2021, Vol. 37
苏州地处中国华东地区、江苏南部、长三角中部，在119°55′ ~121°20′ E，30°47′ ~32°02′ N之间，东临上海、南接嘉兴、西抱太湖、北依长江。苏州处于春夏季强对流天气频发地之一的东亚季风区之中。郑媛媛等[1-2]认为强对流是在大尺度环流背景下，由中小尺度天气系统触发形成。其特点是局地性强、时间短，往往伴有短时强降水、冰雹、雷暴大风等强对流天气。近两年随着国内天气雷达逐步升级改造、风廓线雷达布点加密和多元观测资料融合的业务化开展，结合国内外强对流预报预警技术的发展，诸多气象专家深入开展短时临近预报方面的研究，并取得很多有意义的研究成果。俞小鼎等[3]指出45或50 dBZ的回波垂直扩展到-20 ℃等温线对应的高度之上，回波悬垂与有界弱回波区BWER，垂直累积液态水VIL，三体散射以及强烈风暴顶辐散是预警强冰雹的主要指标。廖玉芳等[4]对中国各地11次强对流事件中23个产生S波段新一代天气雷达三体散射的对流风暴进行了统计分析发现：(1) 出现三体散射现象的单体反射率因子核心强度都在60 dBZ以上；(2) 三体散射长钉长度与强反射率因子核心区域的体积和最大强度成正相关；(3) 在出现三体散射长钉TBSS情况下，地面都观测到2 cm直径以上的冰雹。刁秀广等[5]指出垂直累积液态水VIL和对于冰雹特别是强冰雹的识别具有很好的指示作用。胡胜等[6]选取广东省12个直径2 cm以上大冰雹风暴单体为样本，分析了大冰雹的雷达回波特征，结果显示：(1) 大冰雹单体最大反射率因子都超过65 dBZ，该强反射率因子扩展高度均超过5 km(地面以上高度)；(2) 都观测到了三体散射回波，且识别特征具有一定的预警提前量；(3) -20 ℃等温线对应高度上的反射率因子均超过54 dBZ。俞小鼎等[7]总结了大量中国发生的强冰雹例子的环境背景和雷达回波特征，认为强冰雹的环境要素是对流有效位能CAPE、代表对流层深层垂直风切变的0~6 km风矢量差、以及冰雹融化层高度；强冰雹的多普勒天气雷达回波特征包括高悬的强回波(55 dBZ的强回波垂直扩展到-20 ℃等温线对应的高度以上)，任何位置出现65 dBZ以上的强回波，垂直累计液态水VIL的大值区，高大的回波悬垂和弱回波区，超级单体有界弱回波区、三体散射及强烈风暴顶辐散等。
国内气象工作者在双偏振雷达资料的应用方面也开展了诸多研究，刘黎平等[8]研究了大量的不同类型云降水粒子的相态和大小，发现ZDR是判断对流云和层状云降水粒子相态的重要特征之一，ZDR小于0对应大冰雹，ZDR值大于0与小冰雹融化而成的大雨滴区相关。刘黎平[9]通过研究大量C波段双偏振雷达的冰雹特征，建立了一套识别强对流云团冰雹区的方法。吴志根等[10]对车载X波段双偏振雷达进行了相关的研究工作。胡志群等[11]通过对X波段双偏振雷达不同降水类型的衰减订正研究，并研制了一套ZH-KDP-R的降水估测方法。王兴等[12]提出一种雷达回波图像中飑线特征自动识别的方法。以多普勒天气雷达探测资料为主要数据源，对雷达探测到的基本反射率的空间分布和强度进行分析，通过数值预处理、高通滤波、二值化降噪、图像特征提取、目标物的中轴线提取，以及飑线形态分析等一系列步骤，实现对雷达飑线特征的智能识别。王丹妮等[13]对2018年5月5日发生在我国华中地区的一次多弓状雨带降水过程的形成机理及其与水平涡度的关系进行分析发现：雨带发生在切变线南侧的西南气流中，多弓状雨带出现前，大尺度高低层气旋式曲率的水平涡度和对流有效位能为降水提供了有利于上升运动的背景场。甘明骏等[14]模拟了广东在2017年5月8日发生的一次飑线过程，并对这次飑线过程中一个雷暴单体成熟期的电荷结构演变特征进行分析，通过分析动力、云水含量、各水成物粒子混合比及携带电荷情况，讨论了电荷结构的形成及演变机制。
目前大部分双偏振雷达研究基于C波段或者X波段，S波段双偏振雷达开展的研究相对比较少，但在降水衰减方面，S波段雷达具有明显的优势。目前江苏省气象局2018年起逐步把全省的SA单偏振雷达升级为双偏振雷达，以进一步提高对冰雹和暴雨等灾害性天气的监测预报、预警能力。常州双偏振雷达为敏视达公司生产的S波段双偏振雷达，于2020年率先在江苏全省投入业务运行。
