2024年6月15日丹东地区冰雹天气的雷达回波特征和卫星云图分析

摘要：通过利用高空、地面等常规气象资料、多普勒雷达资料以及风云卫星云图产品对2024年6月15日发生在丹东地区的冰雹天气进行过程分析，此次冰雹天气在东北冷涡背景下发生的，丹东地区高空有较强的冷平流叠加在低层暖湿气流上，对冰雹的形成提供有利的环境条件，雷达回波中观测有中尺度辐合系统具有的充沛能量可诱发强对流，回波高反射率、高垂直液态水含量等降雹潜势的指标明显，卫星云图上，丹东地区有一片高温区域，有一较为强盛的对流云团，对流云团生消迅速，具有明显的中尺度特征这一对流云团为冰雹天气提供了重要的条件。

关键词：冰雹；雷达回波；卫星云图；东北冷涡

引言

冰雹天气突发性强、移动速度快、危害时间短，往往会对社会经济和人民生产生活造成重大损失，因此做好冰雹天气的预报短临预警工作是十分有意义的。辽宁省丹东地区强对流天气受东北冷涡影响显著，冷涡东移冷空气也随之东移南下，容易出现高空西北气流型冰雹天气【1】。冰雹过程中500hPa和850hPa温差、回波顶高等参数对区分冰雹等级大小有一定的指示意义【2】。多普勒天气雷达资料中最大反射率因子、强回波发展高度、VIL最大值是冰雹天气特征诊断的显著指征【3】，降雹往往发生在云顶亮温梯度较大的区域【4】。上述研究成果，为分析此次丹东地区冰雹天气形成的机制及特点提供了参考。本文通过分析冰雹过程的形成机制以及研究雷达、卫星云图产品的重要指征，希望为类似的冰雹天气过程的预报预警提供一定参考。

1. 实况与环流背景

1.1.强对流天气概况

2024年6月15日午后，受东北冷涡影响，大连、东港、丹东市区先后受到强对流天气袭击，此次强对流天气持续时间不长，最大冰雹直径超过2cm，一般认为，降落到地面上直径超过2cm的冰雹为强冰雹，这次冰雹天气产生了较大的经济损失。以雷暴、短时强降雨、局地冰雹为主，总降雨量不大。此次过程发生在冷涡减弱阶段，强对流天气多发生在冷涡发展和维持阶段，在冷涡减弱时一般较少【5】，所以此类天气个例具有分析和研究的价值。

图1 SWAN3.02024年6月15日13:36反演的10min冰雹强对流实况

1.2.环流背景

丹东市位于辽宁省东南部，属于丘陵地带，地势北高南低，丹东市区和东港中南部地势最低，在全国综合自然区划中，丹东属于暖湿带湿润区大陆性季风气候，但背山面海的独特地理环境，使得北部地区大陆性气候特征明显，南部地区海洋性气候特征明显。利用常规观测资料对冰雹发生前的环流形势进行分析，2024年6月15日8时，高空500hPa在45°-55°N、120°-135°E范围存在东北冷涡，温度场上-14℃冷中心位于黑龙江省西部，冷涡后部有冷空气南下，500hPa西北气流和850hPa西南气流风向切变明显，925hPa超低空切变线经过丹东地区间，12时500hPa冷涡中心位置稳定，闭合等高线条数减少，冷涡有减弱溃散趋势。

1.3.环境场分析

对冰雹发生时刻的物理量进行诊断图2（a），结果表明：上层整大气较干，700hPa以上相对湿度低于40%，925hPa相对湿度是70%；700hPa与500hPa之间的温度差＞16℃，850hPa与500hPa之间的温度差＞28℃，大气层结不稳定。使用丹东探空站数据图2（b），从探空图中可以看出，早晨近地面存在浅薄逆温层，有利于不稳定能量的储存，但是整层水汽条件差，湿层较为浅薄。CAPE值1252.1J/kg，有利于维持强烈的上升运动。0-6km的垂直风切变达到16m/s以上，较强垂直风切变有助于维持雹暴内强烈的上升气流。

图2 2024年6月15日08时EC模式丹东站垂直剖面图(a)和丹东地区T-lop图(b)

