兴宁市一次大暴雨降水过程的分析

兴宁市一次大暴雨降水过程的分析（精选11篇）

兴宁市一次大暴雨降水过程的分析 篇1

兴宁市一次大暴雨降水过程的分析

该文从环流形势、影响系统和物理量等方面,对6月7日～10日兴宁市一次大暴雨降水过程进行了分析.结果表明:西南气流的不断加强,低涡东移,切变线南压为这次暴雨过程创造了良好的动力条件;高层辐散,中低层气流辐合上升,低空急流加强了低层水汽和能量的输送;低涡的出现和西南气流的不断加强等是这次强降水过程的`重要原因;K指数的特征变化对暴雨的预报具有很强的参考意义.

作 者：姚建春 张华江 罗伟华 YAO Jian-chun ZHANG Hua-jiang LUO Wei-hua 作者单位：兴宁市气象局,广东,兴宁,514500刊 名：广东水利水电英文刊名：GUANGDONG WATER RESOURCES AND HYDROPOWER年，卷(期)：“”(3)分类号：P333.2关键词：大暴雨 环流形势 影响系统 物理量

兴宁市一次大暴雨降水过程的分析 篇2

关键词：暴雨,卫星,中尺度,降水估计

气象卫星在日常的天气分析预报,特别是在台风、暴雨、强对流等灾害性天气的监测预报方面发挥了重要作用。暴雨是在一定的大尺度环流形势下,由嵌入天气尺度系统的中小尺度系统直接造成[1]。由于暴雨在时空分布上存在着明显的不均匀性,日常的天气分析预报中,常规观测不能予以正确和详尽描绘,静止气象卫星能够提供某一地区内连续的云的信息,使得利用卫星资料来估计降水成为降水估计的主要手段之一[2]。随着卫星技术的发展和资料处理方法的不断改进,卫星估计降水的方法发展很快,利用卫星云图作定量降水估计就是其中的一项重要研究课题,已取得了不少研究成果。卢乃锰等[3]通过对四川、湖南、河南三省强对流过程的分析,得出红外云图的云顶温度、温度梯度、云团的膨胀等与云的降水强度有着明显的对应关系;方竹君等[4]在气候条件均匀及范围足够大取样区域,运用云覆盖率、云顶表面亮度温度的标准偏差、云覆盖率随时间的变化率进行降水估计。研究表明,利用卫星云图作短时雨量估计首先要弄清降水云团(系)的云图特征及其与降水的关系,才可提出较为合理的云图降水估计方法。在实际应用中,红外云图与降水之间的关系十分复杂,它们之间有许多不确定的因素。而且云图上降水云团的云顶亮温在不同地区、不同时期降水强度有很大差异。

笔者根据卫星云图资料以及云顶亮温TBB等卫星观测资料计算产品对2009年8月25日08时—26日08时发生在山西中部一次暴雨天气进行分析,探讨红外云图上降水云团的特征及其与降水量的关系。

1 天气实况和天气背景

2009年25日08时—26日08时山西中部出现分布不均的阵雨和雷阵雨天气,其中9个气象站、34个区域雨量站出现暴雨,最大降水量为汾阳站,24 h累计雨量为88.9 mm;降雨主要集中在25日20时—25日22时、25日23时—26日00时两个时段。这次降水主要是由暴雨云团内中尺度对流云团中-β尺度系统造成。

8月25日08时500 h Pa副热带高压控制山西省中部地区,700 h Pa天气图河套南部有一低涡切变,并有一支西南低空急流位于陕西汉中—延安一带,风速达到18~20 m/s;山西中部位于副高外围的西南暖湿气流中。25日20时河套低槽东移,副热带高压减弱南压,山西中部强降水开始。

2 卫星资料分析

2.1 红外云图

从云图演变过程可以看出,这次降水是由锋面云系在东移过程中其尾部激发新生的中小尺度对流云团造成的。25日17时锋面逼近河套地区,同时在陕西省延安附近和山西省汾阳、孝义一带出现两块白而亮且成椭圆形的小云团,受副热带高压边缘西南暖湿气流引导,白亮云团在东移过程中不断加强,19时开始两块白亮云团合并加强,随着锋面的东移影响山西省中部地区。23时以后降水云团东移,影响东山地区,平川强降水减弱。到26日00时以后,降水云团移出山西省。

2.2 中尺度对流云团分析

云图上特别白亮的云团,表示那里高而厚密的对流云区,它往往对应着强降水中心。

从图1中可以看出,在副热带高压边缘不断有小的对流云团生成,并沿着副热带高压后部的西南急流北上,汇聚在山西省的中部地区,20时合并成一个面积较大云顶温度较低的中尺度暴雨云团。图1中1-a和1-c云团是造成山西中部暴雨的主要云团,从图中演变来看,1-a云团、1-c云团均属于-β尺度对流云团。25日18时位于副热带高压边缘西南急流上的小对流云团在陕西延安生成并沿584边缘向东北方向移动,25日19时在汾阳、孝义和晋中平遥形成边界光滑、云顶温度较低的强的中尺度对流复合体,该云团具有MCC强对流云团的特征。20时周围边界模糊,顶部有向外的卷云辐散,强降水开始出现,平遥在20时—21时的降水量达34 mm,之后强对流云团A与B合并继续向东北方向移动,到25日23时云团移至晋中东山一带,由于受地形和热力抬升影响,在晋中东山及阳泉也出现强的降水。

2.3 卫星估计降水

云团云顶亮温是反映云团降水强弱最为重要的云图特征量。在卫星云图上,云团的云顶亮温与云团降水强度有较好的对应关系。TBB反映了卫星观测的下垫面物体亮度温度情况,对天气系统分析、暴雨研究和降水估计具有重要作用。利用TBB资料估算降水,首先根据云顶亮温把云团区分为发展中的云团与消散中的云团,把最冷层亮温阀值定在-48℃,如果云团最冷层面积持续增大,云团便是在发展,反之则是在消亡。然后根据发展中云团降水强度与消散中的云团降水强度来确定云团的降水强度[5]。

从25日18时—21时FY2C黑体亮温资料来看(见图2),山西西部有一块-53℃冷云团至西向东移动,20时冷云面积位于山西省中部地区,中心位于山西的石楼、孝义到介休一带,温度-48℃,中心处的TBB闭合圈面积达到最大,云顶亮温的不断降低,说明该云团正在发展,到21时冷云略东北方向移,中心仍位于晋中介休一带,对应区域内先后出现了剧烈的强对流天气,此时段降水强度明显增大。到22时,冷云面积减小,预示该云团在消亡,该区域的强降水随之迅速减弱;利用FY2C黑体亮温TBB值与20时—22时的强降水进行对比,发现TBB低值区与强降水区位置基本吻合,只是TBB低值区范围比强降水范围要大,主要原因是云顶亮温并不是产生降水的唯一条件,有相当部分冷云是不会产生降水,所以导致估算范围偏大。对于东山地区25日23时—26日00时的强降水,FY2C黑体亮温资料对应关系也比较好,只是对应的位置偏东。分析中发现降水云团的云顶亮温与地面降水强度的关系十分复杂,一般而言地面降水随着云顶亮温的降低其降水强度有不断增大的趋势,而且随着云顶亮温的降低,地面出现强降水的机会也在迅速增加。但出现云团的云顶亮温值变化不大,降水能力相差很大。

