黄土高原复杂地形区两次冰雹天气过程对比分析

doi:10.11755/j.issn.1006-7639(2022)-04-0646

摘要/Abstract

摘要：

利用气象观测资料、多普勒天气雷达资料以及ERA5逐小时再分析资料，对2020年5月30日和31日甘肃通渭大冰雹天气过程进行对比分析。结果表明：(1)30日为干冰雹过程，而31日是混合型强对流湿冰雹过程;(2)2次过程都在同一低槽发展东移过程中产生，700 hPa影响系统的差别导致中低层水汽和能量条件不同，是2次过程出现干、湿冰雹的主要原因;(3)物理量诊断表明，31日过程能量高，水汽条件好，热力不稳定和对流不稳定度都比30日过程强，因此冰雹直径更大、降水强度更强;(4)在雷达反射率因子图上，2次过程在回波强度、回波面积及垂直结构等方面有明显差异，这对于强对流临近预警的分类识别有较大帮助。

关键词: 强冰雹, 诊断, 环境场特征, 中尺度特征

Abstract:

Based on meteorological observation data, Doppler weather radar observation data and ERA5 hourly reanalysis data, the heavy hail weathers in Tongwei County of Gansu Province on May 30 and 31, 2020 were analyzed. The results are as follows: (1) The hail process on May 30 was a dry hail process, while the process on May 31 was a mixed strong convection with wet hail process. (2) Both two processes occurred during developing and moving eastward of the same low-trough, and the difference of influence system at 700 hPa led to difference of water vapor and energy conditions in middle and low levels, which was the main reason for occurrence of dry and wet hail. (3) The diagnostic analysis of physical quantities showed that the energy on May 31 was higher, the water vapor condition was better, and the static instability and convective instability were stronger than those on May 30, so the hail diameter was larger and precipitation intensity was stronger. (4) On the radar PPI image of reflectivity，the meso-scale characteristics of the two processes were obviously different, which was very helpful for classification and identification of severe convective nearly warning.

Key words: strong hail, diagnostic analysis, environmental field characteristics, meso-scale characteristics

中图分类号:

P458.121.2

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图/表 10

图1 通渭县地理位置示意图 (填色为海拔高度，单位：m;红线区域为通渭县)

Fig.1 Geographical location of Tongwei County (The color shaded is altitude， Unit： m; the area enclosed by the red line is Tongwei County)

表1 通渭县"5·30"和 "5·31"冰雹过程最大降水站点降水实况

Tab.1 Precipitation situation at stations with maximum precipitation during "5·30" and "5·31" hail weather processes in Tongwei County

日期	站名	最大日降水量/mm	最大小时雨量/mm	出现时段
30日	陇阳镇车岔村	26.0	16.2	18：00—19：00
31日	碧玉镇	51.2	26.2	18：00—19：00

图2 2020年5月30日(a、c、e)和31日(b、d、f)20：00 500 hPa(a、b)及700 hPa(c、d)高度场(蓝色等值线，单位：dagpm)、温度场 (红色等值线，单位：℃)与风场(风矢，单位：m·s-1)，18：00地面风场(风矢，单位：m·s-1)(e、f) (蓝色实心圆点为通渭站)

Fig.2 The 500 hPa (a， b) and 700 hPa (c， d) geopotential height field (blue isolines， Unit： dagpm),temperature field (red isolines， Unit： ℃) and wind field (wind vectors， Unit： m·s-1) at 20：00 BST and surface wind field (wind vectors， Unit： m·s-1) at 18：00 BST (e、f) May 30 (a， c， e) and 31 (d， e， f)， 2020 (The blue solid dot is Tongwei station)

图3 2020年5月30日(a)和31日(b)20：00榆中探空站T-ln P图及30日(c、d)、31日(e、f)18：00(c、e)与19：00(d、f)温度平流 (单位：10-4 K·m·s-1)沿35.25°N的纬向剖面 (红色竖线之间为降雹区域，黑色阴影为地形。下同)

Fig.3 The T-ln P diagrams at 20：00 BST May 30 (a) and 31 (b)， 2020 at Yuzhong sounding station， and the zonal profiles of temperature advection (Unit： 10-4 K·m·s-1) along 35.25°N at 18：00 BST (c， e) and 19：00 BST (d， f) May 30 (c， d) and 31 (e， f)， 2020 (The hail area is between the red vertical lines， the black shaded is terrain. the same as below)

图4 2020年5月30日(a、c)及31日(b、d)18：00 700 hPa假相当位温场(a、b)及其沿35.25°N的纬向剖面(c、d)(单位：K)

Fig.4 The pseudo-equivalent potential temperature field at 700 hPa (a， b) at 18：00 BST May 30 (a， c) and 31 (b， d)， 2020， and their zonal profiles along 35.25°N (c， d) (Unit： K)

图5 2020年5月30日08：00至31日20：00通渭站比湿的时间-高度剖面(a，单位：g·kg-1)，30日(b、d)及31日(c、e)19：00 700 hPa水汽通量(填色，单位：10-3 g·hPa-1·cm-1·s-1)、风场(矢量，单位：m·s-1)(b、c)及水汽通量散度沿35.25°N的纬向剖面(d、e，单位：10-8 g·hPa-1·cm-2·s-1)

Fig.5 The time-height profile of specific humidity over Tongwei station from 08：00 BST May 30 to 20：00 BST May 31， 2020 (a)， water vapor flux (the color shaded，Unit： 10-3 g·hPa-1·cm-1·s-1) and wind field (vectors， Unit：m·s-1)at 700 hPa (b，c) and the zonal profiles of water vapor flux divergence along 35.25°N (d， e， Unit：10-8 g·hPa-1·cm-2·s-1) at 19：00 BST May 30 (b， d) and 31 (c， e)， 2020

图6 2020年5月30日12：00至31日00：00(a、c)、5月31日12：00至 6月1日00：00(b、 d)通渭站垂直速度(a、b，单位：Pa· s-1)及涡度(c、d，单位：10-5 s-1)的时间-高度剖面，30日(e)、31日(f)18：00及19：00 通渭站垂直风切变及风廓线分布

Fig.6 The time-height profiles of vertical velocity (a， b， Unit： Pa·s-1) and vorticity (c， d， Unit： 10-5 s-1) from 12：00 BST 30 to 00：00 BST 31 (a， c) May 2020 and from 12：00 BST May 31 to 00：00 BST June 1， 2020 (b， d) over Tongwei station， and distribution of vertical wind shear and wind profile at 18：00 BST and 19：00 BST May 30 (e) and 31 (f)， 2020

图7 2020年 5月30日1.5°仰角雷达基本反射率因子(单位：dBZ)演变 (红色三角代表通渭本站位置，白色箭头所指为降雹单体回波。下同)

Fig.7 Evolution of basic reflectivity factor (Unit： dBZ)on 1.5 ° elevation on May 30， 2020 (The red triangle represents the location of Tongwei station， the white arrow refers to the hail monomer echo. the same as below)

图8 2020年 5月31日1.5°仰角基本反射率因子(单位：dBZ)演变

Fig.8 Evolution of basic reflectivity factor (Unit： dBZ) on 1.5 ° elevation on May 31， 2020

图9 2020年5月30日(a)及31日(b)通渭站降雹时刻反射率因子垂直剖面(单位：dBZ)

Fig.9 The profiles of reflectivity factor at hail falling time on May 30 (a) and 31 (b)， 2020 at Tongwei station (Unit： dBZ)

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