新疆库尔勒—尉犁地区一次冰雹天气过程分析

维普资讯

研究论文　

第１卷第６期　

沙漠与绿洲气象　

２００７年１２月　

Ｄｅｓｅｒｔ　ａｎｄ　Ｏａｓｉｓ　Ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｙ　

新疆库尔勒一尉犁地区一次　

冰雹天气过程分析　

巴哈尔古丽，李海燕，热依汗古丽　

（巴州气象台，新疆　库尔勒８４１０００）　

摘　要：利用常规气象探测资料和卫星雷达产品，结合库尔勒及其　】占近区域高密度自动气　

象站网资料，对２００６年５月３日发生在库尔勒一尉犁地区的冰雹天气过程环流背景和雷达回　

波特征进行初步的分析，为冰雹天气的短时预报、雷达监测和防雹减灾提供了一些参考依据？　

关键词：冰雹天气；回波特征；分析　

中图分类号：Ｐ４１５　文献标识码：Ｂ　文章编号：１００２—０７９９（２００７）０６—００４７—０４　

Ａｎａｌｙｚｅ　ａ　Ｃａｓｅ　ｏｆ　Ｈａｉｌｓｔｏｒｍ　Ｈａｐｐｅｎｅｄ　Ｗｅｉｌｉ－Ｋｕｅｒｌｅ　Ｒｅｇｉｏｎ　ｉｎ　Ｘｉｎｊｉａｎｇ　

Ｂａｈａｅｒｇｕｌｉ，Ｌｉ　Ｈａｉ—ｙａｎ，Ｒｅｙｉｈａｎｇｕｌｉ　

（Ｂａｙｉｎｇｕｏｌｅｎｇ　Ｄｉｓｔｒｉｃｔ　Ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌ　Ｏｂｓｅｒｖａｔｏｒｙ，Ｘｉｎｊｉａｎｇ，Ｋｕｅｒｌｅ　８４１０００，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｅｘｐｌｏｉｔｅｄ　ｔｈｅ　ｄａｔａ　ｆｒｏｍ　ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａ１　ｗｅａｔｈｅｒ　ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ　ｔｈｅ　ｐｒｏｄｕｃｔｓ　ｏｆ　ｓａｔｅｌｌｉｔｅ　ａｎｄ　

ｒａｄａｒ　ａｎｄ　ｃｏｍｂｉｎｅｄ　ｔｈｅ　ｄａｔａ　ｆｒｏｍ　ａｕｔｏｍａｔｉｅ　ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ　ｗｉｔｈ　ｈｉｇｈ　ｄｅｎｓｉｔｙ　ｉｎ　Ｋｕｅｒｌｅ　ａｎｄ　ｓｏｍｅ　

ｎｅａｒｂｙ　ａｒｅａｓ，ｗｅ　ｃａｒｒｉｅｄ　ｏｕｔ　ａ　ｅａｓｅ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｃｉｒｅｕｍｆｌｕｅｎｅｅ　ｂａｃｋｇｒｏｕｎｄ　ａｎｄ　ｒａｄａｒ　ｅｃｈｏ　

ｆｅａｔｕｒｅｓ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｈａｉｌｓｔｏｒｍ　ｈａｐｐｅｎｅｄ　Ｍａｙ　３ｒｄ，２００６　ｉｎ　Ｗｅｉｌｉ—Ｋｕｅｒｌｅ　Ｒｅｇｉｏｎ，ａｎｄ　ｐｒｏｖｉｄｅｄ　ｓｏｍｅ　

ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ　ｆｏｒ　ｈａｉｌ　ｗｅａｔｈｅｒ　ｎｏｗｃａｓｔｉｎｇ，ｒａｄａｒ　ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ，ｈａｉｌｓｔｏｒｍ　ｐｒｅｖｅｎｔｉｎｇ　ａｎｄ　ｒｅｄｕｃｉｎｇ　ｔｈｅ　

