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[摘要]：本文从人影指挥员的角度出发，对冰雹云的宏观特征进行了系统分析，特别是从天气背景、不稳定条件和雷达回波特征三方面进行了阐述，并得出易产生冰雹天气的天气形势和雷达回波宏观表现的一些规律，用于指导人工防雹作业，减轻雹灾的危害。
[关键词]：冰雹云 特征 分析
中图分类号：S427 文献标识码：S 文章编号：1009-914X（2012）20- 0126-01
近年来，由于全球变暖和人类活动的影响，极端气象灾害事件，尤其是强冰雹事件明显增多，强冰雹事件发生频率加剧，加上强冰雹发生的突发性和不确定性，给社会经济活动和公共安全带来了重大的危害。如2005年北京“5.31”城区强冰雹造成近9万人口受灾，直接经济损失4000万元。2008年湖北“7.27”强冰雹波及湖北大部分地区，受灾人口49.09万人，因灾死亡3人（枝江市、长阳县、荆州区各1人），受伤19人，农作物受灾29860公顷，其中绝收4670公顷；倒塌房屋189户467间，损坏房屋2287户5338间；直接经济损失近1.5亿元。鉴于强对流天气的巨大灾害，我国也加大了对强冰雹等强对流天气的临近预报技术研究，并且初见成效，本文对冰雹云宏观特征的分析与总结，正是为预测冰雹天气的发生发展和指导防雹工作提供参考。
1 我国强冰雹发生的雷达回波特征
从1998年至今一直在布网的中国气象局新一代（多普勒）天气雷达也采用体积扫描的观测方式。新一代天气雷达的体扫方式有VCP11、VCP21和VCP31三种方式，而我国主要以VCP21为主，利用一定强度雷达回波对应高度和顶温识别冰雹云。
冰雹云雷达回波识别的主要方法：（1）冰雹云初期回波和强回波都出现在0℃层到-5℃之间，在云体的中上部，而雷雨云初期回波出现高度低，强回波区一般在云的中下部。（2）冰雹云和雷雨云的回波特征有区别。冰雹云45dbz回波顶高大于7km，顶温度低于-14℃，将冰雹云分为强和弱2种，强冰雹云45dbz回波顶高大于8km，顶温度低于-20℃；弱冰雹云45dbz回波顶高为7—8km，其顶温度在-15℃—-20℃之间，雷雨云强回波顶高不到7km。（3）雷达回波跃增增长是冰雹云发展的一个重要特征。一般冰雹生成3min后产生跃增增长，5—8min回波达到最大高度，云内冰雹含量达到最大，回波跃增增长发生在降雹之前，是识别冰雹云的先兆特征。用上述指标，结合雹云发展特征（如初始或初期回波一般在5—6km的负温区出现，在雹云发展阶段常发生异常增长等），可比较有效地提前5—10min识别出冰雹云。
2 一次典型的冰雹天气特征分析
2.1 雹灾情况
2010年6月28日下午17时许，农7师垦区125、130团9个连队遭受冰雹侵袭，冰雹直径达0.5～1.0厘米，持续降雹3～5分钟。棉花受灾面积590公顷，小麦80公顷，番茄310公顷，直接经济损失近800万元。130团自动气象观测站资料显示，瞬间最大风力17.4米/秒，过程降水量7.5毫米。
2.2 天气背景
6月28日8：00时，500、700百帕图上乌拉尔山东部至巴尔喀什湖均为低槽区，北疆处在槽前偏西气流中，500～700百帕图上显示低压槽前倾，槽后冷空气置于槽前暖空气之上，大气层处于不稳定状态，有利于形成对流天气，易产生阵性降水或降雹。8：00时地面图上，巴尔喀什湖西北部乌拉尔山以东地区为高压中心，冷锋位于巴尔喀什湖和北疆边境之间，14：00时冷锋进入北疆境内，随着高空低槽的东移，南压及冷锋逼近，北疆地区先后产生了雷雨、大风、冰雹等短时强对流天气。
2.3 不稳定条件分析