3 结论与讨论

1)卫星云图能够提供某一地区内连续的云的演变信息,利用卫星TBB资料预报强降水中心、范围与实况基本一致,这说明对于对流系统而言,云顶亮温确实是确定降水量的有效因子,但降水云团的云顶亮温与地面降水强度的关系十分复杂,简单从亮温出发估计降水很难得到满意的效果。

2)利用卫星TBB资料预报这次强降水中心与实况基本一致,说明云顶亮温确实是确定降水量的有效因子。但TBB值范围比强降水范围大,因为云顶亮温并不是产生降水的唯一条件,有相当部分冷云是不会产生降水,所以导致估算范围偏大。所以简单从亮温出发估计降水很难得到满意的效果。

3)地面降水强度随着云顶亮温的不断降低,不仅降水强度明显增大,而且出现大雨和暴雨等强降水的机会也逐渐增多。利用这些关系,分析和估计地面降水可望获得较好的结果。

参考文献

[1]中国气象局科教司.省地气象台短期预报岗位培训教材[M].北京:气象出版社,1998.

[2]王立志,李俊,周凤仙.GMS-5四通道云图的自动分类及其在定量估算降水中的应用[J].大气科学,1998,26(4):371-378.

[3]卢乃锰,吴蓉璋.强对流降水云团的云图特征分析[J].应用气象学报,1997,8(3):269-275.

[4]方竹君,肖稳安,汤达章.利用红外卫星云图资料估计降水量方法的研究[J].南京气象学报,1998,21(2):278-284.

兴宁市一次大暴雨降水过程的分析 篇3

关键词 暖区暴雨；系统配置；水汽；低层辐合；高层辐散；广西南宁市

中图分类号：P458.121.1 文献标志码：A 文章编号：

每年4-6月，华南主要受西风带系统影响，经历第一个多雨季节，称为华南前汛期[1]，广西处华南西部，黄治逢等[2]普查了广西1956～1986年期间的4～6月降水，指出广西的暖区暴雨可占前汛期的暴雨（除台风、热带低压外）29.7%，其雨区范围小，降水剧烈，强度大，是广西前汛期的一种暴雨形式，4、5月多出现于桂东和桂南。南宁地处广西中南部，其前汛期暖区暴雨的研究对桂南暴雨的分类研究有一定指示意义。

1 过程概述

2012年4月18-20日，受地面冷空气、低层切变的共同影响，南宁市出现一次暖区暴雨天气过程，全市大部中雨到大雨，局部有暴雨或短时雷电大风等强对流天气过程。过程强降雨落区主要在上林、横县、宾阳和马山境内，最大降雨量出现在上林本站97.0mm，从18日08时到20日20：00自动站雨量统计：大于50.0mm有27个站，25.0～49.9mm有39个站，10.0～24.9mm有32个站点。此次过程降雨和强对流集中出现分为两段，其中，18日以南面的强对流为主，暴雨区移动较快，20日的雨势明显，暴雨区自北向南影响南宁市。

2 暴雨集中在暖区的系统配置

2.1 环流背景

强降雨过程发生前，17日20：00地面东路冷空气前锋到达桂东北，桂林柳州转为北风影响，冷锋呈西北-东南走向，西南暖低压势力较强，在桂西有1002位势10m的等压线，广西内等压梯度线较为密集，低层925hPa东北风与东南风的风向切变与地面锋面位置接近，但稍落后，850hPa切变位于黔桂交界，广西大部为偏南气流，但未形成急流。低层高温高湿对南宁出现强对流天气是较为有利的。700hPa有小槽东移，500hPa是较平直的西风带，副高位置偏南稳定维持，西脊点位于112°E，贝湖以西至我国内蒙是低槽区，利于冷空气南下影响和补充。

18日，随贝加尔湖冷高压中心东移，地面有冷空气补充南下，冷锋南压至桂中，西南低压中心有所减弱，925hPa已经转为偏北风和偏南风的风向切变，并在桂中一带摆动，偏南风有所加大，850hPa切变位置少变，南宁西南气流，整个广西南部出现西南风急流，500hPa是偏西风急流，从1998年试验期间华南暴雨系统配置看出，暖区暴雨可出现在无明显切变的西南气流里[3]，罗建英等[4]研究也表明高空急流稳定维持，低空急流左前方和高空急流入口区右侧叠加的区域，易产生冷锋前暖区降雨。南宁的高低空配置极利于暖区暴雨的发生。实况可见18日的强对流云团发展旺盛，降水和强对流出现在冷锋前2个纬距的位置。

18日夜间到19日，西南暖低压由于暖湿气流的加强而有所发展，地面冷锋略有北退，925hPa切变在桂中摆动，850hPa切变线仍在黔桂一带，已没有西南风急流出现，500hPa有小波动东移，南宁仍维持阴雨天气，但没有暖区暴雨的触发。

4月20日白天，贝加尔湖冷高压向102°E，352°N河套以南分裂出一个冷中心，新一股冷空气汇入南下影响华南，在广西与西南暖湿气流交汇，由于前期西南暖低压势力较强，冷锋缓慢南压，锋面呈东西走向，同时925hPa南北风切变位置少变，风速加大，850hPa广西再次出现西南风急流，同时500hPa有小槽东移，急流的输送和抬升在桂南维持，大气层结不稳定，强对流云团在锋前2个纬距沿着锋线移动，南宁、横县、武鸣、宾阳发布雷电橙色预警信号，马山、上林发布了暴雨黄色预警。至20：00南宁低层转北风，强降雨趋于减弱。

此次过程可分为两个暖区暴雨过程，均伴随雷电大风等强对流天气。

2.2 物理量分析

2.2.1 水汽条件

研究前汛期强降水所需的水汽来源主要在低层，故分析700hPa以下的比湿，在强降水发生前，18日08：00，各层比湿都较大，且由桂西南向北递减，尤其925hPa比湿线西北-东南向分布，比湿高值区基本与地面暖低压中心重合，为强降水的发生提供良好的水汽条件，强降水过程中，比湿呈缓慢下降的趋势。而19日20：00，各层比湿较18日数值更大，同样高值中心处桂南一带，925hPa比湿线东西向，比湿高值区呈带状分布，至20日20：00，比湿下降较为明显。由分析可知，此次暖区暴雨过程强降雨区与水汽高值区有很好的对应关系，比湿等值线分布与地面锋线有密切联系。