ｎａｔｕｒａｌ　ｄｉｓａｓｔｅｒｓ．　

Ｋｅｖ　ｗｏｒｄｓ：ｈａｉｌｓｔｏｒｍ　ｗｅａｔｈｅｒ；ｒａｄａｒ　ｅｃｈｏ　ｆｅａｔｕｒｅ；ａｎａｌｙｓｉｓ　

１天气概况　

１２００Ｏｈｍ　，必须翻种面积为５１６７ｈｍ　，补种面积为　

１．１天气实况和灾情　５６３３ｈｍ！，预计直接经济损失达２６４１万元。尉犁县　

２００６年５月３日２０—２３时，巴州库尔勒市和　

地　当日２２时左右出现大风、沙尘暴、降水　冰雹　

尉犁县的部分地　先后出现了冰雹、短时雷雨大　天气，该县偏南的个别乡镇场还出现了较松散的　

风等强对流天气。其中库尔勒地区的冰雹主要出　小冰雹，给当地农牧业等造成了一定的损失。据县　

现在哈拉玉宫乡和普惠地区，持续时问长达１５ｍｉｎ　政府提供数字表明，棉花共受灾２０１４ｈｍ　，绝收　

以上，冰雹最大直径为２．５—３ｃｍ，小的冰粒也如黄　

８００ｈｍ　；香梨１３ｈｍ　受雹灾。　

豆般大小，地面冰雹最大覆盖厚度为８ｅｍ，部分棉　

１．２天气及气象要素特征　

田叶片已全部打光，生长点被打折，需要翻种。据　

本次冰雹对流云单体在２０时前后形成于库尔　

统计：普惠地　及哈拉玉宫乡受灾棉田总面积达　

勒市西部兵团农二师垦区２９、３０团附近，随后沿着　

收稿日期：２００７—０３—２７　

西北路径向东南方向移动，并逐渐增强，在哈拉玉宫　

作者简介：巴哈尔古丽（１９６７一），女（维吾尔族），＿ｆ．程师，现从事短期　

乡及普惠等地发展到最强，形成冰雹并降落。从库尔　

天气预报工作。　

勒气象站要素资料反映来看，风暴经过前后，２１—２２　

４７　

论文　

沙漠与绿洲气象　

维普资讯

第１卷第６期　

２００７年１２月　

Ｄ。。。。。ｅ。’ｓ。—　—ｅ——ｒ———ｔ—————ａ——ｎ————ｄ—‘　‘。。。Ｏ。。。ａ。。。。ｓ　。　。ｉ。　ｓ’—’—Ｍ—————ｅ—‘　。ｔ。‘。ｅ。ｏ。。。。ｒ。。ｏ。。。ｌ。。。’ｏ。　—ｇ—ｙ—　

