昌北机场一次冰雹天气过程的综合分析
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[摘要]利用常规天气资料、necp再分析资料和多普勒天气雷达资料，对2013年3月19日南昌昌北机场发生的一次冰雹天气过程进行了分析。此次天气过程中：高空槽、中低层切变、高低空急流、地面冷空气共同作用促使该天气过程发生；涡度场，逆温层以上的CAPE值，0℃层高度与-20℃层高度差等因子非常有利于冰雹的形成与增长；雷达回波图上有明显的强对流天气回波特征。
[关键词]"V"型缺口 逆风区 冰雹
[中图分类号] P44 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2014）-6-266-2
1引言
冰雹是由强对流天气系统引起的一种剧烈的灾害性天气现象，它出现的范围小、时间短，发展迅速、强度大，常伴有大风、强降水、低云、低能见度等阵发性灾害性天气过程。冰雹等强对流天气灾害性天气是由中小尺度天气系统造成的，给人类的生命和财产造成严重损失，同时也严重威胁民用航空飞行安全。
预报冰雹除了需要研究大尺度天气背景等工作外，最有力方法是借助天气雷达对雷暴云的监测。雷达可观测到积雨云高度、厚度、回波强度等特征，可以连续地监视积雨云的移动及其结构变化。雷达的反射率因子，径向速度场及垂直风廓线等产品对冰雹的预报有着非常重要的参考价值。经不少学者研究发现大范围强降水天气过程的多普勒资料，发现强降水中心往往和多普勒速度场中的逆风区有很好的对应关系[1]。利用多普勒雷达可以得到较准确的径向风场分布数据和降水回波图像分析，对局地强风暴机器响应的灾害性天气如大风、龙卷、冰雹、下击暴流等具有较早的识别和预警能力[2-5]。
南昌昌北机场冰雹天气较为少见，预报员对冰雹的预报经验欠缺。因此，寻找到本地区冰雹发生过程中的各种气象资料的特征，对以后该地区的冰雹天气预报有着重要的意义。本文通过分析大尺度天气形势、物理量特征、大气层结稳定度以及雷达回波特征等要素，分析其天气形势及发展过程，来分析冰雹发生过程中的各种气象资料的特征。
2冰雹天气过程的概述
2013年3月19日北京时20：40分，南昌昌北机场西面闻雷声，20：56分，出现降水，强度大，伴有雷声，能见度2300米，21：05分，又出现中等强度冰雹，能见度迅速下降到1200米，强冰雹持续时间较短，约十分钟，后迅速减弱，以强降水为主，强降水持续40分钟，之后迅速减弱，能见度逐渐好转到2000米，当日降水量达25毫米。当日强对流天气出现时间航班量较少，对当日航班未造成很大的影响。
3天气形势分析
3月19日08时500hpa天气图（KMA天气资料）上，中高纬度地区、东北的北部有一冷涡，西南地区有浅槽东移，华东和华南大部受槽前西南气流控制。19日白天低槽东移，中南部地区一直处于槽前西南气流区域，华南地区有一条西南风急流带活动。在西南气流控制下，有强的暖湿气流输送，为对流的发展储存了丰富的能量，有利于冰雹、强降水等强对流天气的发展。700hpa在东经105度，北纬30度附近有一切变低涡。切变以南北纬26度附近有一东北走向的西南急流生成。850hpa切边位置稍落后于700hpa切边，江西以及华中地区西南气流活跃，南昌有低空西南急流。
地面图上，08时在华北地区有冷锋南下，黄河以南地面倒槽加深发展。19日20时锋面南下到江淮一带，与东移至长江中部的切变线配合，形成剧烈地上升运动，造成强对流天气，强降水回波中心与切变线位置有很好的配合。槽前西南气流，低空西南急流带来充足的水汽和上什运动，切变线东移发展，与南下的冷空气相遇，形成剧烈地上升运动，造成强对流天气发生发展。
4物理量分析
4.1涡度场分析
从涡度场的分析图2可以看出，19日20时850hPa江西北部有强的涡度平流，700hp和500hp也处于辐合区，100hPa有负涡度，为辐散区。这种低空入流，高空出流的配置有利于对流天气的发生和维持。高层辐散和低层辐合流场配置形成的大气强烈不稳定，具有较强的垂直风切变和大气抽吸作用[6]。
4.2探空图分析
图3为19日20点南昌站探空T-LogP图，从图可见，南昌站上空，风随高度顺转，有强烈的上升运动和风切变。08时到20时低层有逆温层，到20点逆温层接近破坏，逆温层的存在为此次天气过程积累了足够的能量。把20点探空图抬升高度定在逆温层顶，南昌站上空cape值达到了1123J/kg，对于春季雷暴而言，此时的能量蓄积已经达到了很大的程度。0℃层高度处在600hpa附近，这样的高度可以使对流云发展更为旺盛，使水汽通过强烈的上升到达该高度，-20℃层高度在400hpa以下，0℃层高度与-20℃层高度之差约3000米，0℃层高度与-20℃层高度之差越小，该高度区间内大气垂直温度梯度越大，大气层结越不稳定，越有利于冰雹的形成和增长[7]。
5雷达图分析
图4是3月19日强雷暴过程中的南昌昌北机场多普勒天气雷达图。图4a中可以看到，北京时间19：58分，昌北机场西面75KM处存在一条强的带状回波，此回波形成时间为19：20分，由西向东移动，移速较快，回波强度高达40dBZ；20：24分，回波前沿距雷达中心40km，回波强度加强，呈块状，最大回波强度50db；20：54分，回波主体基本接近雷达上空，从雷达强度图上分析，积雨云发展强盛，在正西方向，强度图上出现了比较明显的“V”型缺口，缺口顶端指向雷达中心，回波强度达到68db，20：56分，昌北机场出现降水，强度大，伴有雷声，能见度2300米，21：05分，又出现中等强度冰雹，能见度迅速下降到1200米。在20：54分雷达速度图上，强负速度区里，出现了2片正速度区，有明显的零度线环绕的逆风区，对应强度图上有强的降水回波，该区域应该也有很强的降水发生。该雷暴天气过程中，积雨云在机场附近迅速加强，之后很快出现强的降水，强特征回波出现到强降水发生的时间差很短。
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