2.2.2 动力成因

分析得知，散度在此次过程中表征高低层辐合辐散效果较明显。18日和20日强降雨发生前，低层925hPa广西均为负散度区，桂南出现散度中心，而高层500hPa广西为正散度，低层强烈辐合高层辐散抽吸，均发生在锋前暖区中，研究发现在有利的暖湿环境下，低空辐合高空辐散的对流上升运动发生，锋前暖区可引发暴雨[5]。

3 小结

2012年4月18-20日南宁市强降雨过程主要由地面冷空气、低层切变线共同影响产生，暴雨出现在锋前暖区，高温高湿的条件伴随低层辐合高层辐散抽吸作用，由500hPa扰动触发，是一次典型的前汛期暖区暴雨。

参考文献：

[1] 赵玉春，叶红.30年华南前汛期暴雨研究概述[J].暴雨研究灾害，2009，28（3）.

[2] 黄治逢，谢凯，姚才.广西前汛期暖区暴雨与环流系统特征分析[J].广西气象，1989.

[3] 汪永铭，苏百兴，常越.1998年试验期间华南暴雨的系统配置和环流特点[J].热带气象学报，2000，16（2）.

[4] 罗建英，廖胜石，黄归兰等.广西前汛期锋前暖区暴雨过程的模拟与分析[J].广西气象，2009.

[5] 林确略，寿绍文.广西锋面、暖区及高压后部暴雨个例对比研究[J].气象研究与应用，2012，33（2）.

（责任编辑：刘昀）

收稿日期：2014-01-12

兴宁市一次大暴雨降水过程的分析 篇4

青藏高原东侧一次连续大暴雨过程湿Q矢量分析

利用常规探空和地面实测资料,对7月18-19日出现在青藏高原东侧的一次区域性大暴雨天气过程进行了非地转湿Q矢量诊断分析.结果表明:(1)暴雨出现在湿Q矢量散度负值中心激发的`非地转上升气流区附近,在强降水期散度负值中心达到最强,范围较窄,与暴雨区对应得较好.(2)700 hPa湿Q矢量涡度正值中心与其散度负值中心重叠的区域是中尺度低值系统发展的有利区域,与暴雨区对应.(3)700 hPa湿Q矢量锋生中心可以对应12小时后的暴雨区;当有不稳定能量大量释放后,有锋消作用,暴雨将逐渐减弱.

作 者：刘运成 Liu Yuncheng 作者单位：兰州大学大气科学学院,730000;四川省广元市气象局刊 名：气象 ISTIC PKU英文刊名：METEOROLOGICAL MONTHLY年，卷(期)：32(12)分类号：P4关键词：湿Q矢量 大暴雨 诊断分析

兴宁市一次大暴雨降水过程的分析 篇5

应用天气学原理和方法,对7月26～28日甘肃东部(渭河上游)暴雨过程的`天气形势和物理量场的详细分析,结果表明,这次致洪暴雨的发生与低层能量的积累、700 hPa低涡切变和低空急流的形成有直接关系.

作 者：胡淑兰 李社宏 杜继稳 Hu Shulan Li Shehong Du Jiwen 作者单位：胡淑兰,Hu Shulan(渭河流域气象预警中心,陕西,渭南,714000)

李社宏,杜继稳,Li Shehong,Du Jiwen(陕西省气象局,陕西,西安,710015)

兴宁市一次大暴雨降水过程的分析 篇6

对照常规天气图实况资料,检验几种常用NWP产品对2008年7月5日山东一次强降水过程的形势场预报和降水预报,并对其物理量场进行诊断分析.结果表明,暴雨落区与诸多物理量场的配置紧密相关;暴雨区出现在低层水汽辐合中心移动路径上,位于与水汽通量散度强辐合中心和强上升运动中心接近处;暴雨区移动方向与水汽通量大值中心、△θse(500-850)负值中心长轴方向一致,水汽通量散度低层辐合、高层辐散两者均满足时有利于强降水发生;200 hPa高空辐散的抽吸作用远比仅有低层辐合更有利于上升运动发展;地面强降水区出现在200 hPa强辐散中心所在处.

作 者：侯淑梅 李灿 王月兰 亓翠云 孙忠欣 HOU Shu-mei LI Can WANG Yue-lan QI Cui-yun SUN Zhong-xin  作者单位：侯淑梅,HOU Shu-mei(山东省气象科学研究所,济南,250031;山东省东营市气象局,东营,257091)

李灿,LI Can(中国气象局武汉暴雨研究所,武汉,430074)

王月兰,WANG Yue-lan(山东省滨州市气象局,滨州,256612)

亓翠云,QI Cui-yun(山东省莱芜市气象局,莱芜,271100)

闽清县一次大暴雨过程分析 篇7

关键词：中尺度特征,大暴雨,EC,FJ-WRF检验分析与应用

1 实况分析

2014年4月24日20:00~25日20:00, 闽清县普降大暴雨, 其中最大小时降水量44.2mm (闽清县城关25日20:00~21:00) , 24h最大雨量为本站99.7mm。区域自动气象观测站数据显示, 累计雨量50mm以上的共7站, 26日雨势强度继续维持在我县, 24h本站雨量57.0mm, 区域自动气象观测站数据显示, 累计雨量50mm以上的4站。 (见图1)

据统计, 此次强降水过程我县未出现灾情, 低洼地带出现一些积水。主要原因还是由于4月上旬、中旬我县的雨量分布不均, 降雨量明显偏少, 3月1日~4月18日无降水达小旱标准, 这场及时雨有效缓解本县旱情以及水库蓄水。

2 中尺度特征分析

2.1 自动站资料

风场资料分析区域自动站资料4月24日20:00~21:00闽清县城关县城场出现44.2mm强降水, 通过08:00欧洲中心风场资料分析地面流场发现, 在4月25日08:00地面流场上空图看到闽清县北部地区附近西南急流加强, 造成了后期低层切变南压出现短时强降水, 20:00~23:00 3h强降水中心位于闽清县及北部乡镇。

2.2 雷达资料

4月24日20:00~25日20:00雷达回波图速度图 (长乐雷达站) 和风廓线图分析:雷达回波速度产品可以看出24日20:00和25日20:00回波都是从尤溪进内向我县移来, 强回波达50-55Dbz, 明显将出现短时强天气;风廓线产品分析图中可以得出在本站1.5km高度处开始转为西南风, 表示低层切变已过本站, 降水低层影响系统南压。

