沈阳桃仙国际机场冰雹天气综合分析

维普资讯 http://www.cqvip.com 第３期　气象水文海洋仪器　Ｎ０．３　２００７年９月　Ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌ，Ｈｙｄｒｏｌｏｇｉｃａｌ　ａｎｄ　Ｍａｒｉｎｅ　Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ　Ｓｅｐｔ．２００７　沈阳桃仙国际机场冰雹天气综合分析　王天奎　（中国民用航空东北地区管理局空中交通管理局气象中心，沈阳１１００４３）　摘要：根据１９８９￣２００５年沈阳桃仙国际机场冰雹历史资料，从影响系统、各物理量诊断及雷达图象等各种气　象资料，分析并得出桃仙机场冰雹天气特点、产生的环流背景及要素条件等。　关键词：桃仙机场；冰雹；分析　中图分类号：Ｐ４　文献标识码：Ａ　文章编号：１００６一Ｏ０９Ｘ（２００７）０３—００３９—０４　冰雹是从强烈发展的积雨云中降落到地面的固　分析研究，探讨本场及附近出现冰雹的气候特点和　体降水物，小如豆粒，大若鸡蛋、拳头，直径一般　活动规律，总结出本场出现冰雹的有利条件及预报　为５￣５０ｍｍ，大的可达３０ｃｍ以上。冰雹是世界上　指标，从而提高对冰雹等强对流天气的预报能力、　很多地方经常出现的一种非常严重的自然灾害，它　更好地保证飞行安全。由于资料较少，分析结果可　对人类的危害很大：一场急剧而强烈的降雹过程，　能会受到一定影响，但本文的分析结果对航空气象　可能对农业、工业、交通、通信以及城市建筑物等　关于冰雹预报经验和方法短缺的现状将会有一定的　造成严重的危害和损失。在农作物快到成熟、收割　参考和借鉴作用。　季节，突如其来的一场冰雹，可以使数百甚至上万　亩的农作物受灾，轻则减产，重则颗粒无收；冰雹　２冰雹的气候特征　对民航客机的飞行安全更是构成巨大威胁：伴冰雹　出现的闪电可以击毁飞行中的飞机、ＣＢ大风可以　２．１年、月分布　将停场飞机吹翻、下击暴流对飞机起飞和降落造成　桃仙机场自有气象观测记录以来，冰雹出现的　严重威胁等。但由于冰雹出现次数很少、持续时间　季节最早在５月份，最晚出现在１０月份，冰雹一　很短、资料短缺等特点，国内外对它的研究很少，　般出现在５～９月份，以５～７月份出现次数最多，　所以导致冰雹的预报准确率较低。因此，加强对冰　占总冰雹日的８５　９／６，其间６月份出现次数最多，　雹天气的研究和分析，了解掌握冰雹的形成和演变　占总次数的４０　９／６。年平均冰雹出现次数将近３次，　规律，对于准确预报冰雹等强对流天气、确保民航　但年分布不均，在１９９４和１９９５年未出现冰雹天　飞行安全具有十分深远的意义。　气，其它各年都有出现，一般出现２～３次。２００５　年出现次数最多，总计１０次，其中机场出现７次，　１资料和方法　为桃仙机场有观测记录以来最多的１年。　２．２强度、日变化和持续时间　根据１９８９￣２００５年沈阳桃仙机场气象观测所　根据观测标准，以５ｒａｍ直径大小为标准进行　记载的冰雹实况记录和各种气象资料，统计、分析　统计，桃仙机场冰雹的强度、尺寸一般小于５ｒａｍ　了桃仙机场１７年中５０个冰雹个例资料。本文的冰　（冰粒）。大于５ｒａｍ的冰雹出现次数约占冰雹总次　雹次数普查统计是以桃仙机场为中心、５０ｋｍ半径　数的３６　９／６左右［１］。在冰雹中，大多数直径为５～　内出现冰雹，记为１次冰雹。当某日出现多次冰雹　２０ｒａｍ，个别的达到２０～４０ｒａｍ。冰雹多出现在午　时，也记为１次冰雹。通过对５０次冰雹天气过程　后到上半夜，北京时１３～１９时出现次数最多，占　收稿日期：２００７—０４—１６．　作者简介：王天奎（１９６８一），男，大学，工程师．主要从事民航气象预报和飞行保障工作．　维普资讯 http://www.cqvip.com 维普资讯 http://www.cqvip.com

第３期　王天奎：沈阳桃仙国际机场冰雹天气综合分析　５Ｏ个冰雹日的８５０ｈＰａ水汽通量散度的分析：雷暴　发生前，沈阳位于水汽辐散区，临近发生时，沈阳　位于水汽辐合区内，辐合中心在沈阳地区西部；雷　雨发生时辐合中心逐渐东移，沈阳位于水汽通量散　度大梯度区，并且靠近辐合中心一侧的占到了　生。分析冰雹出现前后３００ｈＰａ和８５０ｈＰａ风场发　现，在冰雹出现前，沈阳地区的西北部上空高空急　流得到加强，或８５０ｈＰａ存在低空急流时，都有利　于形成对流天气。当高、低空急流同时存在，二者　上下叠加呈耦合状时，低空辐合高空辐散，必然产　８５　。　４．２能量分析　不稳定层结是为对流发展提供位能转化为动能　的基本条件。在位势不稳定区孕育的中尺度系统，　一旦得到中高层大尺度上升运动的配合，就会立即　变为深厚的对流运动而形成强对流天气。　