本文针对2020年4月12日发生在苏州的一次局地伴有冰雹和雷暴大风的强对流天气过程，使用常州双偏振雷达着重分析了此次过程的双偏振参量，并结合湖州和青浦两部雷达开展风场反演分析超级单体的动力结构及微物理机制，以期为今后国内东部沿海地区开展使用S波段双偏振雷达提供强对流天气监测预警依据。
2 天气实况及形势背景2020年4月12日下午，受东北冷涡南掉影响，江苏淮河以南东部自北向南出现雷阵雨天气，17: 00—19:00(除标明外为北京时间，下同)受强对流云团影响，苏州大部分地区出现了雷电活动，局地伴有冰雹和陆上阵风7~9级、水面阵风10级以上的雷暴大风等强对流天气。其中苏州7个国家站均出现7级以上阵风。17:25苏州站出现9级大风(21.7 m/s)、18:13陆面极大风速24.6 m/s (10级、昆山花桥农业站)，18:50水面极大风速33.7 m/s (12级、太湖地区)(图略)，其中局部冰雹和飑线天气造成部分农作物和树木倒塌次生灾害。
12日08时200 hPa高空急流轴位于30°N以南(图 1)，江苏大部上空处于急流轴出口区左侧，利于强对流天气发生的高空辐散区中，500~925 hPa为一致强劲的冷涡后部西北气流，700 hPa在浙北有一条东西向切变线，850 hPa在江淮之间东部存在偏北风和西北风的弱辐合。温度场上，500 hPa上风向与等温线交角接近90°，表明涡后冷平流明显，苏州上空500 hPa和700 hPa上24小时负变温分别为-8 ℃和-12 ℃，而925 hPa上江苏到山东西部存在暖脊，850 hPa和925 hPa上24小时正变温分别为2 ℃和4 ℃，地面有明显的露点锋在苏南地区，T850-500温差南京站达到28 ℃，冷平流叠加在暖平流之上，形成了上干冷、下暖湿的不稳定层结。当天苏州上空0 ℃层高度在1.6 km附近，-20 ℃层高度为4.6 km，0 ℃层高度和20 ℃层高度3 km的高度差非常有利于降雹的发生条件。另外，低空强劲的西北气流，叠加雷暴强下沉气流，造成当天江苏淮河以南东部地区自北向南的系统性大风。
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图 1 2020年4月12日08时中尺度分析 |
4月12日08时宝山站的探空图显示(图 2a)，600 hPa以下温度和露点接近，且925 hPa以下风随高度顺转，表明超低空有暖平流，600 hPa以上整层为干冷空气，呈现明显的“喇叭口”结构，在高空强冷平流和底层增温的共同作用下，上下层温差将进一步加大，这种上干冷下暖湿的垂直层结分布，有利于强对流天气的发生发展，另外950 hPa附近存在的浅薄逆温层，也有利于对流不稳定能量的积累。0~6 km存在强的风速垂直切变，有利于对流的有组织化和维持，由于宝山站距离冰雹发生地55 km左右，有一定的代表意义。从表征不稳定度的各项物理量指数看，有弱的CAPE，但K指数、SI指数对冰雹的指示意义不佳。而0 ℃层高度1.6 km和-20 ℃层高度4.6 km，3 km的高度差是非常利于形成降雹的。
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图 2 12日08时宝山站探空(a)、12日16时850 hPa与1 000 hPa假相当位温差(单位：K)(b) 箭头为水汽通量，阴影部分表示水汽通量散度，单位：g/(cm2·hPa·s)。 |
从江苏发生冰雹的时间分布上看，4—7月为江苏发生冰雹的高频月份，而降雹的峰值往往在6月(图略)。空间分布看，发生最多的地区是淮北，其次是江淮之间，最少在苏南，所以此次发生在苏州的冰雹过程，物理量指标又相对较弱，极易被预报员忽视。与历史同期相似的冰雹过程为2015年4月28日，当日江苏自西北向东南出现大范围的冰雹、短时强降水、雷雨大风、强雷电等强对流天气，我们对比分析了同样发生在4月的两次冰雹过程的各项物理量指标(表 1)。
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表 1 江苏地区强对流参数特征值 |