2.3 动力和热力诊断分析

2.3.1 水汽条件:水汽湿度场厚度分析

各时次850hpa水汽湿度场, 对925hpa水汽通量分析发现, 25日08:00福州单站500hap水汽厚度逐渐上升区, 一直到26日20:00 850hpa湿层厚度达到饱和, 吹西南风, 水汽充足, 体现雨势在这其间明显加大。

700hpa水汽通量散度变化趋势基本与850hpa相同, 但变幅较小。由此可见, 我县和北部地区上空湿层比较深厚, 整个中低层都有大量的水汽输送和辐合, 从而为我县大暴雨过程输送和积累了大量的水汽。

2.3.2 动力条件分析

从850hpa涡度场上分析看出, 25日08:00, 我县还处在负涡度区内;25日20:00处于正涡度区, 此后维持, 到26日20:00负涡度略有减小。由此可见, 在整个大暴雨过程中, 我县上空850hpa都处在正的涡度区内, 有利于扰动的生成, 从而促进暴雨或大暴雨的形成。

2.3.3 热力及不稳定条件分析

K指数分析看出在25日08:00福州站的K指数达35.5, 0℃层高度达4353.8m, 850℃-500℃温度为22.3℃, 反映我市福州站探空处在不稳定区, 25日08:00~26日08:00闽、赣交界处有一低涡中心维持, 我县在24日夜间起出现大范围强对流天气, 25日20:00高空槽东移过程, 低层切变随之南压, 夜间雨势又逐渐加大。 (见图3)

3 预报技术探讨

根据以往雨季我县的预报经验分析, 一般暴雨过程前期往往伴随着一定程度升温回暖的过程, 以及明显急流雨带维持, 这次过程前期升温幅度不明显, 从这个角度来看不利于出现大暴雨过程的产生, 给预报员做出正确判断带来了较大难度, 以后还需加强总结分析。

参考文献

[1]孙素琴, 于爱兵, 郑婧.一次梅雨锋暴雨与中尺度低涡及小高压的关系[J].气象与减灾研究, 2012, 35 (2) :17-22.

兴宁市一次大暴雨降水过程的分析 篇8

关键词：比湿；数值预报模式；强降水

引言

呼伦贝尔市位于内蒙古自治区东北部，暴雨是该地区主要的气象灾害之一，其突发性强，经常导致洪涝和地质灾害，并给国民经济和城乡居民生活造成严重影响。刘景涛等〔1〕、顾润源等〔2〕对呼伦贝尔市的暴雨天气类型及环流特征有一定的研究。本地预报员在强降水方面尝试着做过一些过程总结分析，王洪丽〔3〕、常煜〔4〕、杨春荣〔5〕等从多方面研究过本地区暴雨的特征。本文就2015年8月2～3日呼伦贝尔市东部地区的强降水天气，从数值预报模式的比湿场分析其落区特点。

1 天气实况

受蒙古冷涡影响，8月1日10时全市自西向东产生降水天气，降水持续到4日08时。1日08时至4日08时，全市16个气象站累计降水量在15-50毫米之间。区域雨量站有30个站超过50毫米，其中莫旗有2个站超过100毫米，最大138毫米（坤密尔堤）。8月2日08时至3日08时为主要降雨时段。其中8月2日下午14时至17时东部地区出现了短时强降水，小时雨强超过25毫米的站点达25个，其中最大为65.4毫米。坤密尔堤15时至17时短短3小时雨量就多达132毫米，这种强度的短时强降水在呼伦贝尔的历史上皆属罕见。

2 比湿概念

比湿（Specific Humidity）是空气湿度的一种度量。指在湿空气中，水汽质量mv与湿空气质量（干空气质量md与水汽质量mv之和）之比。即q=mv/（md+mv）。q是比湿，单位g/kg。比湿是气象学中常用的重要变量，利用它的变化，可以了解大气中水汽含量的变化特点，为预测降水状况提供重要的信息。水汽达到饱和的比湿，又称为饱和比湿。

大气中的比湿在不同地区不同高度都不相同，而且比湿在大气中的分布还不断地随着天气系统的演变而有变化。关于比湿在大气中的相对分布规律的研究，有归纳的经验方程，也有利用熵增加原理导出的理论方程〔6〕。大气中水汽主要集中在对流层的底层，以1000hPa至700hPa之间最为显著。我们选取最具有代表性的850hPa这一层分析本地区的水汽分布变化。

3 过程概述

从8月2日08时500hPa的天气图可以看到，贝加尔湖地区的低槽发展加强为冷涡，其前部已影响到呼伦贝尔地区的西部，冷涡东移过程中受大兴安岭的阻滞及前部较强盛的高压脊的阻挡，致使移速放缓并向东北方向移动，呼伦贝尔地区较长时间受低值系统影响，为强降水提供了有利的环流背景。在850hPa天气图上，低空急流已经建立，最大风速超过20m/s，并在呼伦贝尔地区形成涡旋，有利于南部水汽的向北输送。低空急流是低層水汽及热量的强输送带，它不仅为暴雨的发生提供充沛的水汽，而且还利于位势不稳定的形成和维持。特别是在低空急流左侧，由于流场辐合造成水汽的辐合堆积，所以往往在急流轴左侧存在湿舌。低空急流左侧强烈的水平风速切变是正切变涡度产生的有利场合，是中小尺度涡旋发生、发展的有利背景。低空急流对维持和加强辐合系统起着重要作用〔1〕。

2015年8月2日08时500hPa高度场 2015年8月2日08时850hPa低空急流、湿度场

4 比湿场分析

许多预报员习惯使用相对湿度场，但是相对湿度只是表征空气中水汽的饱和程度，而比湿代表了大气中的绝对水汽含量，因此被称为绝对湿度。相对湿度对预报晴雨有着很好的指示意义，但绝对湿度对降水量级的预报同样有着非常重要的关键作用〔7〕。

4.1 8月2日08时

8月2日08时系统东移至呼伦贝尔地区，欧洲中心数值预报细网格模式（以下简称EC模式）的比湿场在呼伦贝尔市范围内与实况场大致相同，中心值区域基本吻合，预报值达13g/kg，与实况值略高1g/kg；在呼伦贝尔西部、西北部等地预报值偏高1～2g/kg；在中部偏南一带预报值偏低1～2g/kg。T639L60数值预报模式（以下简称T639模式）的比湿场与实况场比较，吻合度更高。中心值区域略有差异，偏南一带预报值高于实况2～3g/kg；中部西北一带略高1g/kg左右；中部偏东偏低1～2g/kg。两个模式的比湿预报场与实况降水落区比较发现， T639模式的预报场比湿值≥12g/kg的区域与6小时降水量≥13mm的区域基本相同，比湿值≥10g/kg的区域与6小时降水量≥4mm的区域也基本相同，仅在东部偏南地区略有差别；而EC模式的预报场则略超前，

