Page 172 - 《高原气象》2025年第6期

高 原 气 象 44 卷
1580
件（孔凡铀， 1992）， 所以由于福建个例的风切变太 出现时间越早的特征， 孙学金等（1998）和樊明月
强， CAPE 值相对小， 需要更强的扰动来触发雷暴， 等（2008）的模拟研究表明， 扰动中心位温越大， 积
因 此 扰 动 温 度 值 设 置 得 较 大 ， 分 别 为 3. 0 ℃ 、 云发展越快， 强度越大， 这与本文的模拟结果一
4. 0 ℃、 5. 0 ℃、 5. 9 ℃和 6. 4 ℃。将陕西和福建冰 致。整体上， 福建个例组较陕西个例组对流发展
雹个例的算例分别记为SX和FJ。 更快， 上升风速峰值出现时间更早， 云的生命期更
垂直上升速度大小可表征对流的强弱， 从图 2 短。虽然 10 个算例垂直风速达到峰值的时间不
（为了使图更清晰， 每组算例只给出了 3 个不同的 同， 但是两个过程的最大及最小扰动温度算例对
扰动温度的算例）可见， 陕西和福建冰雹过程两组 应的垂直风速的峰值基本相当， 所以对应的对流
算例均呈现扰动温度越大， 垂直风速的峰值越大， 强度相当。

图2 模拟的陕西（SX）和福建（FJ）两个降雹个例在不同扰动温度下、 福建（FJ）个例不同扰动温度下无垂直风切变和
去除v分量情况下垂直上升速度随时间的变化
Fig. 2 The variation of vertical updraft velocity with time in two hail cases simulated in Shaanxi （SX） and Fujian （FJ）
under different disturbance temperatures and in Fujian （FJ） under different disturbance temperatures
without vertical wind shear and with removal of v component
为了认识强的环境水平风垂直切变在福建冰 决定， 风速切变越强， 对流云的生命史越短。
雹过程中所起的作用， 在福建 5个算例中去除 u和 v 徐华英等（1988）利用二维暖积云模式模拟表
方向的风， 模拟无环境水平风的情况， 去除 v 分 明， 只要有风速切变， 无论其随高度分布形式如
量， 保留 u 分量， 模拟只有环境水平风速强切变， 何， 均不利于云的发展， 云的强度和生命期都减
无风向变化的情况。 小， 而且风切变越强对云的强度减弱越明显， 这和
从图 2 可见， 有强风速风向切变和只有强风速 本文的模拟结果一致。但徐华英等（1988）未对风
切变时云的持续时间比无风切变时的更短。当扰 向的切变对对流发展的影响进行讨论。
动温度较小时， 相对于无风切变， 强风速风向切变 5 不同对流强度下冰雹的特征
和只有强风速切变对云最初的发展都无影响， 但都
使云的对流更早地开始减弱， 即云中上升气流速度 5. 1 不同对流强度下冰雹时空分布特征
峰值减小， 出现时间提前， 且两者对对流发展的影 冰雹的大小、 浓度和末速度等特征参量对冰雹
响基本没有差异。当扰动温度特别大时（扰动温度 云及人工防雹研究至关重要， 从陕西个例、 福建个
为 5. 9 ℃和 6. 4 ℃）， 强风速风向切变使云中上升 例和福建无风速风向切变三个模拟组中各选出三
气流速度峰值增大， 出现时间更晚， 而强风速切变 个算例对比分析不同对流强度下冰雹的比含水量
仍然只会使云中最大上升气流速度减弱， 出现时间 和数浓度， 只有扰动温度最大的 SX1. 8、 FJ6. 4 和
提前， 所以可知， 对流强到一定程度时， 风切变对 FJ6. 4无风切变算例出现了地面降雹。
对流的增强是由强的风向切变导致的。 从图 3（a）~（c）可见， 在陕西个例中， 不同的对
从图 2 也可看到， 虽然四个算例组中每组 5 个 流强度下， 冰雹的比含水量和数浓度中心基本一
算例的扰动温度不同， 但同一组算例的云持续时间 致， 均出现在约 5 km 高度， 消亡时间也基本一致。
较一致， 这说明对流云的生命史主要由风速的切变 但随着对流强度增大， 云内冰雹出现的时间提前，