时库尔勒市的自动站气象要素变幅较大：气温　

△　一５．１ｃｃ、气压ＡＰ＝＋３．４ｈＰａ、相对湿度Ａ　＝＋　

风１２～１６ｍ／ｓ。这时阿克苏、和田以西为偏西风，有利　

于暖湿气流的输送并在南疆东部汇合，该急流和东　

风气流与对流层高层偏西气流在强降水区上空汇　

合，可见对流层底层偏东急流，对流层中层偏南气　

流，对流层高层偏西气流之间的相互配置是促发本　

２７％、风速ＡＵＶ＝＋３．２ｍ／ｓ。２１时３３分一２２时，库尔　

勒自动气象站降水量０．３ｒａｍ，位于普惠乡不远（约　

１８ｋｉｎ处）的尉犁县自动气象站资料显示尉犁县短时　

降水量达７．８ｒａｍ。　

２天气背景分析　

２．１　５００ｈＰａ环流背景　

从环流形势来看，欧亚范围中纬度地区以纬向　

环流为主，前期东欧为反气旋环流，乌拉尔山地区偏　

北风较强，西西伯利亚到东西伯利亚为槽区，锋区在　

４０　５０。Ｎ之间，新疆受锋区低部弱波动的影响，２日　

开始里咸海地区脊发展，中亚地区槽加深，３日０８　

时脊轴开始顺转，使低槽东移进入我区，南北支槽脊　

系统处于同位相，西伯利亚到青藏高原上空是低值　

区，新疆处于多降水时段见网１。　

扯　

扯　

般　秘一一一…～墨　　

图１　２００６年５月３日０８时５００ｈＰａ高空形势图　

２．２影响系统的演变：　

冰雹发生的前一天（５月２日０８时），５００ｈＰａ高　

空锋区在新疆上空，新疆处于锋区的平直西风带中，　

南支上和田、民丰一带出现了４～１４ｍ／ｓ的正南风，印　

度半岛到孟加拉湾受低值系统控制，这都有利于高　

原水汽向北输送，阿拉木图与库尔勒之间东西向温　

差４℃，南疆盆地水汽均达到饱和状态；２日２０时开　

始中亚地区低压槽加深，３日２０时切变在库尔勒以　

西，这时印度半岛到孟加拉湾的低值系统仍然存在。　

２．３对流层底层系统的配合　

通过对高空常规气象资料的分析，我们发现对　

流性天气来临前，８５０ｈＰａ等高面上存在一有偏东急　

流。５月１日０８时和２日０８时８５０ｈＰａ流场上有来　

自河西走廊的偏东急流并持续维持到３日２０时，该　

急流经若羌到达南疆盆地，同时库尔勒到轮台偏东　

次冰雹天气的有利条件见图２。　

Ｌ　

舫　

瓣　

野　

１ｌ６９　目　珏　

蒋　豫端　？襄五、蛰　－一一＿；ｊ　孽　

器　誊　ｊ　静　羔篓警　

喜趣　毫磷兹纛錾　舔磊嚣霉篙　誉；戳　

图２　２００６年５月１日０８时高空风站点　

空间剖面图　

２．４物理量场分析：　

２．４．１水汽条件分析　

Ｔ—Ｔｄ和相对湿度都能反映大气的饱和成度，天　

气来临前２～３　１３，对流层中层５００ｈＰａ上，阿克苏到　

库尔勒上空Ｔ—Ｔｄ＜５ｃｃ，处于饱和状态。从低层　

７００ｈＰａ和８５０ｈＰａＴ—Ｔｄ的分布分析得出，在冰雹来　

临前期（２—３日）巴州各地十分干燥，Ｔ—Ｔｄ大约在　

８～２２ｃｃ之间。　

比湿分布图来看，冰雹发生前两天在８５０ｈＰａ高　

空，帕米尔高原西侧到巴尔喀什湖南部是相对的湿　

区，中心值为８ｇ／ｋｇ。３日０８时湿舌中心移到北疆西　

部，成东西向。３日２０时中　１２、，东移，湿区扩展到库尔　

勒地区上空。　

相对湿度场的分布来看，中低层８５０ｈＰａ和　

７００ｈＰａ上空，１日０８时有两个中心值为９０％的湿　

舌中心，一个中心在中亚地区，另一个中心在北疆北　

部，２日０８时在帕米尔高原西侧又出现中心值为　

９０％的湿中心，同时３个中心接通，成东北西南向的　

高湿区，中心值为９０％。３日０８时开始高湿区向东　

南扩展，３日２０时高湿区移到库尔勒东北部，中心　

值９０％。　

从２日０８时一３日０８时７００～８５０ｈＰａ水汽通　

量图中可以看到，８５０ｈＰａ上２日０８时在中亚地区　

有中心值为８ｇ／ｃｍ・ｈＰａ・ｓ的水汽通量大值中心，在青　

藏高原东部有一个中心值为１０ｇ／ｃｍ・ｈＰａ・ｓ的水汽　

通量大值中心，７００ｈＰａ上在中亚地区有中心值为　

维普资讯

巴哈尔　丽等：新疆库尔勒一尉犁地　一次冰雹天气过程分析　

１０ｇ／ｃｍ・ｈＰａ・Ｓ的水汽通量大值中心，在北疆北部有　

一

似，都处于锋区低部的槽区中，实况和两个数值预报　

产品的形势变化走向一致，可信度较好，本次预报中　

有指导意义。　

３．２　ＥＣ预报罔ｊ－各预报值的变化　

个中心值为６ｇ／ｅｒａ・ｈＰａ・ｓ的水汽通量大值中心，　

水汽通量只表明是否有水汽输送。但降水仅有　

这与７００ｈＰａ和８５０ｈＰａ上的风向非常一致。　

