2019年呼和浩特白塔机场一次冰雹天气分析

段金鑫

(民航内蒙古空管分局，呼和浩特 010070)

呼和浩特市地势北高南低，由于其特殊的地理位置，导致气候较为特殊，其中冰雹是主要的自然灾害之一[1]。李一平等[2]认为，利用08∶00的探空资料预报午后的冰雹适用性较强。郑旭程等[3]发现，冰雹发生时，当总指数达到48℃以上时，对流有效位能比较大，SI或LI小于1，如果相当位温垂直递减率6℃以上，温度垂直递减率在29℃以上，0℃层、-20℃层高度、0℃～20℃层厚度及850 hpa、700 hpa、850 hpa相对湿度都能够一定程度上反映出冰雹的强弱。

2019年7月13日，受东北冷涡后部补充冷空气影响，内蒙古呼和浩特白塔机场出现了一次雷雨冰雹天气过程。有必要对此次过程的发生机制进行分析，以提高机场短时临近预报的准确率。

1 天气实况

2019年7月13日12∶00-21∶00，机场附近区域30 km范围内都有间歇性的雷雨天气。16∶15雷雨，16∶22雷暴伴中度降水，16∶33雷暴伴冰雹伴强降水，16∶45雷暴伴强降水，17∶31雷暴伴中度降水，18∶00雷暴伴弱降水，之后逐渐移出本场，19∶00已移出本场30 km，但还能听到雷声，20∶30雷暴过程完全结束，总降水量10.8 mm。

2 预报服务情况

机场气象台分别于7月13日16∶13和16∶30先后两次发布冰雹预警：在呼和浩特白塔机场东1～2 km及本场上空有强孤立对流云团生成，范围5 km，云团顶高8～10 km，以20 km/h的速度向南移动，强度不变，预计北京时间13日16∶10-17∶10影响呼和浩特白塔机场；呼和浩特白塔机场目前已出现冰雹天气，预计北京时间13日16∶30-17∶30影响呼和浩特白塔机场。17∶22解除冰雹预警。影响呼和浩特白塔机场的冰雹天气已经结束，对流云团预计于13日18∶00移出本场，解除13日16∶30发布的02号机场警报(雷暴)。

3 高低空实况

3.1 500 hpa高度场

从7月13日08∶00高度场图上可以看到，500 hpa为两槽一脊的形势，新疆北部、东北地区为低涡控制，河套地区到蒙古国为脊区控制。东北地区上空冷涡较为深厚，冷涡后部有-12℃的冷中心配合，伴随涡后短波槽的南下，不断有冷空气向冷涡中心输送，导致冷涡强度不断加强，维持时间较长。

图1 7月13日08∶00 500 hpa高度场和温度场Fig.1 500 hpa height field and temperature field at 08∶00 on July, 13

3.2 700 hpa、850 hpa高度场

从7月13日08∶00的700 hpa和850 hpa图上(图略)均可以看到，在内蒙地区上空东北冷涡后部有短波槽下滑，低层850 hPa短波槽随落后于500 hpa西风槽，850～500 hpa西风槽随高度前倾，为明显的“前倾槽”结构。呼和浩特地区处于500 hpa槽后西北气流控制之中，槽后不断有干冷空气输送到河套地区。呼和浩特探空站700 hpa和850 hpa的风速达到了10 m/s和6 m/s，与地面的风速切变加大，这种“前倾槽”结构属于不稳定层结，非常有利于强对流发展。

3.3 高低空配合

从2019年7月13日08∶00-16日08∶00,呼和浩特站点探空剖面图(图2)可以看到，7月13日08∶00-20∶00在呼和浩特上空700 hpa附近有切变线存在，500 hpa维持西北风，由于光照充足，随着地面温度的升高，在850 hpa以下的底层风向由东北风转为偏东风，说明底层暖平流加大，上冷下暖的形势造成不稳定程度加深。伴随700 hpa切变线的临近，不稳定天气爆发，白塔机场附近出现了雷暴冰雹天气。

分析显示，本次强对流天气过程中，随着中高层干冷空气侵入，底层暖湿平流有所加强，形成了上干冷下暖湿的不稳定层结，造成了对流不稳定增强，而200 hpa高空为辐散区，加强了底层辐合上升运动，弥补了500 hpa槽前动力抬升机制不足。由于前期长期为晴好天气，底层能量不断累积，均为此次强对流天气的出现提供了能量供应，但底层急流强度不够强，因此水汽输送有所不足，强对流天气持续时间不长，对于强降水的出现不太有利。

3.4 雷达回波分析

选取呼和浩特站多普勒雷达产品，用以分析本次强对流天气过程中的雷达回波特征。2019年7月13日14∶00，随着东北冷涡底部高空槽的临近，由于底层下界面暖平流及午后的地面加热共同作用，造成上冷下暖的形势加剧，出现了不稳定天气，华北地区上空有零散的对流单体生成。16∶00，在呼和浩特站点的东北部地区出现一个弱的对流单体，随着系统整体缓慢南落，强度迅速加强为超级单体。在速度图上能够看到在强回波的中低层存在中气旋结构，回波顶有风暴顶辐散；强度图上可以看到回波强度达到了60 dBz，最大中心强度65 dBz，基本反射率因子图上也存在三体散射长钉和旁瓣回波，均为冰雹出现的典型雷达回波特征。从不同角反射率因子图来看，雷达回波具有明显的悬垂回波和弱回波区，强度大于65 dBz回波扩展到0℃ 高度层以上，有利于冰雹的形成。地面监测显示，在雷达的强回波中心出现三体散射之后的大约10 min左右，呼和浩特站出现了冰雹天气至17∶54，对流单体减弱移出呼和浩特站，强降水结束。

图2 2019年7月13日08∶00-16日08∶00呼和浩特站点探空剖面图Fig.2 Sounding profile map of Hohhot Station from 08∶00 July, 13 to 08∶00 July 16, 2019

4 总结

内蒙古地区由于地形特殊，夏季的强对流天气频发。应在短时临近预报时密切关注雷达回波，追踪回波的移动及强度变化，及早做出预报预警服务，尽可能减少灾害损失。