从12日08时的假相当位温场上看(图略)，江苏东部上空800 hPa附近存在θse随高度减小的弱对流不稳定层，到了16时，江淮之间东部出现850 hPa和1 000 hPa的假相当位温差负值中心，对流不稳定度有所加大，为此次强对流天气的发生提供了一定的热力不稳定条件(图 2b)。12日午后，淮河以南东部大的垂直风切变区南压，提供了动力不稳定条件。12日午后江淮之间东部低层存在弱的水汽辐合，比湿大值中心，为强对流发生提供水汽条件。200 hPa江苏大部处于辐散区中，16时沿苏南地区800 hPa以下存在较强的辐合，高低层形成明显的抽吸作用，有利于触发不稳定能量的释放(图略)。
4 单偏振雷达分析 4.1 常规雷达参量分析本次强对流天气过程分两个阶段先后影响苏州。第一阶段对流系统移入苏州前，17:00左右在对流回波前部激发出两块对流单体，反射率因子强度迅速加强，其中一块对流单体发展成为回波强度超过55 dBZ的超级单体，并于17:18迅速发展成冰雹云团并造成苏州基本站9级雷暴大风和局部降雹天气。第二阶段在对流系统自西北向东南横扫苏州过程中，回波移速达70 km/h，造成苏州陆上阵风7~9级、水面阵风10级以上的雷暴大风，其中水面最大风速达12级(33.7 m/s)。
此次过程冰雹云在雷达图上可见明显的冰雹结构，17:00冰雹云团在苏州相城区激发并快速发展加强，17:18湖州单偏振雷达0.5°反射率因子图上可见强回波质心强度达65 dBZ(图 3)，PPI图上有三体散射长钉现象同时伴有旁瓣回波，在RHI剖面图上存在回波穹隆结构和有界弱回波区。径向速度图上同时可见中层径向辐合和三体散射长钉(图略)。沿反射率因子梯度大值区作剖面分析发现大于50 dBZ强回波扩展到-20 ℃等温线以上(-20 ℃层高度4.6 km)，同时存在弱回波区和回波悬垂。当天苏州上空0 ℃层高度大约在1.6 km。另外，由于季节和天气背景特殊，0 ℃层和-20 ℃度层高度都很低，VIL和ET都呈现非典型冰雹特征。
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图 3 17:18湖州雷达反射率强度0.5°仰角PPI、任意强度剖面图(a)和速度剖面图(b) |
对比17:12、17:18和17:24三个时次的雷达反射率因子强度剖面图可见(图 4)，17:12大于50 dBZ的反射率因子强度核心最高发展至7 km左右，17:18大于50 dBZ的反射率因子强度核心略有加强，发展高度有所下降，至17:18大于50 dBZ反射率因子强度降至4 km以下，预示着降雹和地面大风的出现。
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图 4 17:12、17:18和17:24反射率因子强度任意剖面(a、b、c)和径向速度沿径向剖面(d、e、f)图 横坐标单位为km，纵坐标单位为0.1 km。 |
对比三个时次的径向速度沿径向的剖面发现：在4 km高度有明显的中层径向辐合，同时8 km高层存在辐散现象，由于回波底高距离地面已达1.4 km以上高度，因此通过0.5°仰角雷达扫描无法探测到底层风场信息。
我们进一步分析超级单体经过时，苏州本站气温、气压和风向风速三要素所发生的剧烈变化。由图 5可见，冰雹超级单体过境时(17:00左右)，风速急增，气压陡升，湿度增大，温度骤降。风速在短短的10 min内由8 m/s迅速增加到21.3 m/s，风向也由西北风转为偏北风。各气象要素的变化时间先后不同：温度和湿度的变化是相对应的，地面出现降雹(约17:18左右)的15 min内，风速急增、温度骤降。气压在降雹时有所升高，但降水开始后，气压又大幅上升(见图中的18:30—19:30之间)，气压先后出现两个峰值。这可能是降水发生时，高空动量下传，导致气压升高。对比风速增大和降雹发生的时间发现，风速增大滞后于地面降雹时间(约提前7 min)，图中地面降雹发生在17:18，风速为8.9 m/s，7 min后地面风速陡升至21.3 m/s，而后风力又所有减小，17:30降至7.8 m/s，18:30之后风力突然增大并一直维持在8级以上，这也说明了对流系统主体影响与降雹超级单体间有一定的时间间隔，这与上述对雷达回波经过苏州的演变前后两个阶段分析一致。
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图 5 2020年4月12日苏州站要素变化图 |