EC01日08时起报02日08时850hPa比湿场 8月02日02时-08时降水实况

4.2 8月2日14时

因高空数据所限，02日14时的实况比湿场不能够客观反映实际。比较EC模式与T639模式，二者分布区域大致相同，大值中心在呼伦贝尔东南部一带。T639模式的预报场比湿值≥12g/kg的区域在呼伦贝尔东部偏南一带，其范围与6小时降水量≥13mm的区域相比较小，但与≥25mm的区域符合较好，不过区域内≥60mm降水量极值区及呼伦贝尔南部偏东地区符合较差；比湿值≥10g/kg的区域与6小时降水量≥4mm的区域基本相符。EC模式的比湿预报场的比湿值≥12g/kg的区域与6小时降水量≥13mm的区域符合较好，强降水中心也在该区域内；比湿值≥10g/kg的区域范围较大，与6小时降水量≥4mm的区域也基本相同，但西北地区符合较差。

4.3 8月2日20时

8月2日20时系统继续东移北上， EC模式的比湿场在呼伦贝尔市范围内与实况场大致相同，中心值区域略偏东，预报值达13g/kg，与实况值偏高1～3g/kg；在呼伦贝尔西部、北部等地预报值偏高1～2g/kg；在中部偏南一带预报值偏低1g/kg左右。T639模式的比湿场与实况场也基本相同。西部偏北地区预报值高于实况1～2g/kg；中部一带略低1g/kg左右。T639模式的预报场比湿值≥12g/kg的区域不在呼伦贝尔境内，比湿值≥10g/kg的区域与6小时降水量≥4mm的区域差别较大，西部及中部的指示较好，但东部的强降水落区的指示意义不明显。EC模式的比湿预报场则优于T639，预报场比湿值≥12g/kg的区域与6小时降水量≥13mm的区域符合较好，强降水中心也在该区域内，比湿值≥10g/kg的区域与6小时降水量≥4mm的区域也基本相同，仅西北地区符合较差。

2015年08月02日20时850hPa比湿场 EC01日08时起报02日20时850hPa比湿场

T639-01日20时起报02日20时850hPa比湿场 8月02日14时-20时降水实况

4.4 8月1日08时——2日20时

将数值预报模式的比湿预报场8月1日08时—2日20时的各时次叠置发现，数值模式预报场明显高于实况场，实况比湿值≥12g/kg的区域在呼伦贝尔的东部，范围较小。T639模式的预报场比湿值≥12g/kg的区域在呼伦贝尔的东南部，与降水量实况≥25mm的区域比较，东南部符合较好，但在西部、东北部符合较差；比湿值≥10g/kg的区域与降水量≥10mm的区域较为相符，仅在西部偏南、西北部等地稍有差别。EC模式的预报场比湿值≥12g/kg的区域较T639模式大，与降水量实况≥25mm的区域符合较好，且≥50mm的范围都在该区域内。

EC比湿预报场01日08时-02日20时 T639比湿预报场01日08时-02日20时

01日08时-02日20时降水量实况

5 結论

（1）影响降水的因素很多，在其它因素满足的条件下，比湿是决定降水量级大小的重要因素之一；

（2）数值模式预报的数值往往比实况值大，但对强降水落区的预报有很明显的指示作用；

（3）欧洲中心数值预报模式的比湿预报场强度和范围与T639模式相比较大；

（4）模式预报的比湿值≥12g/kg的区域与强降水的落区基本吻合，可以作为本地区大雨、暴雨的预报指标；

（5）模式预报的比湿大值区维持时间较长有利于暴雨、大暴雨的形成。

参考文献：

〔1〕刘景涛，罗孝逞.内蒙古自治区天气预报手册（下）[M].北京：气象出版社，1987.

（2）顾润源.内蒙古自治区天气预报手册[M].北京：气象出版社，2012.

（3）王洪丽，张秀珍.2011年7月24—25日呼伦贝尔市强降雨天气过程分析（J）.内蒙古气象，2012（3）：3-6.

〔4〕常煜， 范淑云，李玉梅.一次台风登陆对呼伦贝尔市强降水的影响分析〔J〕.现代农业科技，2008（ 14）：334-335.

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〔6〕张学文.大气比湿的分布律（J）.气象学报。1987（5）：251-253.

〔7〕孙继松，陶祖钰.强对流天气分析与预报中的若干基本问题（J）.气象，2012（2）：164-173.

江西一次对流性暴雨天气过程分析 篇9

受北方冷空气和中低层西南暖湿气流的共同影响, 5月5日午后开始江西出现了明显的对流性暴雨过程, 全省平均雨量高达41.5毫米, 有57县 (市、区) 的307个乡镇站点出现暴雨或大暴雨、67县市出现雷暴, 闪电次数达5515次。

2 天气形势特征分析

分析形势场发现, 副高脊线位于北纬16°, 588线广东南部和广西南部, 江西处于副高边缘, 赤道辐合系统活跃;东北有低涡存在, 不断有冷空气南下;南支槽位于西藏中部, 主体稳定但不断分裂小槽东移影响东部地区。从地面图分析可知, 6月8日式一次冷空气入侵地面暖槽的过程, 冷暖空气的交汇有利于江西出现强对流和暴雨天气。

对5日08时到6日20时高空图进行分析发现, 5日08时200h Pa中南部辐散, 北部500h Pa槽移过转受高压脊控制, 500h Pa有冷温槽随切变侵入江西中南部, 850h Pa南部增温并存在西南急流, 利于中南部出现对流性天气。

5日20时高空辐散区移南移, 500h Pa有湖南南部有负变温区随槽东移, 而850h Pa江南为正变温区, 赣南湿区深厚, 且处于西南急流出口处, 有利于强降水发生。

6日08时200h Pa强辐散抽吸作用明显, 500h Pa又有低槽缓慢东移且分为南北两支, 位置移速超前于700h Pa低槽。850h Pa切变位于江西中部, 切变两侧分别有南北两支急流 (西南急流和东北急流) , 导致两个急流出口左前方和切变线附近分别出现3个强降水中心。500h Pa赣北负变温明显, 而850h Pa赣北处暖脊中, 沿江附近有干线向南侵入, 造成上午最大降水出现在赣北, 南昌县5小时降水量达160mm。925h Pa低层辐合明显, 南北两支急流和切变线明显, 且东北急流强于850h Pa, 也有利于强降水天气的发生。6日20时200h Pa辐散区继续南移到江南南部到华南, 500h Pa槽快于700h Pa槽移过江西, 槽后西北风达到20m/s以上, 干冷侵入明显。江南上空8, 7, 5三层均为湿区, 表明湿区深厚湿层, 850h Pa低涡切变位于赣州、郴州之间, 850h Pa温度脊位于华南到江南南部, 赣南位于西南急流出口和低涡的东南侧, 降水强度再次加大, 导致定南县出现山洪地质灾害。

6日23时地面图分析, 赣南存在弱的温度锋区, 湖南有冷舌侵入, 地面中尺度加密站点发现在鹅公镇附近存在一条明显的中尺度切变线.

