展范圍較寬,0.5°~9.9°7個仰角上強度均高于55 dBz,垂直結(jié)構(gòu)發(fā)展旺盛,1.5°仰角上形狀類似鉤狀,是冰雹典型雷達回波特征,此時回波頂高約15.7 km,有利于產(chǎn)生冰雹。沿白線方向剖面,55 dBz的強回波垂直高度伸展到約13 km,中尺度系統(tǒng)的前側(cè)暖濕氣流非常強,一直沖到回波頂(圖6b)。對比3次冰雹過程,對流發(fā)展都比較旺盛,回波強度較大(>55 dBz),而“7·30”發(fā)展最旺盛(>64 dBz),強度明顯大于“7·13”和“7·14”,回波頂高(>14 km)也高于其余兩個例,“7·30”前側(cè)入流強盛。

6 結(jié)論

(1)“7·13”,“7·14”冰雹天氣環(huán)流形勢為蒙古冷渦,副高,地面輻合線和干線是“7.30”冰雹天氣觸發(fā)機制。

圖4 “7·13”強度剖面圖

圖5 “7·14”過程11:56(2.4°仰角)

圖6 “7·30”過程23:49(1.5°仰角)

(2)“7·30”冰雹過程的高空干冷空氣的勢力要強于“7·13”和“7·14”,但從低層前期積累的不穩(wěn)定能量和有利于能量聚積的條件來看,“7·13”和“7·14”的過程又強于“7·30”的。

(3)“7·13”中高低層兩對冷暖平流相間出現(xiàn),強度較強,△θse850-500=12 ℃,而“7·14”中高層只有一對冷暖平流相間出現(xiàn)△θse850-500=28℃,強度與“7·13”相當(dāng),而“7·30”中,高、低基本曾現(xiàn)冷、暖、冷平流相間出現(xiàn),△θse850-500=20℃,但是強度遠沒有前兩個個例強,前兩個個例冷暖平流均強于后者。強的不穩(wěn)定層結(jié)和對流層中層冷蓋是產(chǎn)生冰雹天氣的共同特征。

(4)3次過程SWEAT指數(shù)都>250,高SWEAT指數(shù)與強對流冰雹落區(qū)有較好的對應(yīng)關(guān)系。不同之處:“7·30”和“7·14”的K指數(shù)明顯大于“7·13”的,說明前兩者的水汽條件明顯好于后者?!?·30”大通站和“7·13”門源站的SWEAT指數(shù)明顯大于“7·14”化隆站的,因而前兩者的降雹站數(shù)多,冰雹直徑明顯大于后者。TBB梯度密集處對應(yīng)云團TBB冷中心,有利于降雹。

(5)3次過程對流發(fā)展都比較旺盛,回波強度較大,而“7·30”發(fā)展最旺盛,強度明顯大于另兩例,雷達回波頂高也高于另兩例,其前側(cè)入流非常強,因而更易產(chǎn)生大冰雹。

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