沿着图 6的0.5°仰角PPI强度做法向垂直剖面中发现(图 7)，环境风场为西北风，中层(3~5 km)高度可见明显的速度模糊，同时存在显著的倾斜上升的涡旋，表明有强的风垂直切变存在，有利于左侧对流的发展。正是左侧的对流单体发展旺盛，从而产生降雹和大风天气，而右侧的对流单体则逐渐减弱。
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图 6 17:18湖州雷达反射率强度0.5°仰角PPI图 |
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图 7 17:12(a)、17:18(b)和17:24(c)径向速度沿法向剖面图 横坐标单位为km，纵坐标单位为0.1 km。 |
17:00冰雹云对流单体回波强度快速加强并超过40 dBZ (图略)；17:06其反射率因子核心强度超过50 dBZ(图略)。反射率因子的垂直廓线可见(图 8a)，17:06反射率因子核心位于7 km左右高度，随后反射率因子核心不断下降，17:18高度在3.5 km左右，强度超过60 dBZ。该冰雹云单体在0.5°和1.5°仰角上的反射率因子强度图上均存在三体散射长钉和旁瓣回波。另外在0.5°仰角上呈“彗星”状，头部位于西北方向，尾部位于东南方向(图 6)。该形状是由于高空冷涡后部的西北气流造成的，低层的入流来自西南方向。反射率因子大值区位于对流主体的西北方向，靠近入流一侧。VPR廓线的变化表明冰雹云中反射率核有一个快速下降并增强的过程，到17:30反射率因子强度又快速减小，强反射率因子的快速下降，说明地面已经产生降雹天气。
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图 8 17:06、17:18和17:30的反射率因子强度廓线图(a)和水平风切变图(b) |
水平风切变的廓线可见(图 8b)，17:06对流发展阶段6 km高度上有强度超过20×10-2 s-1的水平风切变存在，17:18和17:30的水平风切变强度基本维持，但是高度降至4 km左右，表明中层存在强的水平径向辐合，而且是从底层到中层递增的趋势，而在4 km以上高度水平风切变随高度又开始下降。
4.2 双多普勒雷达风场反演周海光等[15]开展了笛卡尔坐标下双多普勒天气雷达三维风场反演技术的反演试验，并取得良好的反演结果。刘黎平等[16-18]利用外场试验资料，采用双多普勒雷达风场反演技术，分析了长江流域暴雨过程的中尺度结构及其演变过程，并研制基于三维变分法的双、多基多普勒雷达风场反演系统。周海光等[19]对2001年7月13日安徽省合肥、马鞍山双多普勒雷达观测研究，并反演了暴雨系统的三维风场结构特征。王俊等[20]利用双多普勒雷达研究了强飑线过程的三维风场结构，分析获得了成熟阶段和减弱阶段的不同结构特征。
本文采用了笛卡尔坐标系下双多普勒雷达三维风场技术，其中反演区域为图中黑色方框区域(左下角：121.109°E，30.828°N：右上角：120.190° E，31.791°N)，反演区域水平分辨率为500 m，垂直分辨率为250 m。该区域内左侧对流单体发展成为冰雹云，而右侧对流单体逐渐减弱。为了进一步分析冰雹云的动力与微物理特征，湖州和青浦雷达相距80 km左右，利用这两部雷达进行了双多普勒雷达的风场反演。
在1 km高度风场反演中(图 9)，(50，70)格点单体反射率因子核心强度有超过55 dBZ的中心回波区，并可见明显的偏东风风速辐合。(20，50) 格点单体存在西北风和东北风的风向辐合。
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图 9 双雷达风场反演区域(a)，1 km(b)、2 km(c)、3 km(d)和5 km(e)高度的双雷达水平风场反演图 |
在2 km高度风场反演中，(50，70)格点单体有反射率因子强度超过55 dBZ的中心回波区向南倾斜，存在明显的气旋式辐合。同时，风向从1 km的偏东风转为西北风，形成风的垂直切变。在(60，60)格点处出现涡旋。同时，(20，50)格点单体风场上存在辐散。
在3 km高度风场反演中，(50，70)格点单体有反射率因子强度超过55 dBZ的中心回波区向南倾斜，表明有明显气旋式辐合存在。(20，50)格点单体存在着辐散，回波强度超过50 dBZ的强中心消失。