3 雷达资料分析

从雷达资料分析, 南昌雷达在08时至13时在形成典型的“列车效应”, 强单体不断经过南昌县附近, 使得强回波位置稳定少动, 使南昌县出现5小时160mm的强降水。

从雷达风廓线分析, 风向由低层东北风到偏东风转为偏南风随高度顺转有暖平流, 高度达到9km, 表明有深厚的暖湿气流。低层东北风遇南面玉华山阻挡强迫上升随偏南气流在高空向北返回, 在南昌附近构成一个水汽循环区。速度场分析, 在赣北为西北和西南的风速辐合区, 低层是东北急流, 赣北中部有水平尺度超过150km的速度辐合区。赣州雷达, 风廓线图上在22:30左右高层西南风转为西北风, 并且在4km~5km高度上出现干区, 西北风速达到20m/s以上, 表明中高层有强的干冷平流侵入, 导致赣南对流不稳定加强, 使得赣南降水再一次出现强降水。从速度图上分析, 赣南南部在不同的仰角上均出现水平尺度大于50km的速度辐合区, 强的辐合利于强降水的出现。

从SWAN分析8:00存在明显的3条雨带分别位于赣北中部、赣中北部和赣北南部、赣南;从反射率因子剖面图分析为典型的高效率强降水回波即强反射率因子已经接地且强回波高度达到9Km, 强的反射率单体紧邻结合在一起;COTREC风场分析在23:30左右存在明显的中尺度低涡, 中心在鹅公镇。

4 数值预报检验

进行检验发现, 对于切变线的位置比实况偏北而低涡都能预报出来但是位置预报有偏差, 风场24h、72h更接近实际风场西南气流预报较好, 地面静止锋08时和20时48h内预报效果较好、14时地面静止锋仅在临近时刻做出预报。对假相当位温和垂直速度12h、24h、36h经行检验发现, 12小时基本和实况一致但是接收资料的原因对于预报的意义不大, 24小时基本吻合有很大的参考价值, 36小时存在一定偏差, 具有一定的参考价值。

对EC6日08时和20时T639的850hpa切变 (低涡) 、850hpa风场 (西南气流) 、地面静止锋24h、48h、72h预报场进行检验, 此次过程切变预报不稳定, 风场偏小, 低涡也给出了预报但是位置也有一定的偏差, 总体72h内预报能力低于T639。

5 结论

1) 5月5日到6日江西对流性暴雨天气是在高空前倾槽形势下, 冷空气侵入地面倒槽, 由低层西南急流、东北急流及低涡切变共同造成的强降水过程。中高层冷, 低层暖湿造成热力不稳定。强降水的落区位于低空西南急流和东北急流的左端出口处及切变线附近;

2) 雷达探测回波呈带状混合型回波并出现“列车效应”, 速度图上在强降水中心对应出现明显的切边和风速辐合区, 风廓线产品很好反应整层大气的动力、热力、水汽分布和变化;

兴宁市一次大暴雨降水过程的分析 篇10

暴雨是水资源的重要来源, 它起着解除旱情、满足工农业生产用水的重要作用。由于暴雨常与中小尺度天气系统相联系, 突发性强, 因此暴雨预报已成为预报难题之一。

2013年7月19日20时至20日20时, 豫东南出现了暴雨。这次过程前期副热带高压稳定, 584dgpm线控制了我国西南、华南、华中以及西北地区的南部, 东移影响的短波槽较浅且位置在河南北部一带, 冷空气特征不明显, 给预报带来了一定的难度。为此, 根据本次过程主要影响特点, 针对性分析近地面流场的作用, 对暴雨过程物理量进行诊断分析, 揭示其形成原因, 为此类暴雨预报提供参考。

1 过程概述

2013年7月19日20时至20日20时, 信阳40个乡镇雨量站出现了暴雨, 暴雨区呈东北-西南向带状分布 (图1) , 暴雨中心区集中在信阳西部, 全市有13个乡镇雨量站降水超过100mm, 最大降雨量在楠杆, 为193.8mm。从雨情的分阶段分析可以看出, 本次降水过程主要集中时段为20日11-16时, 强降水主要分布在豫东南, 呈东北西南向带状分布, 信阳市多个乡镇站出现短时强降水, 罗山楠杆20日14-15时小时降水57.4mm。

2天气形势分析

2.1 大尺度环流背景

过程前期, 中高纬为一东西向的庞大低压带, 在巴尔克什湖北部和贝加尔湖东部各有一个冷涡中心, 副热带高压584dgpm线在38°N附近控制我国西南、华南、华中以及西北地区的南部, 588dgpm线在我国东南沿海海面。此次暴雨发生在副热带高压脊北侧的高温高湿环境中, 高纬度冷涡槽分裂低槽东移, 低槽前部受副热带高压阻挡移动缓慢, 低槽后部贝加尔湖东部冷涡槽后冷平流补充使低槽加深, 迫使副热带高压584dgpm线南压, 584dgpm线边缘集聚的不稳定能量被触发, 形成区域性强降水。19日20时5000m高空包头-宝鸡-成都一线为一高度槽, 民勤-兰州-江源有一落后的温度槽, 槽前暖平流、槽后冷平流的配置, 使得低槽东移过程中加深发展, 20日08时到达锡林浩特-延安-南阳一线, 584dgpm线从山西南部南压到河南中部, 河南东南部处于槽前西南气流中。20日20时, 副热带高压主体有所加强, 588dgpm略有西伸, 584dgpm线也再次北抬到河南北部。由此可见, 本次过程是北支冷涡槽分裂的冷槽受强盛的副热带高压阻挡, 干冷空气与西南暖湿急流较长时间在黄淮之间交汇形成的。从而印证了候春梅分析, 当副高脊线位于28-30°N之间, 584dgpm线西伸至105-117°E之间时, 河南南部受其影响, 开始出现南部型暴雨[1]。

