邮寄；吉林省长春市经开区浦东路兰州街嘉惠美院小区1栋洮南市一次降雹过程分析

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1. 关浩 2.张博伦

吉林空管分局长春市吉林省130000

摘要：本文通过高低空天气形势、探空模式、双偏振雷达产品三个角度切入，对吉林省白城市洮南市一次典型的冰雹天气过程进行分析。主要得出以下两点结论：高层冷平流配合低层暖舌是本次降雹的主要原因；强对流风暴中双偏振参量ZH达55dBz以上，ZDR达4.0dB，出现降冰雹，可以作为冰雹的监测和预报提供参考。

关键字：降水；冰雹；灾害；雷达；探空

1.天气实况

2023年9月27日14时左右强天气系统开始进入白城西部，到9月28日08时白城东部降雨结束，整个过程最大降雨量出现在洮南市达到了49.0mm，接近了暴雨量级。吉林省内普遍降雨强度较大，白城市更是达到中雨量级（12.6mm），冰雹指数最大的是在洮南市，当地确实有雹灾发生。

2.天气形势分析

在500hPa高度上（图1.a）冷涡中心位于黑龙江大兴安岭地区，中心强度544位势米，冷中心-26℃，吉林省西北部处于冷涡前西南急流控制中，温度梯度大（冷锋锋区），吉林中部地区则为暖脊控制；850hPa（图1.b）冷涡中心略偏北，槽线分为两段：北段仍位于内蒙古东部大兴安岭，南段则伸入黑龙江中部—吉林中部—辽宁东部一带，吉林省中西部地区为暖区控制。

图1.高空500hPa等值线图（a）和低空850hPa等值线图（b）

3.探空模式分析

从2023年9月27日14时洮南市探空模式（图略），抬升凝结高度(LCL)只有581m，0～6km垂直风切变为23m·s-1，为较强垂直风切变；0℃层高度在3250m，-10℃层高度为4780m。吴剑坤、俞小鼎等进一步研究发现，冰雹出现的可能性对位于冰雹有效增长区的-10℃和-30℃等温线之间的那部分CAPE值更敏感，从图4模式探空可以看出在-10℃和-30℃等温线之间的对流有效位能（CAPE）对应着大值区。

4.双偏振雷达产品分析

9月27日14时左右，强对流系统已经进入洮南市内；其生成发展和移动速度都很快，14时40分（图2.a），已发展成一个超级单体风暴，垂直剖面看有明显的有界弱回波区，60dBZ强回波伸展高度也已经超过了5.0km以上，在-10℃—-20℃层之间；差分反射率ZDR在0值附近，这说明冰雹较干，没有融化层；相关系数CC在0.8-0.9之间，也符合冰雹特征；比差分相移KDP在0值附近。

图2

    9月27日14时29分，雷达反射率因子最大已经达到55dBZ，差分反射率在低仰角层表现为固液混合态，高仰角层则为固态；14时40分，最大反射率因子增加到65dBZ，低仰角层有差分衰减现像，此现象一直持续到14时51分，中、高仰角层有大于5dB的三体散射特征（图3.b棕色圆圈内）和旁瓣特征（图3.b蓝色圆圈内）；14时45分，反射率因子维持在55～65dBZ，在1.5°仰角层能够分析到强上升气流区（图3.d），中高仰角层仍有三体散射和旁瓣特征；14时51分，反射率因子有所下降，中高仰角层有弱的旁瓣特征。由此推测，从14时30分到45分，此次雹灾发生的主要时段。

图3

两种不同偏振之间的相关系数CC定义为水平偏振回波信号与垂直偏振回波信号的零滞后互相关系数，反映了水平和垂直偏振波的后向散射特征的相关性（图略）。从CC的定义来看，粒子的空间取向和形状以及降水粒子的总体数量是影响它的主要原因，CC对于雷达数据质量评估和回波分类是重要的参考参数。CC对于降雨和干雪时其值较大，接近于1，说明水平信号和垂直信号相关性好；而融化层中冰雹和湿雪时CC值相对较小，非气象目标散射时CC值更小。相关系数CC在0.8-0.9之间，是大冰雹的指标。当相关系数CC小于0.9时，差分相移率KDP不可信，不显示。

5.小结与讨论

(1)在2023年9月27日洮南市的冰雹天气过程中，东北冷涡东移，吉林省西北高层有强的冷平流输送，而东南的低层有暖舌配合，大气处于不稳定状态。较好的动力条件和大气不稳定条件相配合是引发这次强冰雹天气的主要原因。

(2)从雷达反射率看，2023年9月27日午后强回波区从白城地区的西南向东北移动，并逐渐加强。在14:18开始降水回波开始影响洮南市，最强反射率达55dBz以上，回波强度在持续增强。

(3)此次洮南市强降雹过程分析显示，在强对流风暴中双偏振参量ZH达55dBz以上，ZDR达4.0dB，出现降冰雹，可以作为冰雹的监测和预报提供参考。

(4)利用双偏振雷达对强对流云的分析还只是初步的，在今后的工作中需要结合径向速度场的分析，探讨出更多强对流云的结构特征。