渤海湾北部地区冰雹天气分型及预报方法研究

利用常规观测和区域自动气象站资料，对2000-2016年渤海湾北部地区5～11月出现的32次冰雹过程进行天气学分型，对比不同类型冰雹天气得环境参数特征，得出相应的预报方法。结果表明：渤海湾北部地区冰雹主要分为高空干冷气流强迫型及斜压锋生型。前者由对流层中高层的干冷平流强迫，配合中尺度低压及地面辐合线，午后近地面的太阳辐射加热起到关键作用（简称干冷强迫型）；后者主要发生于低涡槽前的锋面气旋冷锋附近，锋面动力强迫是此类冰雹的主要触发机制（简称锋生型）。干冷强迫型较锋生型表现出更强的静力不稳定层结、更大的风向垂直切变、相对较低的低层湿度和0℃、-20℃层高度。渤海湾北部地区降雹多发生于东北冷涡天气背景之下，湿度条件高于西北地区低于中东部地区，层结不稳定度高于中东部地区低于西北地区。除中低层温度直减率、中层干层、低层湿层及深层垂直风切变等常用指标外，本文发现湿球0℃层高度及逆温层高度对渤海湾北部地区冰雹天气发生有着较好的指示意义。选取以上预报因子，运用指标叠套法对2017、2018年5～11月进行冰雹潜势预报，降雹过程无漏报，TS评分高于国家级强对流主观预报。     

预报冰雹的方法

目前,预报冰雹的方法很多,但效果都不很好。近来,我们结合层结的水汽条件、余额不稳定度5℃处的环境温度、最大不稳定度大小等条件,综合判断,作冰雹预报,效果较好。今简要介绍如下。     

利用温度层结做冰雹单站预报

冰雹是一种中小尺度受地域条件影响的强雷暴天气,其冰水转化过程对大气的温度层结有一定的要求,通过对冰雹天气大气温度层结的研究,寻找其特征,预报冰雹的发生。利用延安市的气象探空资料,结合洛川县的降雹实况,得到洛川冰雹预报方法和指标。在冰雹预报试验中没有出现冰雹漏报,空报率在10％左右,其中只有〈2%的情况没有出现强对流云。     

0℃层高度的变化对冰雹融化影响的分析和应用

通过冰雹融化过程的热量平衡公式得到0℃层高度与冰雹融化能力的近似关系,分析小尺度冰雹条件下0℃层高度对0℃层冰雹半径和地面冰雹半径的影响。结果表明：地面冰雹半径随0℃层冰雹半径和0℃层高度变化,设定冰雹云判别的雷达回波高度和中心强度等指标时应考虑0℃层高度变化的影响;0℃层高度在2000~6000 m范围内时,0℃层冰雹最小半径临界值在0.32~1.08 cm,临界降雹的最小上升气流速度在11.5~21.2 m·s-1;结果分析可初步了解0℃层高度对冰雹融化的影响,为冰雹预报及人工防雹作业提供重要参考依据,降低通过WSR 88D增强HDA算法做冰雹尺寸预报的虚警率。     

商洛地区冰雹天气形势及潜势预报指标

利用地面气象观测报表和灾情记录,统计2002—2011年商洛地区共出现冰雹天气过程48例。根据500hPa天气形势,将商洛冰雹天气分为冷涡型、西北气流型、高空槽切变型三种类型。通过计算冰雹个例的动力、热力、能量、稳定度指标,发现与商洛冰雹天气关系密切的11个物理量指标。其中,初夏(5—6月)和盛夏(7—8月)冰雹天气的K指数、沙氏指数、850hPa和500hPa温差、瑞士雷暴指数、850hPa露点温度等对流指标表现出显著的差异,在进行冰雹潜势预报时需要注意。CAPE值、0℃层和-20℃层高度在各月差异不大。5—6月进行冰雹潜势预报时应特别关注低层水汽条件的增加,7—8月应特别注意0℃层和-20℃层的高度是否适合冰雹的生成。冰雹预报指标在2012—2014年商洛冰雹天气过程中得到了较好的检验。     