2.2 中尺度系统分析

2.2.1 中低层切变线和急流

从19日20时的高空中分析综合图可以看出:在200h Pa高空急流分流区的右侧相对应的850h Pa有一支由河南省中部向山东半岛输送的偏南风低空急流, 低空急流中心风速大于16m/s。20日08时高空低槽加深, 在河南东部700h Pa 312dgpm线和850h Pa148dgpm线由南北向转变为西南东北向, 850h Pa偏南风急流南压沿148dgpm线形成了从南海至河南东部的低空西南急流。低空西南风急流左侧是正涡度和辐合对应的上升运动区, 暴雨区正好位于这支急流的左侧、切变线右侧, 加之高空200h Pa急流分流区的右侧为辐散区 (高层辐散、低层辐合) , 进一步加强了上升运动。

2.2.2 近地面中尺度辐合线

对19日20时-21日20时近地面1000h Pa流场和高度场 (图2-5) 分析发现, 强降水发生与近地面辐合线的时段、位置有很好的对应关系。19日20时在湖北中部有低值中心, 河南省除豫西北外均处在向北伸展的低压倒槽中。20日08时, 一支偏北气流携干冷空气由西北路南下侵入倒槽, 与从南海向北伸展的偏南暖湿气流在安徽阜南-河南信阳-湖北襄樊一线交汇, 而强降水时段正是从20日08时前后开始。20日20时, 由于高空低槽东移, 高空槽前的正涡度平流促使地面低值系统发展[2], 流场显示湖北北部又有低值系统生成, 豫东南刚好处在其向北伸展的西南倒槽里, 气旋性幅合明显, 有利垂直运动发展, 水汽在此集聚上升。21日08时, 干冷的西北气流南下, 与偏南气流在连云港-阜阳-巴东一线汇合, 又产生了对流性降水, 但是由于前期能量释放, 水汽条件已明显减弱, 降水局地性特征较明显, 到21日09时之后降水逐渐结束。24h强降水落区恰好在沿近地面辐合线附近南侧以及西南倒槽中气旋性辐合最强的区域。

2.2.3中尺度对流云团

暴雨发生前, 有中尺度对流云团生成并加强, 与此对应出现强降雨区。图6给出了7月20日07时至21日10时不同时刻FY-2C红外云图。由图6可见, 20日07时安徽东北部上空有一对流云团A形成, 11时云团A后对流云团B、C生成, 13时云团B、C发展合并, 之后迅速增强, 与强降水集中时段相对应。17时新生成对流云团D、E, 19时对流云团BC与对流云团D、E合并, 之后迅速增强。21日00时合并后的对流云团DE与趋于消散的BC合并, 得到加强, 与近地面湖北低值系统发展相对应。新对流云团生成与同时段近地面中尺度辐合线的触发时间一致, 对流云团合并后加强与地面低值系统发展具有对应关系, 这对暴雨和短时强降水的发生时段、落区预报有很好的指示性。云图分析对暴雨预报有直接的指示作用。

2.2.4雷达回波特征

从20日10:29的0.5°仰角雷达反射率因子可以看出 (图7a) , 信阳西南部有强中心60d Bz的逗点状回波, 其前方有一南北向气旋性回波, 顶部呈钩状, 此处应该有小的低值系统发展, 但是回波强度较弱。11:23, 该气旋性回波在低值系统作用下迅速形成一弓形回波, 中心强度达到60d Bz, 从仰角1.5°的径向速度图上可以看到气旋式辐合, 12:41, 强对流回波范围明显东扩, 有利于暴雨产生。

3 物理量场分析

3.1 垂直运动条件分析

从7月19日20时涡度沿32°N纬向空间剖面图 (图8) 可以看出, 在信阳市暴雨区 (114°E附近) 700h Pa以下是强辐合区, 中心值﹥10.0×10-5·s-1, 而200h Pa左右的高度处则为强辐散中心, 中心值﹤-75×10-5·s-1。这种低层辐合高层辐散的配置, 在垂直方向上形成强烈的抽吸作用, 必然引发气流的强烈上升运动, 这是暴雨发生的首要条件。20日08时, 近地面冷空气的侵入使得暴雨区低层气旋性涡度明显加大[3], 中心值﹥20.0×10-5·s-1, 降水加强, 强降水区与正涡度中心对应。

3.2 水汽条件分析

分析水汽条件主要是分析大气中的水汽饱和量和水汽通量散度。

湿层指饱和层, 湿层越大, 降水越强。相对湿度垂直剖面图上 (图9a) , 20日20时以前, 也就是强降水开始前及持续期间, 高空400h Pa以下相对湿度均大于80%, 相对湿度>90%的饱和层范围不断扩大, 大气湿层非常深厚, 为强降水持续提供了充足的水汽。20日08时信阳地区比湿q700h Pa>10g/kg、q850h Pa>14g/kg。

水汽通量的数值和方向只表示水汽的来源, 在做降水成因分析时, 常常需要进一步考虑从各个方向输送来的水汽能否在某地集中, 因此需要分析水汽通量散度[4]。19日20时-21日20时水汽通量散度的垂直剖面图上 (图9b) , 在暴雨区高空700h P附近有一较强的水汽辐合中心-14×10-3g·h Pa-1·cm-2·s-1, 500-850h Pa之间均是水汽辐合区, 表明自低层向上空整层有暖湿空气输送。

3.3 不稳定能量分析

θse是反映大气温度、压力、湿度的综合特征量, θse的分布反映了大气中能量的分布。根据θse的特性, θse的高值区为高能区。19日20时到20日08时 (图10) , 信阳市 (114°E附近) 700h Pa以下都维持在高能区区域内, 在垂直方向上呈Ω分布, 这种分布使得中低层坠θse/坠z<0, 大气处于持续不稳定状态, 能量场的配置为暴雨形成提供了一个有利的环境场。20日20时, 随着高空低槽东移, 高能区东移到116-120°E, 本地对流性降水也东移减弱。

4 地形对降水的影响

地形与降水关系很密切, 在同样的天气形势下, 迎风坡的降水要比其他地区大。由于大别山山脉阻挡, 当地面吹东北风时, 容易造成地形的强迫抬升, 引起垂直上升运动。20日11时信阳地面风向由东东南转为东东北风, 随后出现了局地短时强降水, 信阳本站小时降水量达到40mm, 而同一时段其他地区只有几毫米的降水。

5 结论

本文利用常规天气图、乡镇雨量站、卫星云图、雷达资料等, 采取天气学诊断方法, 从大尺度环流背景、降水天气影响系统、物理量场、地形影响等方面, 对本次区域性暴雨的成因进行了分析, 结果发现:

(1) 此次区域性暴雨过程主要是在副高边缘西南暖湿气流与高空冷槽东移南压相结合的大尺度环流下, 由河南南部的地面中尺度辐合线、中低层切变线和低空西南急流持续共同作用造成的。

(2) 低空西南急流为暴雨的产生输送了充足的水汽, 地面辐合线加大了辐合上升运动和水汽辐合, 地面中尺度辐合线的产生、发展和位移对暴雨和短时强降水的发生时段、落区有很好的指示性。