2. 雷达拼图分析

15日11:26，对流单体a在庄河市东侧处生成，尺度较小，中心强度不超过40dBz，该单体随后缓慢向东港方向移动并发展，11:45-11:59单体a强度迅速加强，中心最大强度由40dBz迅速增至58dBz，同时丹东市区西北方向20km处开始生成另一对流单体b，初始中心强度不超过35dBz，12：10对流单体a移动到东港地区，反射率因子显示回波中心强度达60dBz以上，移动过程中VIL迅速下降，东港与庄河交界处多个乡镇降下小冰雹，直径超过2cm，对流单体b迅速加强发展成线性多单体风暴b，雷达2.4°仰角反射率因子显示，回波中心强度达55dBz以上，，12：40对流单体a中心最大强度明显下降，13：11线性多单体风暴b向东南方向移动并逐渐加强，可观测到4个高反射率中心（图3a)，回波中心最大强度达60dBz以上，13:00-13:20丹东新区部分街道降下小冰雹，同时伴有短时强降水，13：24-13：30多单体b强度减弱中心合并，对流单体a后部有新单体生成（图3b)，中心强度超过65dBz，随后20分钟内VIL从63kg/m³降到40kg/m³之下，迅速移动到海上，减弱消散，14：13b移出丹东市区向朝鲜方向移动，15:22该单体减弱消亡，b生命史长达3.5h。

图3 2024年6月15日13：11和13：30的雷达组合反射率图和13：24液态水含量图

3. 卫星云图分析

辽宁省东南沿海地区水汽条件较好，更有利于冰雹云的形成。15日11：00可见光云图中，东北冷涡云系尾端即辽宁东南地区有零星点状对流云团，对应着对流单体a的生成和发展，12：00云团增厚发展，含水量增多，随着冰雹发生时刻的临近，纹理和暗影逐渐清晰，多个单体隐约形成有组织的线状。13：00整块区域连成东北-西南向带状云团，边界光滑，结构紧密，意味线状多单体b的发展。14：00形态特征强度依旧维持，北侧边缘出现絮状结构，云体开始松散，南侧云体移动到海上，15：00云带断为两段，可能是受东南沿海地区地形影响，北侧受受长白山余脉阻滞，移速较慢，南侧沿海平原，因素较快，对流云带在移动减弱过程中发生断裂，南侧移到海上后受海温影响很快减弱，北侧继续向朝鲜方向移动。

4. 结论

对这次突发性冰雹的短时预报是不理想的，只提出了短时强降水的可能，没有成功预报出冰雹天气的发生。本文利用临近探空及NCEP资料中的物理量变化来揭示强冰雹发生前环境场的变化特征，并以高时空分辨率的多普勒天气雷达及风云二号卫星资料作为主要手段进行冰雹触发机制分析，重点得到以下结论：

（1）上层整大气较干，低层湿度较差，但海边的暖湿空气提供了潜在的有利条件。高低层之间的温度差也是大气层结不稳定的原因之一。0-6km的垂直风切变达到16m/s以上，低层强垂直风切变对于辽宁省沿海地区冰雹天气具有一定指示意义。

（2）反射率因子核心超过60dBZ，液态水含量的快速下降，都标志着冰雹的发生发展上，可作为冰雹临近预报参考。

（3)利用高分辨率卫星可以更好了解冰雹发生的过程和机制，云团的发生发展、形态变化与对流天气的进程一一对应，卫星在强对流天气监测、分析和预报工作中仍有潜力可挖。

参考文献：

[1] 徐璐璐,李倩,李慧琳,等.2018年9月丹东连续两次风雹天气的多尺度对比分析[J].气象与环境学报,2019,35(06):1-7.

[2] 刘静.辽宁地区分级冰雹天气逐月物理参量特征与雷达回波分析[J].中国农学通报,2019,35(26):135-139.孔晓宇，毛江玉，吴国雄等.2002年夏季中高纬大气准双周振荡对华南降水的影响[J].大气科学，2017，41（6）:1204-1220.

[3] 基于雷达ROSE2.0产品的一例大风冰雹天气过程诊断分析

[4] 基于雷达和卫星资料对一次冰雹天气过程的中尺度特征分析

[5] 白人海，孙永罡.东北冷涡中尺度天气的背景分析[J].黑龙江气象，1997（3）：7-8.