在5 km高度风场反演中，(50，70)格点单体在反射率因子强度有超过50 dBZ的中心回波区并存在着明显的风场辐合。(20，50) 格点单体存在明显的辐散。这一结论与之前的径向速度沿法向剖面得出的结论一致。通过1~5 km风场反演发现，各高度中如果有风垂直切变、辐合的存在，则有利于超级单体的发生发展。
18:50太湖水面出现33.7 m/s的瞬时极大风(12级，太湖柱石岛北站)。雷达速度图可见大风特征：常州雷达距离太湖地区的回波底高约1.4 km，相当于850 hPa高度。湖州和青浦雷达距离苏州更近，回波底高为500 m左右，更具有代表意义。所以选择湖州和青浦雷达来做双雷达风场反演。
通过分析18:43双雷达风场的垂直剖面可发现(图 10)，在水平坐标的20~30 km处，反射率因子强度超过40 dBZ的高度达6 km，在5 km垂直高度以下，存在明显的上升运动，最大上升速度在20 m/s。而18:49，在同样的位置(20~30 km)处，对流发展高度快速降至5 km以下，且在2 km以下存在明显的下沉气流，下沉气流速度超过20 m/s。18:50太湖水面自动站出现33.7 m/s的大风。造成12级大风的可能原因是高空动量下传和降水粒子拖曳的共同作用。但没有更多的自动站可以佐证是否存在明显的下击暴流。
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图 10 18:43(a)和18:49 (b)反射率因子剖面与风场叠加图 |
江苏省气象局2018年起逐步把全省的SA单偏振雷达升级为双偏振雷达，常州双偏振雷达作为整机国产的S波段双偏振雷达(表略)，于2020年率先在江苏全省投入业务运行。本次强对流天气过程被常州双偏振雷达完全捕捉到。
差分相移率KDP是指在特定距离内水平偏振回波和垂直偏振回波相位之间的差值，表征不同偏振在传播路径上，因传播系数不同引起的相位变化，冰雹的KDP在零值附近[21]。需要指出的是，由于KDP产品计算与相关系数CC相关，当CC＜0.9时，不计算KDP和KDP产品会出现一些“空洞”的区域，即在对应有雷达回波的地方，KDP上没有数据。由于大冰雹的CC通常小于0.85，因此，KDP产品在分析冰雹演变时有缺陷，但可以对小冰雹或湿雹来分析KDP的变化。KDP代表液态水浓度，同时也与粒子直径有关，KDP大说明液态水含量多、粒子直径大。KDP对固态不敏感，此次过程KDP如此之大，表明此次降雹是由大量集聚的湿的小冰雹组成，由于水的介电常数大于冰，所以KDP较大。
17:12 KDP的垂直剖面图上可见(图 11)，4 km高度处有强度为1° km-1的大值区，其同高度的ZH超过50 dBZ，17:18 KDP的发展高度明显下降，17: 24 KDP发展高度已经降至4 km以下，且KDP值也快速减小，预示着地面已经产生降雹或者出现大风。
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图 11 17:12(a)、17:18(b)和17:24(c)沿垂直雷达径向a的KDP垂直剖面图 横坐标单位为km，纵坐标单位为0.1 km |
差分反射率ZDR柱代表着强的上升气流，过冷却雨滴、融合的冰雹、霰粒子可被带到湿球温度0 ℃层高度之上，ZDR仍可维持1 dB以上的正值；由于粒子尺寸筛选作用，越往高空，粒子直径越小，ZDR值越低。ZDR柱通常可扩展到0 ℃层高度之上的2~3 km处。冰雹的发展一般是经过过冷水滴冻结、淞附为霰粒子，霰粒子外表融化，再进一步淞附，最后形成冰雹。本文中同样能看到ZDR快速增大的现象(图 12)。17:12只是在2 km高度出现0.2 dB左右的ZDR。17:18 ZDR快速发展到6 km高度左右，中心强度达1.2 dB。说明冰雹云在发展过程中存在强的上升气流。17:24 ZDR快速下降，表明由于冰雹的拖曳作用，导致冰雹云中上升气流减弱。
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图 12 17:12(a)、17:18(b)和17:24(c)沿垂直雷达径向a的ZDR垂直剖面图 坐标的说明同图 11。 |