气层中的０ｓｅ随高度降低，则该气层空气上升　到凝结高度以上时，温度的垂直递减率大于湿绝热　递减率，此时为对流不稳定，可能发生强对流而形　成雷暴。如果ＡＯｓｅ＝０ｓｅ５００—０ｓｅ８５０＜０，则表示　本场上空位势不稳定ｒ５］。通过对ＡＯｓｅ分析，发现　在冰雹到来之前及发生时，沈阳上空ＡＯｓｅ￣Ｏ，处　于明显的负值区，此时沈阳上空处于对流不稳定状　态，已具备产生强对流甚至冰雹的条件。　０ｓｅ（假相当位温）是代表大气中温、压、湿　的综合特征值。０ｓｅ的分布反映了能量的分布，当　低层的０ｓｅ水平梯度足够大时，说明有强的能量锋　区存在，有利于强对流天气的发生和发展。研究表　明：∑０ｓｅ＝０ｓｅ５００＋０ｓｅ７００＋０ｓｅ８５０反映了５００～　８５０ｈＰａ总能量的分布，其等值线密集区为能量锋　区，冰雹多发生在能量锋区的南缘或靠近能量锋区　处。　４．３触发机制　任何一次对流天气都离不开触发机制。低空急　流是一种动量、热量和水汽的高度集中带，这种低　空高速气流有很强的地转风，沿低空急流传播的中　尺度风速脉动或风速最大值对天气的影响甚至比低　空急流本身更为重要。高空急流对冰雹等强对流天　气的发生具有非常重要的作用。一方面，高空急流　出口处左侧强的垂直切变的环境风能够提供对流发　展的动量，急流区的强风有利于对流云顶质量辐散　的增强和上升气流的维持。另一方面，高空强风能　将对流云发展过程中，由于水汽凝结释放出大量潜　热，导致云体上部增温的暖空气带走，起到通风作　用，因此，高空急流有利于对流云的维持和发展，　所以在高空急流出口区左侧有利于强对流天气发　生强的上升运动，促发并维持强对流天气。　５雷达回波分析　５．１雷达回波顶高分析　雷达回波顶高直接反映出对流云发展的状况，　对流云主体达到冰晶活跃温度区域的所在高度，是　形成庞大的雷暴云体和强电场并促使发生雷电现象　必不可少的条件ｒ６］，因此对雷达回波最大高度进行　分析有利于识别强对流。通过对５Ｏ次冰雹天气的　雷达回波顶高进行分析发现，各月出现冰雹的雷达　回波的最大顶高并无明显差别，出现冰雹时雷达回　波的最大顶高一般在１２ｋｉｎ以上，最高可达１８ｋｉｎ，　最低的一次为１０ｋｉｎ。　５．２雷达回波强度分析　雷达回波的反射强度可以直接反映出云团中水　汽的含量，强对流云的形成要求在云内存在较大厚　度的高含水量的过冷水滴区，使得冰雹云在对流发　展过程中迅速抬升、发展，最终导致冰雹的发生。　分析桃仙机场多年冰雹雷达回波强度发现，出现冰　雹时，雷达回波强度一般大于５２ｄＢｚ，最大可达　６５ｄＢｚ，小于４８ｄＢｚ未出现过冰雹天气。　６结论　６．１冰雹出现最高峰：一年中６月最多，一　日中１３￣１９时最多。　６．２造成沈阳桃仙机场冰雹天气的系统主要　是东北冷涡。　６．３最大水汽通量＞８　ｇ／（ｓ・ｈＰａ・ｅｒａ）可　作为冰雹天气预报的重要指标。　６．４　沈阳地区的西北部存在高空急流、　８５０ｈＰａ存在低空急流或同时存在，二者上下叠加　呈耦合状时，可触发冰雹天气。　６．５雷达回波强度一般大于５２ｄＢｚ可作为冰　雹预报的指标。　维普资讯 http://www.cqvip.com ・　４２　・　气象水文海洋仪器　Ｓｅｐｔ．２００７　［４］夏传栋，廖国进，周立宏，等．沈阳地区连续强雷暴天气　参考文献　［１］扈宝奎，朱东升，等．沈阳桃仙国家机场：航空气候志．　［２］李丹，扈宝奎．桃仙机场强雷雨气候特征［Ｊ］．辽宁气　象，１９９９，（４）．　成因分析［Ｊ］．辽宁气象，２００３，３．　［５］施望芝等．湖北一次冰雹天气过程的落区诊断分析和　预报［Ｊ］．热带气象学报，２００４，（４）．　［６］薄兆海，宋煜，何玉科．一次辽宁南部局地大暴雨中尺　度系统分析［Ｊ］．辽宁气象，２００５，（２）．　［７］肇启锋，王天奎．１９９６—２００２年桃仙机场夏季雷暴回波　［３］巴特尔，巩迪，李一平，等．呼和浩特地区冰雹天气的气　候分析［Ｊ］．内蒙古气象，１９９６，（３）．　参数对比分析［Ｊ］．辽宁气象，２００５，（４）．　Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ　Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｎ　ＨａｉｌｏｍＤｒｅＩｉ　ｎ　ＩｔａｉＩ　Ｅｖｅｎｔｓ　ａｔ　Ｓｈｅｎｙａｎｇ　ＩＥｖｅｎｔｓ　ａｔ　Ｉｉ　Ｔａｏｘｉａｎ　Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ａｉｒｐｏｒｔ　Ｗａｎｇ　Ｔｉａｎ－ｋｕｉ　Ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ，ＣＡＡＣ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ　１１００４３，Ｃｈｉｎａ）　（Ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌ　ＣｏｌｅｔＴ　ｏｆ　Ｎｏｒｔｈｅａｓｔ　Ａ　Ｔｒａｆｆｉｃ　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｈｉｓｔｏｒｉｃａｌ　ｄａｔａ　ｏｆ　ｈａｉｌ　ｆｏｒ　Ｓｈｅｎｙａｎｇ　Ｔａｏｘｉａｎ　Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ａｉｒｐｏｒｔ　ｂｅｔｗｅｅｎ　１９８９　ａｎｄ　２００５，ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ａｎａｌｙｚｅｓ　ｖａｒｉｏｕｓ　ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌ　ｄａｔａ，ｓｕｃｈ　ａｓ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　ｓｙｓｔｅｍ，ｖａｒｉｏｕｓ　ｐｈｙｓｉｃａｌ　ｑｕａｎｔｉｔｙ　ｄｉａｇｎｏｓｉｓ　ａｎｄ　ｒａｄａｒ　ｉｍａｇｅｓ，ｔｏ　ｏｂｔａｉｎ　ｔｈｅ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　ｈａｉｌ　ｐｒｏｃｅｓｓ，ｔｈｅ　ｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ　ｂａｃｋｇｒｏｕｎｄ　ａｎｄ　ｅｓ—　ｓｅｎｔｉａｌ　ｆａｃｔｏｒｓ　ａｔ　Ｔａｏｘｉａｎ　Ａｉｒｐｏｒｔ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｔａｏｘｉａｎ　ａｉｒｐｏｒｔ；ｈａｉｌ；ａｎａｌｙｓｉｓ　（上接第３８页）　Ａｎａｌｙｓｉｓ　ａｎｄ　Ｒｅｍｏｖｅ　Ｍａｌｆｕｎｃｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　Ｖａｌｕｅ　Ａｂｎｏｒｍｉｔｙ　ｉｎ　ＤＹＹＺＩＩ　Ａｕｔｏｍａｔｉｃ　Ｓｔａｔｉｏｎ　Ｃｏｎｇ　Ｙｕ　，Ｙａｎ　Ｙｕｅ　（１．Ｌｉａｏｎｉｎｇ　ｐｒｏｖｉｎｃｅ　ｍｅｔｅｒｏｌｏｇｉｃａｌ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ａｎｄ　ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｅｎｓｕｒｅｍｅｎｔ　ｃｅｎｔｒｅ，　Ｓｈｅｎｙａｎ　１１００１５，Ｃｈｉｎａ；　２．Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ　ｎｕｍｅｒｉｃａｌ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｍａｃｈｉｎｅ　ｌｔｄ，Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ　１３００１２，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｔ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ　ｔｈｅ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｓｉｇｎａｌ　ｔｒａｎｓｆｅｒ　ｏｆ　ｆｌｏｗ，ａｎａｌｙｓｉｎｇ　１０　ｒｏａｄ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｖａｌｕｅ　ａｂｎｏｒ—　ｍｉｔｙ　ｐｈｅｎｏｍｅｎａ，ｊｕｄｇｉｎｇ　ｍａｌｆｕｎｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ＤＹＹＺＩＩ　ａｕｔｏｍａｔｉｃ　ｓｔａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｒｅｍｏｖｉｎｇ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ａｕｔｏｍａｔｉｃ　ｓｔａｔｉｏｎ；ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｖａｌｕｅ　ａｂｎｏｒｍｉｔｙ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｍａｌｆｕｎｃｔｉｏｎ；ｒｅｍｏｖｅ