水汽输送是不够的，还必须要有水汽的辐合。通过　

分析可知，本次过程中８５０ｈＰａ上出现了较明显的水　

汽辐合和水汽通量大值中心，７００ｈＰａ和５００ｈＰａ上　

从以上欧洲中心数值预报产品１　Ｈ　２０时预报　

的各预报值从１日２０时一４日２０时的逐日变化幅　

度来看，库尔勒地区５００ｈＰａ　ｊ　２—４日均为负变高　

区，两天变高和一３位势米，２—３日地面上正变压　

区，变压和＋５ｈＰａ、８５０ｈＰａ上负变温区，变温和一６ｃｃ、　

虽然辐合不明显，但是水汽通量散度比较明显。　

通过以上对Ｔ—Ｔｄ、比湿、相对湿度、水汽通量、　

水汽通量散度、低层风场的分析可以看出，中低空水　

汽由南向北输送与来自西方路径、北方南下的冷空　

气的配合，促使３日２１时前后库尔勒地　出现强冰　

雹天气。　

２．４．２垂直速度　

强对流天气除了需要充足的水汽外，还必须有　

强烈的上升运动，从垂直速度场分析，１日０８时一３　

日０８时（冰雹天气来临前），７００～３００ｈＰａ上空垂直　

速度最大中心值从南疆西部逐日东移，冰雹…现的　

前一天（２日０８时），７００～５００ｈＰａ最明显，垂直速度　

较强区域在阿克苏西侧，中心值为一４０ｘ１０％Ｐａ・Ｓ～，　

到３日０８时中心在库尔勒附近。　

２．４．３能量分析　

Ｋ指数是反映气团属性的物理量，Ｋ指数高值　

区，可以综合反映控制该区的气团较周围的大气是　

暖湿而不稳定，为该区域提供不稳定能量。５月１　

口、２日０８时青藏高原西部到巴湖南侧为Ｋ指数高　

值区，有３个高中心，最大中心值为３６ｃｃ，２日２０　

时这些高能中心集中到巴湖南侧，并扩展整个北疆　

到南疆东部，３日２０时２４℃的高能舌中心在库尔勒　

北部，为强对流天气提供了不稳定能量。　

似相当位温的分析来看：５月１日２０时、２日　

２０时、３日２０时８５０～５００ｈＰａ，假相当位温随高度增　

加而降低，Ｏｓｅ／Ｚ＜Ｏ可知，早晨到晚上对流发展，气层　

的不稳定度增强，处于对流性不稳定状态。沙氏指　

数３日０８时到２０时相对较低，是０＜Ｉ＜３，有利于冰　

雹或霄阵雨天气的　现。　

３　ＥＣ数值预报产品的分析　

３．１影响系统的变化　

欧洲中心形势预报中１日２０时中西伯利亚到　

里咸海北部为横槽区，２—３日里咸海地区脊发展，　

推动槽的南段很快东移，跟中西伯利亚槽结合，３日　

我区处在槽低部，４（卜５５。Ｎ之间锋区加强。Ｔ２１　３显　

示５００ｈＰａ高度场形势预报与欧洲形势预报基本相　

８５０ｈＰａ一７０ｈＰａ上相对湿度明显增大区，增加３０％～　

４０％，４日天气结束后预报有负变压、温度未变化、　

相对湿度明显降低。从各预报值随时间的变化幅度　

和强对流天气出现的时问来看，库尔勒ＥＣ趋势预　

报与实况比较吻合，对本次天气过程的最严重时段　

指示性较好。　

４雷达回波资料分析　

４．１资料收集　

对于本次强对流天气，库尔勒ＣＩＮＲＡＤ／ＣＣ新　

一

代天气雷达采用了观测模式ＶＣＰ１１进行ｒ有效　

地跟踪观测。应用区局改装后的敏视达软件对此过　

程进行分析，重点分析了不同仰角的反射率凶子　

（ｚ）、径向速度（Ｖ）、速度方位显示风廓线（ＶＷＰ）、垂　

直累积液态水含量（ＶＩＬ）、垂直最大反射率因子　

（ＣＲ）等资料。　

４．２单体回波的演变　

利用现有的雷达同波资料，从５月３日２０：２２　

时一２３：５０时的垂直最大反射率因子的回波演变来　

看，５月３日冰雹天气雷达回波是一次较为典型的　

单单体风暴，也可称之为“超级单体风暴”。５月３日　

２０时前后，在库尔勒天气雷达防区内方位２５５。，距　

离６０ｋｍ处已形成一个回波结构密实、边界清晰，中　

心最大回波强度５８ｄＢｚ块状回波，位于库尔勒雷达　

站。随后整个回波单体缓慢自西向东移动，移动的　

过程中，中心强度不断增强，最大回波强度７０ｄＢｚ左　

右；同时强核中心也在不断长大，２１：３２时形成明显　

的弓状回波。下罔对应的就是２０：２２时一２１：３２时　

垂直最大反射率因子演变图（图３）。　

图３　２００６年５月３日２０：２２～２１：３２时　

垂直最大反射率因子（ＣＲ）演变图　

４９　

－　敝　

沙漠与绿洲气象　

维普资讯

第１卷第６期　

２００７年１２月　

Ｄ————ｅ——　ｓ。。。ｅ。。ｒ。。　ｔ—　———ａ——ｎ——　ｄ　。　。。。Ｏ。。。’。ａ—　——ｓ—ｉ———ｓ—　。。。Ｍ。。。。ｅ。。。ｔ　—　—ｅ———ｏ——ｒ—‘　。ｏ　。ｌ。。ｏ。。。ｇ’—ｙ—　