冯涛等[21]认为风廓线雷达能够分析大气水平运动在垂直方向上的微物理特征，实时监测中尺度降水期间风的垂直切变和对流发展，可为短临预报提供参考。国内专家研究[22-24]表明风场随高度的垂直分布和变化与天气系统的发生发展有着密切的联系。杨引明等[25]研究发现风廓线雷达在对垂直速度随高度的波动程度中能够为短临预报预警提供指示作用。
苏州市气象局购买的南京恩瑞特实业有限公司生产的边界层风廓线仪(CLC-11-D)，安放在张家港、常熟、太仓等气象局观测场内，该风廓线雷达可探测地面至2 km左右高度的水平风、垂直风的风廓线特征。本文所用资料的垂直分辨率为60 m，时间分辨率为6 min。图14是风廓线雷达于12日17: 00—19: 00观测到的水平风垂直廓线资料(图 13a)。从雷达回波的移动情况可知(图 4)，强对流系统经过张家港风廓线雷达的时间大致在12日17:30，系统来临前(12日17:30之前)，17时在1 500 m高度附近风向由偏西风转为西北风，17:30飑线影响本站后，首先是西北风转为偏北风，同时高空风力明显增大。低层风向也由西北风转为偏北风，在系统影响时刻，风力从9.3 m/s突然增大至14 m/s。17:40开始，1 000 m以下垂直风速有明显增大的趋势，最大垂直风速达8 m/s，说明飑线影响时刻，存在明显的下沉运动。常熟风廓线仪也发现同样的现象。由于常熟风廓线仪距离张家港风廓线仪35 km左右，常熟风廓线仪底层风力在18:10左右明显增大，与地面自动站出现14.9 m/s实况大风时刻基本一致。
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图 13 张家港(a)、常熟(b)和太仓(c)风廓线雷达图 |
对比风廓线仪和对流系统的雷达回波移动路径及时间发现，对流系统的主体尚未影响太仓时，地面大风已经出现，且太仓风廓线仪的垂直风速在18:00—18:15有一个突然增大的过程，并达到13.9 m/s，风向由偏西风转为偏北风，18:20地面偏北风速达17 m/s。但是雷达回波上对流系统在18:32才经过太仓风廓线仪所在地区。可能原因是在对流系统主体影响太仓前，地面先出现阵风锋，所以会提前18 min观测到大风。
由图 13可发现，对流系统经过后的辐散气流主要在600 m以下，这一高度附近使用常州多普勒雷达0.5°仰角也很难观测到。另外，风廓线雷达测得的对流系统前部的垂直上升气流中，基本没有大于4 m/s的上升速度，而对流系统后部可观测到大范围的下沉气流。导致这一现象可能有以下两个原因：第一，飑线系统的上升区很窄且系统的移速又快(约70 km/h)，所以无法观测到明显的上升气流；第二，根据国外研究表明，强风暴最大上升区变化很大，有时在云底，有时在云中或云顶，因而强的上升气流在低层的风廓线雷达不一定能观测到。
6 结论和讨论本文针对2020年4月12日傍晚前后发生在江苏苏州的局部风雹过程，详细分析了该过程的天气背景、强对流三要素、双偏振雷达参量演变特征并结合双雷达风场反演，分析了超级单体的动力结构及云物理机制，还利用风廓线雷达等资料得出以下结论。
(1) 本次苏州局地风雹天气过程发生在高空有冷涡南掉，底层有暖湿气流，造成上下层强烈不稳定的环流背景下，地面有辐合线快速东移南压，苏南地区850 hPa和1 000 hPa的假相当位温差为负值中心，对流不稳定度加大，为此次强对流天气的发生提供了一定的热力不稳定条件。造成大风的主要原因是冷空气大风叠加强对流大风作用。0 ℃层高度1.6 km和-20 ℃层高度4.6 km，3 km的高度差是非常有利于形成降雹的。
(2) 此次冰雹过程在单偏振的雷达强度和速度上及垂直剖面图上有经典的冰雹云特征：回波强度超过50 dBZ，有明显的三体散射、气旋式辐合、高层回波悬垂和强风暴顶辐散等特征。双线偏振雷达各偏振参量(差分反射率ZDR、差分相移率KDP)反映出冰雹云的典型特征：水平反射率因子大、ZDR小、KDP小的区域出现冰雹，ZDR值通常为-1.0~0.2 dB。
(3) 通过双多普勒天气雷达风场反演发现，1 ~5 km高度中如果有风垂直切变、辐合的存在，则有利于对流单体的发生发展，反之则减弱。通过垂直剖面分析发现的高空动量下传和降水粒子拖曳是导致太湖水面出现下击暴流的重要原因。另外通过对比雷达回波和风廓线雷达能很好地刻画对流系统具体的影响时间和强度变化情况。
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