基于数值模式产品的广西冰雹客观预报方法研究

利用2012—2016年广西重要天气报(WS报)和信息员上报的冰雹实况,以及欧洲中心(ECMWF)0.125°×0.125°的逐6 h再分析资料,分析不同天气背景下广西历史冰雹个例发生前后关键物理参数的特征及其变化。从不稳定能量、水汽条件、对流触发条件、垂直风切变、0℃层高度、-20℃层高度等方面归纳总结广西冷空气影响冰雹过程及暖区冰雹过程的预报指标,应用预报指标动态调整的配料法,分别建立冷空气影响冰雹过程和暖区冰雹过程的广西分类冰雹客观预报方程。利用方程对2017—2018年2—6月广西冰雹进行试报,结果表明该方程对广西冰雹天气有一定的预报能力,其中对大范围冷空气南下触发的冰雹过程较暖区发生的冰雹天气过程预报更为准确,但也存在较大范围的空报,空报区域基本与雷暴大风天气落区对应,具有一定的警示作用。     

山东冰雹时空分布特征与分类预报指标研究

利用冰雹实况资料、高空探测资料、地面观测资料和EC细网格数值预报资料，统计分析了2012—2021年79次对山东造成较大灾害的冰雹过程的时空分布特征，总结了不同区域、不同大小以及关键月份降雹的关键环境参量特征及阈值。结果表明：①山东降雹具有明显的时空分布特征，降雹主要出现在鲁中地区和鲁北地区；降雹日数年际变化较大，最多年份可达14 d，最少仅为5 d；降雹主要出现在春末夏初，占全年降雹日数的65%；14:00—20:00是冰雹高发时段，占全天降雹的63.3%。②鲁中地区年平均出现大冰雹的次数最多，但半岛地区出现大冰雹的概率更大；大冰雹主要出现在5—6月，占全年大冰雹日数的68.6%。③山东降雹具有较大的对流有效位能、中等及以上强度的深层（0～6 km）垂直风切变、显著的条件不稳定层结和适宜的特征层高度/厚度。④不同区域、不同大小以及关键月份的物理参量的特征和潜势预报阈值都有一定的差别，主要体现在内陆地区、6月降雹、大冰雹较沿海地区、5月降雹、小冰雹的对流有效位能明显偏大、干暖盖指数偏小、深层垂直切变有所增大、抬升凝结高度略偏高、-20～0 ℃层的厚度偏薄。     

关于冰雹的融化层高度

冰雹尤其是强冰雹预报的重要参数之一是冰雹融化层到地面的高度。长期以来国外英文文献上一直都将湿球温度0℃层(Wet Blub Zero,WBZ)作为冰雹融化层的近似高度,但这一事实一直没有引起国内预报人员和部分研究人员(包括作者在内)的足够注意。以至于一直到现在,国内绝大多数预报人员仍然将干球温度0℃层(Dry Blub Zero,DBZ)作为冰雹融化层的近似高度,这是一个错误。在WBZ和DBZ之间和上下一定范围内存在明显干空气(即温度露点差较大)时,二者高度会有明显的差距。本文主要阐明冰雹融化层的高度应该采用湿球温度0℃层(WBZ)高度而不是干球温度0℃层(DBZ)高度,说明了当对流层尤其对流层中层存在明显干层时,由于蒸发冷却引起的水膜再冻结会有利于大冰雹落地,而此时的冰雹融化层也就是湿球温度0℃层(WBZ)的高度明显低于干球温度0℃层(DBZ)的高度。文中给出了如何根据探空资料的T-logp图确定湿球温度垂直廓线进而确定湿球温度0℃层(WBZ)高度的方法。最后给出两个对比鲜明的例子,进一步说明对流层中层明显干层存在与否对冰雹融化层高度的影响,以及冰雹融化层高度的高低是决定冰雹大小甚至降雹与否的主要因子之一。     