分析克拉玛依站的探空资料，6月28日8：00时从400百帕到地面风向随高度缓慢逆转，表明有弱的冷平流存在。风速由地面的14米/秒增至500百帕的18米/秒，变化较缓慢。但到20：00时，地面到700百帕有明显的风向顺转，而700百帕到400百帕则有明显的逆转，表明低层有很强的暖平流，而高层有很强的冷平流，这种配置非常有利于不稳定能量的积聚和加强。20：00 时，风速垂直切变明显加大，由地面的2米/秒增大到400百帕的18米/秒，这种中等偏强的垂直风切变，非常有利于强对流天气的发生、发展和维持，有利于强烈多单体雹云和超级单体雹云的形成。另外，农7师本站当日0℃高度约为3800米，-20℃高度在7000米，大气处于下暖上冷，负温区厚度明显大于正温区厚度，有利于冰雹云的形成。分析克拉玛依TlnP图资料，6月28日8：00时沙氏指数为-1.18，k指数为24，还未出现强对流天气，到20时，沙氏指数为-2.63，k指数为11.5，沙氏指数越小，k指数越大，出现对流的可能性就越大。
2.4 冰雹云的雷达回波特征
在PPI和HRI图上显示：16：27时在农7师柳沟、奎屯水库上游地区中空出现弱回波单体，强度为10dbz；16：42时，当云体东移至柳沟、奎屯两大水库附近上空时，PPI显示云体形成了一个强度大于40dbz、面积约为40平方千米的回波区，中心强度为50dbz，HRI显示强中心（大于40dbz）高度接近8千米，一般回波顶高达12千米。之后云体在向东缓慢移动，强中心面积不断扩大，中心强度维持高值增长。17：24时云体大于40dbz的面积扩展到150平方千米左右，强中心高度达到9千米，核心強度为65dbz，云体至此已发展到鼎盛阶段，17：48时云体开始降暴雨夹冰雹。
此次冰雹天气的雷达回波特征为：云体得到来自水库暖湿空气的补充，发展迅速，各项回波参数增长速率大，经酝酿形成了一个强的回波核区，并且强中心出现逐渐上移的现象。云体回波参数的增长速率、是否有高值回波核区形成（通常为大于50dbz的区域）以及强中心是否上移等，可作为判别冰雹天气的经验之一。
在PPI图径向速度场上，云体回波中心区域出现一个明显的被正速度完全包围的负速度区，最大径向速度值为-7米/秒，这个区域为逆风区。逆风区反映了中小尺度对流云内的气流旋转和辐合、辐散运动的综合反映，往往和降冰雹区域相对应，并伴随着对流云的发展和消亡。本次过程，逆风区伴随冰雹云的加强而扩展，并与降雹区基本相对应。可见，在对流回波单体内，逆风区中径向速度强弱和面积变化是预报冰雹是否出现的一个很好的指标。
3 结论
1、在500～700百帕天气图上，上游地区上空出现前倾槽，并且槽后冷空气置于槽前暖空气之上，易产生对流天气或冰雹天气。
2、低层暖平流，高层冷平流，有利于不稳定能量的积聚和加强。较强的垂直风切变有利于强对流天气的发生、发展和维持，更有利于强单体的形成和加强。
3、应密切注意单体回波强度的增长速率和强回波高度以及一般回波顶高等参数。当云体回波强度增长速率大、强中心高度高、一般回波顶高达对流层顶部时，出现降雹的可能性就很大。
4、可判定为冰雹云的回波参数：回波强度平均上升10dbz/5分钟，或回波顶高增加2km/5分钟，或强回波在0℃层以上，或0℃层在强上长升气流以下，或云体正负温度比>1：2。
5、在径向速度场中，可将逆风区作为判断对流天气强弱的一项指标，逆风区伴随着对流天气的发展而变化，逆风区中径向速度强弱和面积变化是预报对流天气是否出现的一个很好的指标。逆风区径向速度越大、面积越大，出现的对流就越强，同时逆风区位置与降水区或雹击带相对应。
参考文献：
[1]王福侠，张守保，裴宇杰，等.可能降雹多普勒雷达产品特征指标分析[J].气象科技，2008，36（06）：228-232.
