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一次冰雹过程的雷达回波特征分析


一次冰雹过程的雷达回波特征分析 摘要 利用 NCEP1° × 1° 再分析资料和雷达资料对发生在邵阳市灵官殿镇 一次强冰雹过程进行了分析。 结果发现: 此次冰雹发生在 500 hPa 短波槽、 700 hPa 西南急流、850 hPa 西南涡环境中。此次冰雹反射率因子回波典型特征就是钩状 回波和有界弱回波区;冰雹发生时,高仰角出现旁瓣回波,旁瓣回波的移动方向 和强度对冰雹有指示作用; 雷达径向速度图上逆风区对强冰雹预报预警具有指示 作用。 关键词 钩状回波;有界弱回波;旁瓣回波 邵东灵官殿镇地区位于湖南省衡邵盆地中部,属于亚热带季风湿润气候区, 每年 4—5 月极易发生强对流天气,而强对流天气中的冰雹给农业生产带来的危 害最严重。 近年来, 湖南省邵阳市新一代多普勒天气雷达已经建成并正式投入运 行,在灾害性天气监测和预警方面发挥了重要作用。 近年来,国内对超级单体风暴也进行了一些研究。吴春霞等 [1]对一次超级 单体风暴特征进行了研究,吴春英等[2]认为逆风区是冰雹出现的强信号,江敦 双等[3]认为超级单体风暴是降雹发生的一个直接影响系统,袁鹏飞等 [4]对一次 大冰雹天气进行了分析,认为强度>55 dBz 的回波高度高于-20 ℃层高度,VIL 值>60 kg/m2,回波顶高>12 km,有中气旋出现等,是降雹的可靠信号。 2012 年 4 月 30 日 16:30 左右,湖南省邵阳市邵东县灵官殿镇、堡面前乡、 石株桥乡突降大冰雹, 冰雹直径 10~20 mm。 稻田里处处可见被砸成碗口大的洞, 油菜、玉米、葡萄、蔬菜等各类农作物受损严重,受灾面积达 2 118 hm2。此次 冰雹共造成直接经济损失 1 376.1 万元。该文应用 NCEP1° × 1° 再分析资料及邵阳 新一代多普勒天气雷达资料,对此次过程从大尺度环流形势、物理量特征、雷达 回波演变特征等方面进行综合分析,得出一些结论,以提高对冰雹等强对流天气 的监测、预报和预警能力。 1 天气背景分析 2012 年 4 月 30 日 8: 00, 500 hPa 甘肃东部至贵州东北部有一短波槽快速东 移(图 1) ,短波槽后为东北风,槽前西南风,邵东县灵官殿镇地区处于槽前西 南气流中,西南风速达到 20 m/s,700 hPa 邵阳地区上空西南急流达到 18 m/s, 西南急流为此次冰雹输送了丰沛水汽和不稳定能量,850 hPa 重庆—贵州—湖南 西部有一西南涡生成,邵阳处在西南涡东部。 4 月 30 日 14:00,500 hPa 短波槽发展东移至重庆至贵州一带,灵官殿镇处 于槽前西南气流中,风速加大到 24 m/s,地面图上灵官殿镇地区为热低压控制, 说明低层西南涡切变线配合地面热低压,加强了辐合上升运动,触发对流不稳定 能量释放, 产生了有利于冰雹发生的超级单体,超级单体在高空偏西风引导下东 移。 2 物理量分析 2.1 对流有效位能 对流有效位能(CAPE)是一个从自由对流高度到平衡高度测量自由对流层 的累积浮力能得垂直积分指数, 对流有效位能越大,越有利于强对流及冰雹天气 的产生。 从图 2 可以看出,4 月 30 日 8:00,灵官殿镇地区 CAPE 指数为 200 J/kg, 14:00 灵官殿镇地区 CAPE 指数上升为 1 000 J/kg,增幅为 800 J/kg。而 29 日 14:00 CAPE 指数为 600 J/kg,20:00 为 300 J/kg,说明越临近冰雹发生时,积 累的不稳定能量越大,越有利于冰雹的发生。 2.2 垂直上升运动 从表 1 可以看出

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