2002-07-19冰雹过程的数值解释分析

提出了MM5模式要素预报误差的改进思路；根据冰雹形成的基本机制做出预报时段内冰雹诊断图；通过分析冰雹诊断图对冰雹预报因子做出评价，形成了利用MM5预报产品做出冰雹预报的一种方法。     

最不稳定层的确定及应用

以清远探空站资料为基础，对2003~2004年清远及其附近地区强对流（雷雨大风、冰雹、龙卷风，下同）日最不稳定层位置及状态进行了统计，并把最不稳定层同几个规定层进行比较，总结出三种主要的产生强对流天气的T—LnP图型，为强对流天气的预报提供了极为有利的参考。     

陕西4月冰雹天气学特征及对流潜势指标分析

利用2015—2020年陕西4月99站地面观测资料、灾情报告,高空探测资料,多普勒雷达资料等,对陕西4月冰雹天气发生的天气形势、对流潜势指标及雷达回波特征进行统计分析,结果表明：陕西4月冰雹多发生在午后至傍晚（12—20时）,降雹相对高频区位于陕北南部和关中;按环流形势将冰雹天气分为槽后西北气流型和冷槽型两类,槽后西北气流型主要特征表现在中层强的干冷空气侵入造成强热力不稳定层结,冷槽型冰雹天气产生的主要原因为高层冷空气叠加于低层暖湿气流上,造成强的位势不稳定,天气尺度抬升促进对流进一步发展;共筛选出11个指标为4月冰雹天气潜势预报提供参考,业务应用中重点分析相比气候平均值差异较大的K指数、总指数、对流稳定度指数,作为冰雹天气潜势预报中不稳定层结及低层水汽条件的判别指标,同时需注意其他指标的配合使用,应用CAPE值做强对流天气潜势预报时必须要经过探空订正;降雹云团受地面中尺度系统触发,槽后西北气流型冰雹的雷达回波分散、持续时间短,冷槽型冰雹的雷达回波范围广,持续时间长。     

一维积云模式计算降雹最大尺度

采用一维积云模式计算积云的发展和冰雹的增长，根据当天０７时的探空资料，用模式计算积云的发展，给出云顶高度，云顶温度，云底高度，云中０℃层高度，云内、外温度分布，以及云内上升气流速度和含水量的分布；再由设定计算冰雹的增长，求出雹云中生成的最大冰雹尺度，考虑０℃层以下冰雹的融化，计算出降到地面上的最大冰雹尺度。与实际观测的最大降雹尺度比较，发现计算结果较好，由此得出结论，用此模式预报最在尺度是可行的，     

泾川县冰雹短时预报初探

泾川县冰雹短时预报初探苏宏强（泾川县气象站７４４３００）冰雹的短时预报难度大，过去县站冰雹预报多采用点聚图方法，没有充分利用近十几年较为齐全的５００ｈＰａ图和地面传真图。现以泾川站为例，利用高空地面资料，探讨县站冰雹短时预报方法。１冰雹统计特征对泾川...     

沈阳地区一次冰雹天气过程形成机制的数值模拟

应用中尺度MM5数值预报模式对2003年6月28日发生在沈阳地区的一次冰雹强对流天气过程进行数值模拟和分析,并与实况观测资料进行比较,成功地模拟出中尺度强对流天气系统演变规律,得出这次强对流天气过程的触发机制,为冰雹强对流天气的预报提供有应用价值的思路和方法。此次冰雹强对流天气过程主要是受深厚的低涡天气系统作用的结果,高低空急流的耦合、干湿空气间强的风垂直切变和上层干冷、下层暖湿的位势不稳定层结是此次冰雹强对流爆发的重要触发机制。     