[2]俞小鼎，姚秀萍，熊廷南等.多普勒天气雷达原理与业务应用[M].北京：气象出版社，2006：186.
[关键词]：冰雹云 特征 分析
中图分类号：S427 文献标识码：S 文章编号：1009-914X（2012）20- 0126-01
近年来，由于全球变暖和人类活动的影响，极端气象灾害事件，尤其是强冰雹事件明显增多，强冰雹事件发生频率加剧，加上强冰雹发生的突发性和不确定性，给社会经济活动和公共安全带来了重大的危害。如2005年北京“5.31”城区强冰雹造成近9万人口受灾，直接经济损失4000万元。2008年湖北“7.27”强冰雹波及湖北大部分地区，受灾人口49.09万人，因灾死亡3人（枝江市、长阳县、荆州区各1人），受伤19人，农作物受灾29860公顷，其中绝收4670公顷；倒塌房屋189户467间，损坏房屋2287户5338间；直接经济损失近1.5亿元。鉴于强对流天气的巨大灾害，我国也加大了对强冰雹等强对流天气的临近预报技术研究，并且初见成效，本文对冰雹云宏观特征的分析与总结，正是为预测冰雹天气的发生发展和指导防雹工作提供参考。
1 我国强冰雹发生的雷达回波特征
从1998年至今一直在布网的中国气象局新一代（多普勒）天气雷达也采用体积扫描的观测方式。新一代天气雷达的体扫方式有VCP11、VCP21和VCP31三种方式，而我国主要以VCP21为主，利用一定强度雷达回波对应高度和顶温识别冰雹云。
冰雹云雷达回波识别的主要方法：（1）冰雹云初期回波和强回波都出现在0℃层到-5℃之间，在云体的中上部，而雷雨云初期回波出现高度低，强回波区一般在云的中下部。（2）冰雹云和雷雨云的回波特征有区别。冰雹云45dbz回波顶高大于7km，顶温度低于-14℃，将冰雹云分为强和弱2种，强冰雹云45dbz回波顶高大于8km，顶温度低于-20℃；弱冰雹云45dbz回波顶高为7—8km，其顶温度在-15℃—-20℃之间，雷雨云强回波顶高不到7km。（3）雷达回波跃增增长是冰雹云发展的一个重要特征。一般冰雹生成3min后产生跃增增长，5—8min回波达到最大高度，云内冰雹含量达到最大，回波跃增增长发生在降雹之前，是识别冰雹云的先兆特征。用上述指标，结合雹云发展特征（如初始或初期回波一般在5—6km的负温区出现，在雹云发展阶段常发生异常增长等），可比较有效地提前5—10min识别出冰雹云。
2 一次典型的冰雹天气特征分析
2.1 雹灾情况
2010年6月28日下午17时许，农7师垦区125、130团9个连队遭受冰雹侵袭，冰雹直径达0.5～1.0厘米，持续降雹3～5分钟。棉花受灾面积590公顷，小麦80公顷，番茄310公顷，直接经济损失近800万元。130团自动气象观测站资料显示，瞬间最大风力17.4米/秒，过程降水量7.5毫米。
2.2 天气背景
6月28日8：00时，500、700百帕图上乌拉尔山东部至巴尔喀什湖均为低槽区，北疆处在槽前偏西气流中，500～700百帕图上显示低压槽前倾，槽后冷空气置于槽前暖空气之上，大气层处于不稳定状态，有利于形成对流天气，易产生阵性降水或降雹。8：00时地面图上，巴尔喀什湖西北部乌拉尔山以东地区为高压中心，冷锋位于巴尔喀什湖和北疆边境之间，14：00时冷锋进入北疆境内，随着高空低槽的东移，南压及冷锋逼近，北疆地区先后产生了雷雨、大风、冰雹等短时强对流天气。
2.3 不稳定条件分析
