2012年2月23日冰雹过程中尺度特征分析.docVIP

2012年2月23日冰雹过程中尺度特征分析 　　[摘要] 该文利用常规和非常规资料对2012年2月23日发生在闽北的一次冰雹过程进行中尺度特征分析，结果表明：这次冰雹过程由高架雷暴引起；南支槽、高低空急流、低层切变线和地面静止锋是这次强对流天气过程的主要影响系统；强垂直风切变、高低空急流引发强的辐合上升运动，有利于强对流天气的发生；中低层的干冷空气入侵触发了不稳定能量的释放。 　　[关键词] 冰雹 高架雷暴 高低空急流 垂直风切变 　　0 引言 　　受西南暖湿气流和冷空气的共同影响，2012年2月23日8日早晨，在福建省北部（简称闽北）出现了一次因高架雷暴引起的冰雹、雷暴大风、短时强降水等强对流天气过程。这次强对流天气主要发生在武夷山脉东北侧的武夷山和浦城境内，其中在23日8时16分起浦城测站出现5分钟左右的降雹（冰雹直径达5mm）、18m/s的偏西大风、8时10～20分降了22mm的短时强降水（日雨量58mm）。这次强对流天气因发生在冬末初春时节，冰雹尺度较小、降雹时间较短，没有造成较大的灾害。 　　强对流天气的发生要有不稳定层结、水汽条件、强的抬升机制，此外，降雹天气还要在-10～-30℃之间有大的对流有效位能（Cape）、深层垂直风切变和较低的0℃高度[1]。目前虽然研究冰雹过程的论文很多[2～6]，对冰雹过程都进行了很好总结，得出很多好的结论，但因冰雹的发生、发展过程仍极其复杂，每一个过程都有其异同点，往往很难用统一的指标进行评估和预报，且目前对高架雷暴引发的冰雹过程研究较少，常出现空漏报的情况，因此有必要对高架雷暴引发的冰雹过程进行研究。本文利用常规和非常规气象资料，对这次冰雹过程进行中尺度特征分析，寻找这次降雹过程的成因，为今后出现同类型的冰雹天气预报提供参考。 　　1 环流形势及影响系统 　　图1为 2012年2月22日20时高空图及23日05时地面图中尺度分析（北京时，下同）。从图1可见，22日20时200hPa在我国华东地区有东北-西南向的高空槽，槽前为西南偏西气流，另外在30°N附近有一支非常强的高空急流（≥64m/s），并且这支高空急流在长江以南出现分流，在分流区出现高层辐散，而闽北上空刚好处于分流区中间，这样???环流形势有利于在闽北上空出现垂直上空运动。从500hPa高度场上看：在我国长江以北的中高纬地区存在阶梯槽，其中有一阶梯浅槽位于长江口，槽后为西北气流控制，有冷空气影响长江以南地区，另外在我国西南地区有呈东北-西南向的南支槽,南支槽前有一支≥32m/s的西南风急流，急流轴穿过福建省中北部。从700hPa高度场上看，切变线位于汉口以北，在华南有一支≥18m/s的低空急流，闽北位于急流轴左前方。从850hPa高度场看，在我国贵州有一个低于144十位势米的西南低涡，低涡切变线位于南昌、长沙以西，切变后部有干线存在，切变线前部为西南暖湿气流控制，在广东到武夷山脉一带有一支大于12m/s西南风低空急流，急流轴附近还存在湿轴。从925hPa高度场看，在武夷山以西有呈东北-西南方向的切变线，切变线已过杭州-南昌-长沙一线，切变线后部为西北气流控制，有强的干冷平流；切变线右侧为西南暖湿气流控制，湿轴伸到闽北上空并有辐合。 　　图1 2012年2月22日20时高空图 　　及23日05时地面图中尺度分析 　　另外从23日05时地面图上看，在武夷山脉附近存在静止锋，静止锋东段位于浙江南部、西段位于武夷山脉以西，锋后有冷空气南下，闽北刚好位于两段静止锋交汇区的南侧，虽然地面气温只有17℃，较低层气温低，存在逆温，为冷垫，但闽北仍位于地面温度脊和湿轴的前端，比周围气温高，处于弱西南暖湿气流和干冷气流的交汇区，有利于造成闽北上空强的辐合上升运动。 　　2 物理量分析 　　2.1 T-logP图分析 　　图2为2012年2月22日20时邵武探空站T-LogP图，从图中可见，600hPa以下邵武上空露点曲线与层结曲线平行且相差很小，大气基本上处于饱和状态，从露点曲线看，最大露点温度出现在925hPa附近，低层露点温度达到15℃、比湿达12g/kg，中低层充足的水汽条件有利于强对流天气的发生；600hPa以上露点曲线与层结曲线呈喇叭状，为上干下湿状态。从中低层的层结曲线与干绝热曲线的夹角看，二者之间的夹角较小，强对流天气发生时造成的下沉气流易出现大风天气。同时，邵武K指数达到36.1℃，Si也低至-1.6，说明当时闽北上空有层结不稳定。从温度分布看，0℃、-20℃分别在3.6km和6.7km处，0℃层和-20℃层较低，有利于冰雹的形成和降雹的发生。虽然从抬升凝结高度（LCL）和自由对流高度（CCL）看，这些高度都很低，有利于对流云的生成和发展，但是图中对流有效位能（Cape）值为0，显然这与实际情况不符，因此要对抬升凝结高度