利用探空火箭、新一代天气雷达和气象探测资料对2015年7月17日延安宝塔区冰雹云进行了综合探测,结果表明:(1)当日08:00(北京时,下同)500 hPa河套低涡分裂东移,有较强冷平流且移动速度较快,地面14:00升温明显造成了这次降雹。(2)偏后位置的冰雹云内部温、湿条件以及对流指数(Tg)、整层比湿积分(IQ)、总指数(TT)均小于外部的自然大气;层结稳定度指数(K)、抬升指数(LI)、沙氏指数(SI)冰雹云内部比外部自然大气偏小;热力参数风暴强度指数(SSI)冰雹云内部低于外部自然大气;冰雹云内部能量参数(CAPE)明显低于自然大气;冰雹云内部0℃层高度低于冰雹云外部自然大气。(3)火箭探测的位置偏冰雹云后部,冰雹云由低层到高层风向呈逆时针变化,探空仪摆动明显,-20℃温度层偏高,气流较强,整层偏下沉气流。(4)冰雹云0℃附近,在温度区间-1.8~5.0℃、厚度1.0 km范围内有最大湿度区,湿度达80%以上,最大湿度87.1%,为冰雹的形成提供了水汽条件。(5)紧贴0℃下正温区,有最大水平风速为19 m s^-1急流,厚度为0.022 km。在温度区间-4.8~5.0℃、厚度1.6 km范围内维持13 m s^-1以上水平风速,为冰雹的形成提供了动力场条件。(6)在温度区间-8.7^-9.2℃、厚度0.2 km,有小于或等于2 m s^-1弱风区;弱风区下方,在温度区间-4.6^-8.8℃、厚度0.889 km有上升气流,平均上升速度1.79 m s^-1,最大上升速度4 m s^-1,这种配置为冰雹的生长提供了环境场。
利用雷达强回波45 dBZ高度和降雹日08时月平均零度层高度,对1991—2003年宝鸡雷达站观测的165 d 231块对流云数值拟合,得出了识别冰雹云的指标:处于发展中的对流云,雷达强回波45 dBZ高度大于或等于多年降雹日08时零度层月平均值的2.9 km,将有冰雹酝酿形成。对降雹造成灾害的雷达回波分析表明:雷达强回波的45 dBZ平均底部越高、提前识别的时间越长,顶部越高距离降雹时间越短,冰雹的形成是雷达强回波从云体的中部开始向上下扩展而成。该识别冰雹云方法对单体降雹平均提前识别12 m in,而对超级单体平均提前识别18 m in,对多单体、飑线中超级单体的降雹具有提前预警的作用,平均提前预警时间22 m in。
为了科学实施人工防雹作业,减轻冰雹灾害损失,采用对比方法,分析了2003—2007年5 a人工高炮防雹作业前后711雷达回波的高度变化、45 dB z回波高度变化、雷达回波强度变化,结果显示防雹作业后雷达高度显示上云顶高度平均降低1.26 km、45 dB z平均高度降低1.85 km、雷达回波最大强度平均降低了6.0 dB z,表明高炮人工防雹作业有一定的效果。