分析克拉玛依站的探空资料，6月28日8：00时从400百帕到地面风向随高度缓慢逆转，表明有弱的冷平流存在。风速由地面的14米/秒增至500百帕的18米/秒，变化较缓慢。但到20：00时，地面到700百帕有明显的风向顺转，而700百帕到400百帕则有明显的逆转，表明低层有很强的暖平流，而高层有很强的冷平流，这种配置非常有利于不稳定能量的积聚和加强。20：00 时，风速垂直切变明显加大，由地面的2米/秒增大到400百帕的18米/秒，这种中等偏强的垂直风切变，非常有利于强对流天气的发生、发展和维持，有利于强烈多单体雹云和超级单体雹云的形成。另外，农7师本站当日0℃高度约为3800米，-20℃高度在7000米，大气处于下暖上冷，负温区厚度明显大于正温区厚度，有利于冰雹云的形成。分析克拉玛依TlnP图资料，6月28日8：00时沙氏指数为-1.18，k指数为24，还未出现强对流天气，到20时，沙氏指数为-2.63，k指数为11.5，沙氏指数越小，k指数越大，出现对流的可能性就越大。
2.4 冰雹云的雷达回波特征
在PPI和HRI图上显示：16：27时在农7师柳沟、奎屯水库上游地区中空出现弱回波单体，强度为10dbz；16：42时，当云体东移至柳沟、奎屯两大水库附近上空时，PPI显示云体形成了一个强度大于40dbz、面积约为40平方千米的回波区，中心强度为50dbz，HRI显示强中心（大于40dbz）高度接近8千米，一般回波顶高达12千米。之后云体在向东缓慢移动，强中心面积不断扩大，中心强度维持高值增长。17：24时云体大于40dbz的面积扩展到150平方千米左右，强中心高度达到9千米，核心強度为65dbz，云体至此已发展到鼎盛阶段，17：48时云体开始降暴雨夹冰雹。
此次冰雹天气的雷达回波特征为：云体得到来自水库暖湿空气的补充，发展迅速，各项回波参数增长速率大，经酝酿形成了一个强的回波核区，并且强中心出现逐渐上移的现象。云体回波参数的增长速率、是否有高值回波核区形成（通常为大于50dbz的区域）以及强中心是否上移等，可作为判别冰雹天气的经验之一。
在PPI图径向速度场上，云体回波中心区域出现一个明显的被正速度完全包围的负速度区，最大径向速度值为-7米/秒，这个区域为逆风区。逆风区反映了中小尺度对流云内的气流旋转和辐合、辐散运动的综合反映，往往和降冰雹区域相对应，并伴随着对流云的发展和消亡。本次过程，逆风区伴随冰雹云的加强而扩展，并与降雹区基本相对应。可见，在对流回波单体内，逆风区中径向速度强弱和面积变化是预报冰雹是否出现的一个很好的指标。
3 结论
1、在500～700百帕天气图上，上游地区上空出现前倾槽，并且槽后冷空气置于槽前暖空气之上，易产生对流天气或冰雹天气。
2、低层暖平流，高层冷平流，有利于不稳定能量的积聚和加强。较强的垂直风切变有利于强对流天气的发生、发展和维持，更有利于强单体的形成和加强。
3、应密切注意单体回波强度的增长速率和强回波高度以及一般回波顶高等参数。当云体回波强度增长速率大、强中心高度高、一般回波顶高达对流层顶部时，出现降雹的可能性就很大。
4、可判定为冰雹云的回波参数：回波强度平均上升10dbz/5分钟，或回波顶高增加2km/5分钟，或强回波在0℃层以上，或0℃层在强上长升气流以下，或云体正负温度比>1：2。
5、在径向速度场中，可将逆风区作为判断对流天气强弱的一项指标，逆风区伴随着对流天气的发展而变化，逆风区中径向速度强弱和面积变化是预报对流天气是否出现的一个很好的指标。逆风区径向速度越大、面积越大，出现的对流就越强，同时逆风区位置与降水区或雹击带相对应。
参考文献：
[1]王福侠，张守保，裴宇杰，等.可能降雹多普勒雷达产品特征指标分析[J].气象科技，2008，36（06）：228-232.
[2]俞小鼎，姚秀萍，熊廷南等.多普勒天气雷达原理与业务应用[M].北京：气象出版社，2006：186.