2012年葫芦岛市2次强对流天气对比分析

摘要 通过MICAPS常规观测资料、NCEP再分析资料和营口多普勒雷达资料对葫芦岛市6月3日南部的局地暴雨和4日北部的冰雹天气进行对比分析，结果表明：6月3日局地暴雨天气发生在高空槽的前部、低空急流建立的过程中，在风速垂直切变较强地区出现了冰雹，6月4日冰雹天气出现在高空槽和低空切变后部更强冷空气侵入的过程中，是一个对流单体造成的；6月3日高空辐散、低空辐合的配置，利于上升运动的发展，将底层辐合的水汽输送到高空，产生局地暴雨，而6月4日天气尺度的上升运动很弱，不利于降水的发生；6月3日受高空槽前上升运动的触发，对流不稳定能量释放，产生短时强降水和冰雹天气，6月4日不稳定能量受底层冷锋的触发，产生冰雹天气。

关键词 强对流天气；高空槽；上升运动；对比；辽宁葫芦岛；2012年

中图分类号 P458.11 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2015）13-0293-03

本文主要利用MICAPS常规观测资料、NCEP再分析资料和营口多普勒雷达资料对2次过程进行了对比分析，以期找出2次过程的造成不同对流性天气的原因。

1 天气概况

2012年6月3日白天葫芦岛地区受高空冷涡的影响，全市出现强雷雨过程，最大降水出现在绥中高台和塔山，为58 mm，其中最强降水出现在10：00—12：00，并且绥中西部的部分乡镇出现冰雹天气，果树受灾面积达533.33 hm2。4日16：00左右，葫芦岛地区再次遭遇强对流天气，连山区的部分地区出现冰雹，直径超过10 mm，农作物受灾面积达1 333.33 hm2以上，造成了巨大的损失。2次过程的降水分布见图1。

2 多普勒雷达分析

从图2可以看出，6月3日上午雷达回波呈带状分布，其中带状回波的南端强度超过55 dBZ，表明在降水云系中伴有积状云的强烈发展，其在10：00—12：00自西向东移过葫芦岛沿海，造成了短时超过20 mm/h的强降水，其南端强回波中心移过的绥中西北部的乡镇出现了冰雹。从径向速度上看，在绥中西部一带径向速度从-5 m/s增大到-20 m/s，表明该地上空存在很强的风垂直切变。在回波顶的高度上，绥中西部回波顶高度达到11 km，也表明有强对流的发展。

分析6月4日午后的雷达资料发现，在反射率因子上，并不存在明显的降水回波，只是在葫芦岛北部地区存在一个对流单体，最大回波强度达到65 dBZ，在回波后部存在一个“V”状的回波缺口。从径向速度上看，在葫芦岛北部的负径向速度区内，存在一个正速度区，表明在该地存在一个辐合性中气旋，最大负径向速度达到-15 m/s，表明中气旋后部偏西风较强，有强冷空气的侵入。从回波顶的分布情况来看，回波顶高度最高达到11 km，而且回波顶呈单峰结构，云砧很明显，这些均符合冰雹的雷达特征。

3 环流形势

3.1 500 hPa形势场

分析500 hPa的环流形势（图3）发现，在6月2日8：00，在内蒙古东部和贝加尔湖以西各存在低涡中心，随着系统东移，内蒙古东部的低涡移过辽西，从贝加尔湖低涡中分裂一股冷空气快速东移，到3日8：00，冷空气南下东移到中蒙边境一带，其低槽伸至山西南部，孟加拉湾存在一条南支槽，在青藏高原东侧的短横槽将南北两槽连接，并形成一条西南风带，将孟加拉湾的水汽输送到华北一带。到3日20：00，低涡中心小幅东移，低槽东移到华北北部，横槽东移到河南到四川东部一带并渐渐转竖，华北及辽西一带的降水减弱并消失。

到6月4日8：00，内蒙古东部的冷空气继续分裂，2个中心分别位于赤峰和呼伦贝尔附近，低槽东移到辽东到山东半岛一带，低涡后部的冷空气快速南下，同贝加尔湖新来的冷空气汇合，在4日午后影响辽西地区，给该地区带来冰雹等强对流天气。

3.2 850 hPa形势场

分析850 hPa的形势（图3），在6月3日8：00，低涡的位置与500 hPa上的低涡位置一致，其低槽较500 hPa偏东，在黄海上存在一个高压，高压底部的偏东风将东海和黄海的水汽输送到陆上，并由槽前和高压后的西南风输送到华北北部和辽宁，其中华北北部只有少数站点风速超过10 m/s，只有北京站风速超过12 m/s，表明西南风急流尚未完全建立，因此葫芦岛地区的强降水就发生在低槽东移和低空急流逐步建立的过程中。

