使用中尺度數(shù)值模式（WRFV3.7.1）對發(fā)生在寧夏南部山區(qū)兩次降雹天氣過程的背景場特征、云宏微觀結(jié)構(gòu)以及云內(nèi)微物理轉(zhuǎn)化機(jī)制進(jìn)行了數(shù)值研究。結(jié)果表明:該地區(qū)冰雹云形成的大氣環(huán)境水汽含量較少,冰雹的發(fā)生主要依靠"上干下濕"的不穩(wěn)定層結(jié)及午后局地加熱效應(yīng)。兩次個例發(fā)生的環(huán)境水汽含量存在較大差異,導(dǎo)致兩次雹云個例微物理結(jié)構(gòu)演變特征不同。對數(shù)值模擬結(jié)果分析發(fā)現(xiàn),寧南山區(qū)冰雹云中雪粒子含量較多,雹胚（霰粒）主要通過雪粒子轉(zhuǎn)化而來。霰粒主要通過水汽凝華及碰并過冷云水增長。模擬云中冰雹形成高度相對較低,冰雹形成后主要通過收集過冷云水增長。除碰凍過冷云水外,對過飽和水汽的凝華也是雪、霰、雹粒子質(zhì)量增長的一個重要來源。模擬得到該地區(qū)冰雹云中云雨自動轉(zhuǎn)化過程較弱,雨水主要是通過雪、霰、雹粒子在下落過程中融化形成。雨水在下落過程中蒸發(fā)顯著。 

【文章來源】：大氣科學(xué)學(xué)報. 2020,43(03)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：10 頁

【部分圖文】：

上升氣流最大值隨時間的演變(單位:m/s)

兩次降雹個例分別于2017年6月7日和2018年6月10日發(fā)生在寧南山區(qū)(圖1)。2017年6月7日15—16時(北京時,下同)在原州區(qū)、海原、涇源、隆德、西吉縣和中衛(wèi)市出現(xiàn)冰雹和短時強(qiáng)降水。地面最大降雹發(fā)生在固原市,冰雹直徑達(dá)1.5 cm,累積降雹厚度為2～3 cm。雷達(dá)回波(圖2)演變表明,強(qiáng)回波中心于14:03出現(xiàn)在固原附近,并逐漸向東南方向移動。該強(qiáng)回波中心在移動過程發(fā)展增強(qiáng),在15:02發(fā)展到最強(qiáng),雷達(dá)反射率因子達(dá)55 dBz。此后,強(qiáng)回波中心途經(jīng)固原繼續(xù)向南移動�；夭ㄖ行脑�16:33從固原東南方向離開,17:03基本消散。2018年6月10日14—17時在涇源、海原、西吉縣和原州區(qū)出現(xiàn)冰雹和短時強(qiáng)降水。最大降雹出現(xiàn)在西吉縣,冰雹直徑達(dá)到1 cm,降雹持續(xù)了30 min左右,最大累積降水量23.0 mm。雷達(dá)回波(圖2)顯示,14:04在寧夏中部地區(qū)出現(xiàn)一對流云團(tuán),向西南方向緩慢移動。對流云團(tuán)在移動到西吉縣附近與局地單體發(fā)生合并,開始迅速發(fā)展增強(qiáng)。在16:21,雷達(dá)反射率因子達(dá)到最強(qiáng)(60 dBz)。此后,該對流云團(tuán)繼續(xù)向南移動,17:07對流云團(tuán)基本消散。

根據(jù)兩次個例發(fā)生區(qū)域平均絕對濕度的垂直廓線(圖6a),兩次個例發(fā)生的背景場中水汽呈現(xiàn)低層多、高層少的分布,最大絕對濕度分別為8.2 g/m3和5.4 g/m3。根據(jù)南方濕潤區(qū)合肥市的統(tǒng)計(jì)(吳軍等,2016),春季平均絕對濕度維持在10 g/m3,夏季維持在20 g/m3左右,遠(yuǎn)高于寧夏地區(qū)。2018年個例背景場整體水汽含量比2017年個例還要少,但是仍然能促使冰雹云形成。正如張琳娜等(2013)研究指出,冰雹的發(fā)生并不需要較強(qiáng)的濕度條件,關(guān)鍵在于形成“上干下濕”的垂直分布。圖3 2017年(a)和2018年(b)個例模擬的組合雷達(dá)反射率(單位:dBz):(a1)14:00; (a2)16:00; (a3)17:00;(b1)14:00; (b2)18:30 ;(b3)19:30


本文編號：3539420