近11年天津冰雹统计特征及对流参数指标分析

针对2009—2019年天津地区70次冰雹天气过程时空特征进行统计分析,并利用美国国家环境预报中心全球模式业务系统分析资料(NCEP FNL)和地面气象观测数据构建融合探空序列,对比分析不同月份、不同天气型和不同大小冰雹的环境条件差异,给出相应的环境参数指标。结果表明:天津降雹主要出现在4—9月,其中6月冰雹和大冰雹发生日数分别占49.4%、60.0%,12—20时冰雹和大冰雹发生概率分别占74.8%、100%。冰雹发生前对流有效位能(CAPE)、抬升指数(LI)、垂直风切变(SHR)、湿球0℃层高度(H WBZ)、大气可降水量(TPW)均存在明显的月变化特征,但总指数(TT)和强天气威胁指数(SWEAT)作为预报判据时其月变化并不明显,4月和9月大多数冰雹天气发生在“低能强切变”条件下,7月和8月则多发生在“中高能弱切变”条件下。此外,不同月份H WBZ平均比干球0℃层高度(H DBZ)偏低0.4~0.9 km,除了7月和8月极少数冰雹H WBZ位于4.0~4.2 km范围,其余冰雹天气过程均发生在低于3.9 km的环境条件下,5月和9月均低于3.5 km。高空冷涡型、西北气流型环境物理量阈值差异并不显著,但两者与西来槽型阈值差异明显。高空冷涡型、西北气流型冰雹通常发生在SHR>12 m·s^(-1)、H WBZ<3.6 km、TPW>27 kg·m^(-2)的环境条件下,西来槽型冰雹多发生在SHR>9 m·s^(-1)、H WBZ<3.9 km、TPW>36 kg·m^(-2)的环境条件下。冰雹大小与H WBZ、SHR关系密切,以6月为例,非大冰雹一般发生在H WBZ<3.9 km、SHR>9 m·s^(-1)的环境条件下,而大冰雹则均发生在H WBZ<3.5 km、SHR>11 m·s^(-1)的环境条件下。

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的环境参数特征,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。前者受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℃层高度与-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,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。