到6月3日20：00，低涡中心东移，海上高压东退到日本，短槽移过辽西并消失，其后的冷空气南下，又在内蒙东部到河套以南一带形成一条新的横槽，槽前的华北到东北南部一带形成一条非常明显的西南风急流，沈阳站风速达到22 m/s。到4日8：00，低涡中心继续东移，低槽移到辽宁中部一带，内蒙东部到辽西一带存在大于16 m/s的西北气流，表明辽西上空对流层低层到中层均有强冷空气的侵入。因此，葫芦岛北部的冰雹出现在高空槽和低空切变后部更强冷空气南下的过程中。

3.3 地面形势场

分析本次过程的地面形势发现，在6月3日8：00，气旋中心位于内蒙古中部，辽西处在气旋前部的偏南风控制区；气旋逐渐东移，葫芦岛地区受其影响开始出现强雷雨，部分地区出现冰雹等强对流天气。

之后气旋中心渐渐向东北方向移动，其气旋冷锋一直维持在辽宁西北部一带，受高空冷空气影响，4日中午在内蒙古中部一带生成一个冷性高压，其快速东南下，在4日14：00移动到内蒙东部，使得气旋冷锋后冷气团势力迅速增强，并快速南压，造成葫芦岛北部地区的冰雹。

4 物理量诊断分析

4.1 动力条件

从图4可以看出，在6月3日8：00，高空急流中心位于北纬33°～35°，东经105°～120°一带，辽西地区处在急流出口区的左侧，从散度的分布来看，华北北部存在一个30×10-5 s-1的中心，辽西上空存在着大气辐散；低层850 hPa上，河南北部到辽西一带存在一条大于8 m/s风速带，辽西处在其前端，存在风速的辐合，从散度场上可以发现，在葫芦岛附近存在一个-20×10-5 s-1的辐合中心。这种低层辐合、高层辐散的配置利于上升运动的发展与维持，利于将底层的水汽、热量带到高层产生强降水[1-3]。

在6月4日14：00，高空急流中心北移到北纬36°～39°一带，辽西仍位于其出口区的左侧，但散度场上已变为负散度区，表明存在大气的辐合；850 hPa上，辽西处在低空急流的后部，且处在散度零线附近，大气的辐合较弱。因此，该时次的天气尺度的上升运动很弱，只在2个乡镇产生了小到中雨量级的降水。

4.2 热力条件

从图4可以看出，在3日8：00的北纬40°假相当位温的垂直分布上，在东经120°以东的低空存在一条能量锋区，锋区以东的底层存在对流不稳定层结，随着系统东移及中层冷空气的楔入，于3日上午在葫芦岛南部触发中尺度的对流运动，造成当地的短时强降水，并在部分乡镇对流强烈发展，产生冰雹天气。

在4日14：00的北纬41°假相当位温的垂直分布上，在葫芦岛北部的上空600 hPa以下存在很强的对流不稳定层结，在底层900 hPa以下存在一个浅薄的能量锋区对应地面冷锋，当其移至葫芦岛北部时，触发不稳定能量的释放，从而产生极强的对流运动，造成葫芦岛北部较强的冰雹天气。

4.3 水汽条件

分析850 hPa水汽条件，发现2个时次辽西地区的比湿均处于6～8 g/kg区，大气底层的水汽条件都较好。但从水汽辐合情况来看，在3日8：00辽西处在负水汽通量散度区，在葫芦岛北部还存在一个-2×10-5 g/（cm2·hPa·s）的中心，表明水汽在辽西上空辐合；而在4日14：00，辽西处在水汽辐散区，不存在水汽的辐合，因此不利于强降水的产生[4-8]。

5 结语

综上分析，可以得出以下几点结论：一是从多普勒雷达资料上看，6月3日对流天气以短时强降水为主，只是在强风速垂直切变地区对应积云强烈发展产生冰雹，6月4日对流天气是一个对流单体引发的冰雹天气，底层冷锋内中气旋的辐合造成强烈的对流。二是葫芦岛地区6月3日的局地暴雨出现在高空槽前部、低空急流建立的过程中，降水落区与低空风速的辐合区对应很好；6月4日的冰雹天气出现在高空槽后部、对流层中低层强冷空气侵入的过程中。三是6月3日辽西地区存在高空辐散、低空辐合的配置，利于天气尺度的上升运动，将底层辐合的水汽输送到高空，产生强降水，导致局地暴雨；6月4日高空大气存在辐合、底层水汽存在辐散，均不利于强降水的发生。四是6月3日和4日葫芦岛上空大气低层均存在不同程度的对流不稳定能量，3日白天受到高空槽前的上升运动的触发，产生短时强降水和冰雹天气，4日受底层冷锋的触发，产生冰雹天气。

6 参考文献

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[2] 俞小鼎，姚秀萍，熊廷南，等.多普勒天气雷达原理与业务应用[M].北京：气象出版社，2006.

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