河南省冰雹短期预报方法研究

利用1999—2010年共45个冰雹日个例(全省同一天有≥2站出现冰雹),分析冰雹日高低空、地面形势特征和降雹落区,发现降雹与500 h Pa环流形势关系密切。因此依据冰雹日08时500 h Pa高空形势及对流层低层的特点,将河南省冰雹天气形势划分为西北气流型、东北冷涡型、华北冷涡型及低槽型4个天气类型,并依据不同的天气类型给出可能发生冰雹的大致落区。由于冰雹的形成除有利的天气形势背景条件外,还必须具备低层水汽辐合、大气不稳定层结、触发机制3个基本条件,因此本文进一步对河南省冰雹日当日500 h Pa低槽低涡位置、地面冷锋位置、地面温度、露点温度、探空资料等进行分月统计,获得冰雹预报的判别指标。基于以上条件,引进中国科学院大气物理研究所研发的完全弹性三维冰雹云模式,依据河南省内及周边的共7个探空站资料制作河南省的区域客观预报。通过4个月的业务应用,发现利用micaps实时资料并结合三维冰雹云模式来预报河南省的冰雹天气,空报率较高,漏报率较低,提高了冰雹的预报时效,为重点防雹作业区争取到了充分的作业准备时间。     

桂林初春一次冰雹天气过程分析

利用常规气象资料、FY-2G卫星资料和桂林多普勒雷达资料,对2016年3月19日夜间桂林一次冰雹天气过程的环境条件和雷达回波演变和结构特征进行了详细分析。结果表明:过程发生在地面暖低压和低空急流共同发展,暖切附近的不稳定层结条件下;合适的-20℃和0℃层高度、上干下湿层结以及强的垂直风切变有利于产生冰雹;冰雹发生前反映大气不稳定度的各项参数发生显著变化,对于做出冰雹的潜势预报具有很好的指示意义;强回波中心强度超过60dBz、具有倾斜结构和V型缺口、 VIL值维持在40kg·m^-2以上、回波顶高维持在12km以上的雷达回波特征可用于识别冰雹。     

铜川冰雹天气经验预报

在多年预报实践和个例分析的基础上，总结预报铜川冰雹天气的经验指标，得出：应用08时高空指标和本地要素，预报当日铜川冰雹天气效果较好；冰雹天气主要出现在5－9月，尤其是5月下旬－7月中旬、9月中旬为冰雹的多发期，日降雹时间主要在11－20时。     

广西雷击、冰雹环流特征及预报系统建设

对广西雷击、冰雹事件的气候特征、环流形势及影响系统进行了较完善的分析，建立了雷击、冰雹定性预报概念模型和定量客观预报系统，为开展雷击、冰雹天气分析和预报服务提供了较全面的科学依据及可靠的工作平台。     

基于风暴数值模拟的冰雹临近预报方法研究

该文利用基于格点冰雹识别的研究成果,结合ARPS风暴数值模式的输出结果,提出基于风暴数值模式的冰雹临近预报方法,即用风暴数值预报的水物质场反演的反射率因子场作为冰雹的预报因子,并通过建立基于格点的强冰雹识别算法作为冰雹预报模型,从而对冰雹的落区及大小做出预报。与一般的冰雹预报模型相比,新的方法有以下特点：选取的冰雹预报因子物理意义更加明确,更加全面;建立的冰雹预报模型比较稳定;建立冰雹预报模型的过程相对简单。新的方法在一次强冰雹过程中得到了成功应用,在3h的临近预报中基本准确预报了强冰雹的落区位置。     

江西冰雹、大风与短时强降水的多普勒 雷达产品的对比分析

为发挥多普勒天气雷达监测和预警冰雹、雷雨大风、短时强降水等强对流天气的作用，制作出精细化的临近和短时预报，选取了江西8次典型的强对流天气过程，从7个方面对冰雹大风和短时强降水两类强对流天气的多普勒天气雷达回波特征进行对比分析。结果表明：江西省冰雹、雷雨大风过程45～55dBz强回波平均高度为12．4km，达到或超过-25℃层的高度，比短时强降水回波高5．6km。弱回波区（wER）或有界弱回波区（BwER）、三体散射长钉、持续高垂直积分液态水含量、中气旋、下湿上干或强风垂直切变特征等都是冰雹天气的典型特征。而相对平均径向速度图上“S”型暖平流及表现强低空急流的“牛眼”、深厚的湿度层等，则是短时强降水的主要特征，这些特征可为两类强对流天气短时临近预报提供预报参考。