４．３速度场分析　

５月３日晚２０：２２时距ＲＤＡ６０ｋｍ处的Ｖ（２７）　

流。由于冷空气的配合，促发了强对流天气的加速　

发展和消亡。　

５卫星云图分析　

产品，可以看出，在雷暴云的前部是红色的正速度　

（远离雷达，面积较小），雷暴云的后部为大片的负速　

度区。在雷达的西南方位气旋式的辐合区，对流单　

从５月３日下午到晚上的云图实况来看，３日　

体因此而不断的发展强盛起来。２１：２１时，雷暴云发　

展到最为强盛时期，也是本次冰雹大风灾害的重灾　

区（普惠地区）的降雹时段：此时在大片负速度中包　

含了小块封闭的正速度区，也即在负速度区中产生　

了“逆风区”。据有关资料显示：２１：２０时左右“逆风　

区”处出现了雷雨大风。该”逆风　”的位置刚好和灾　

害性天气发生区域完全对应，时间也比较吻合。值　

得注意的是：２１：２１时的风暴速度回波图像看，在距　

ＲＤＡ的西南３０ｋｉｎ处，在大片正速　中有１个强中　

心，中心处风速超过１５ｍ／ｓ，正速区中的强巾心风速　

也超过ｌＯｍ／ｓ，正负速度基本呈对称分布，且负速【ｘ二　

更远离ＲＤＡ，即具辐合特　，因此可以判断该处有　

气旋式辐合存在；因其尺度小，强速度中心距离短，　

旋转强烈，因此可进一步判断『叶Ｊ该处有中气旋存在，　

正速中心沿径向上甚至产生了类似“ｊ体散射长钉”　

样的突出部分。说明此处强对流极旺盛。实况反应该　

地出现了１９ｍ／ｓ的强风，本市的哈托玉宫乡、普惠、　

阿瓦提乡均先后　现了局地冰雹、雷雨大风和短时　

强降水等。２１：５０时的图中风暴云已逐步消散，负速　

度区的面积明显减少，“逆风Ⅸ”已经不复存在，此时　

的速度回波图像略呈“ｓ”型分布，暗示着雷达站上空　

有冷平流入侵。天气即将结束。　

４．４风场结构　

图４　２００６年５月３日２０：４４—２ｌ：５０时　

库尔勒雷达站高空风演变图　

通过ＶＡＤ风廓线图和径向速度图，可以看出冰　

雹天气发生时，本站上空　现了明显的风向旋转和　

突变。对流层中层风随高度逆转，表明该层有冷平　

５０　

下午１７时ＦＹ一２ｃ云图上只显示了多条呈带状分布　

的积状云（主要是受锋区波动的影响），此时库尔勒　

上空还是晴空万里，但是跟踪库车到轮台（南疆沿天　

山一带）的云系在东移过程中是不断增强的。特别　

是３日２１时该云系发展到最强。　

６　总结　

（１）冰雹发生前，低涡中心在５０。Ｎ，锋区在４０—　

５０。Ｎ之间，有１２根等高线，等高线和等温线较密　

集，南支上和田、民丰一带出现了４　１４ｒｒｄｓ的正南　

风，有利于暖湿气流的输送。　

（２）对流层底层偏东急流，对流层中层偏南气　

流，对流层高层偏西气流之间的相互配置是促发本　

次冰雹天气的有利条件。　

（３）对Ｔ—Ｔｄ、比湿、相对湿度、水汽通量、水汽通　

量散度、低层风场的分析可以看出，中低空水汽由南　

向北输送与来自西方路径、北方南下的冷空气的配　

合，促使库尔勒地区出现强冰雹天气。　

（４）这次冰雹过程中有一定的不稳定能量存在。　

（５）从各预报值随时间的变化幅度和强对流天　

气出现的时间来看，库尔勒ＥＣ趋势预报与实况比　

较吻合，对本次天气过程的最严重时段指示性较　

好。　

（６）雷达回波资料，垂直最大反射率因子的回波　

演变来看，最大回波强度６０ｄＢｚ左右振荡；同时强核　

中心也在不断长大。ＶＡＤ风廓线图和径向速度图，　

可以看出雹暴天气发生时，本站上空出现了明显的　

风向的旋转和突变。对流层中层风随高度逆转，表　

明该层有冷平流。由于冷空气的配合，促发了强对　

流天气的加速发展和消亡。　

（７）冰雹出现在下午晴空区中，下午西边一条条　

呈带状、絮状分布的积状云，在东移过程中是不断增　

强的。特别是傍晚时该云系发展到最强。　

参考文献：　

【１】张培昌，杜秉玉，戴铁丕．等．雷达气象学【Ｍ】．北京：气象出　

版社，２０００．　

【２Ｊ朱乾根，林锦瑞，寿绍文．等．天气学原理和方法【Ｍ】．北京：　

气象出版社，１９９２．