(3) 由于中尺度系统的生命周期较短, 应该重点分析物理量场[3]。低层大气散度辐合中心正处于暴雨区, 为暴雨产生提供了足够的动力条件;K指数大值区和假相当位温θse低层大值区在垂直方向上呈Ω分布, 对强降水预报有指示意义。

(4) 地形迎风坡效应加大了降水的强度和量级。

(5) 本次暴雨预报发生在高空500h Pa低槽偏北、副热带高压强盛的形势下, 冷空气在高空、地面反映不明显, 仅通过实况流场能分析出偏北气流, 对其触发作用估计不足。日本、德国、EC数值预报都预报在24h之后出现暴雨, 实况暴雨出现提前了一天。T639的高度场、物理量场预报对本次暴雨有较好的参考作用。

摘要：利用常规天气图、乡镇雨量站、卫星云图等资料, 采取天气学诊断方法, 从大尺度环流背景、降水天气影响系统、物理量场、地形影响等方面, 分析了2013年7月20日豫东南区域性暴雨天气的成因。结果表明:此次区域性暴雨过程主要是在副高边缘西南暖湿气流与高空低槽东移南压相结合的大尺度环流下, 由河南南部的近地面中尺度辐合线、中低层切变线和低空西南急流共同作用造成的。低空西南急流为大暴雨的产生输送了充足的水汽, 近地面辐合线加大了辐合上升运动和水汽辐合。低层大气散度辐合中心正处于河南东南部, 垂直速度强上升区也在信阳一带, 为暴雨产生提供了足够的动力条件。假相当位温θse低层大值区在垂直方向上呈Ω分布, 都对强降水预报有指示意义。地形迎风坡效应加大了降水的强度和量级。

关键词：区域性暴雨,地面中尺度辐合线,中低层切变线,低空西南急流,地形影响

参考文献

[1]候春梅, 陈忠民, 康雯瑛, 等.河南汛期暴雨时空分布特征及成因分析[J].气象与环境科学, 2008, 31:40-42.

[2]朱乾根, 林锦瑞, 寿绍文, 等.天气学原理和方法[M].北京:气象出版社, 2000.

[3]张广周, 李戈, 白家惠, 等.不同高度急流耦合在2007年7月中旬河南区域暴雨中的作用[J].气象与环境科学, 2008, 31:7-12.

兴宁市一次大暴雨降水过程的分析 篇11

1 资料采集及天气实况

1.1 资料采集及方法

天气现象及要素等实况数据采用哈密地区6个人工气象站和16个无人观测的自动站资料 (个别为气温、气压两要素站) , 运用天气学原理, 从多方面因素对这场天气进行综合分析。自动站只能测得液态降水量, 当山区为固态降水时无法测得降水量。

1.2 天气实况

2010年9月4—5日哈密地区出现了一次降水量大、降水强度强的区域性降水天气过程, 大部分地区的降水形态为液态, 北部部分山区为固态, 其中巴里坤、天山乡、德外里克乡和沁城乡的日降水量均在20 mm以上, 而巴里坤4日降水量为24.7 mm, 居近40年历史同期第三。过程降水量为哈密市8.0 mm、巴里坤24.7 mm、伊吾7.0 mm、红柳河8.6 mm、十三间房11.0 mm、淖毛湖4.7 mm;天山乡、德外里克乡和沁城乡等山区过程降水量分别为36.3、20.7、24.0 mm。主要降水日为9月4日。具体实况如表1所示。

2 实况分析

2.1 500 h Pa形势分析

9月1日8:00至9月3日8:00, 欧亚范围内由纬向环流转为经向环流, 里、咸海长脊与北支脊叠加, 形成乌拉尔山长波脊并继续向北发展且东扩, 同时贝加尔湖脊向北发展, 但其势力明显弱于乌拉尔山脊;南支上的新疆弱脊受到北方冷空气的冲击后向南衰退。

(mm)

9月4日8:00, 乌拉尔山脊主体向东北方向发展, 伸向西西伯利亚, 位于新西伯利亚建立较强的北风带, 引导北方冷空气南下;而贝加尔湖脊在东移过程中继续向北发展, 其势力略弱于乌拉尔山脊。在两脊夹攻的形势下, 使南下的冷空气在新疆的阿勒泰地区切断成低涡, 冷空气在此堆积, 该低涡分裂低槽位于新疆的东部, 哈密处于该槽前的西南气流控制, 且风速达到24 m/s, 同时副热带锋区迅速加强, 最大西南风速达20 m/s, 有利于水汽输送。阿勒泰低涡东南下造成地区大部产生强度较大的降水天气 (图1) 。

由此可以看出, 此次天气过程的主导系统是乌拉尔山脊发展东扩, 引导北方冷空气南下;影响系统是阿勒泰的切断成低涡东南下造成大降水天气;下游的贝加尔湖长脊起到了阻挡作用, 给冷空气南下堆积创造了非常有利的时机。

2.2 100 h Pa形势分析

9月3日8:00伊朗副高向北猛烈发展, 使伊朗至乌拉尔山为很强的高压脊区, 南亚高压分裂成2个中心呈双体型 (图2) , 一个位于伊朗至里海, 另一个位于青藏高原西南部。副热带低槽呈两段, 分别位于在萨彦岭至巴尔喀什湖、巴尔喀什湖至阿富汗东北部的喀布尔。9月4日8:00乌拉尔山脊顶东北向伸展, 南亚高压位于青藏高原西南部的中心西移与里、咸海脊合并, 使得印度—伊朗—里、咸海处于宽大的闭合高压区域中, 中心位于里咸海。

由此演变可见, 南亚高压呈双体型为大降水提供了环流背景。但是9月初季节转化时节, 南亚高压随季节变化应该逐渐东撤到90°E附近, 而这次天气的表现是位置偏西, 主要在80°E附近, 而且南亚高压只是西伸, 并没有产生“东西振荡”, 副热带大槽也没有完全形成。因此, 入秋时的大降水环流背景有别于夏季。

2.3 700~850 h Pa低空急流分析

850 h Pa高空, 9月1日8:00新疆大部处于4~16 m/s的偏东气流中, 其中若羌为12 m/s;9月2日8:00甘肃至新疆东部有一股2~10 m/s的偏东气流, 哈密和若羌为10 m/s;9月4日8:00若羌转为西南风, 哈密地区至甘肃西部仍为偏东气流控制, 哈密风速为10 m/s, 乌鲁木齐为西北风, 形成了明显的风向气旋性辐合切变。

700 h Pa高空, 从9月1日8:00至9月3日8:00, 北支锋区逐日南压到北疆沿天山一带及哈密地区, 甘肃省河西走廊至哈密地区存在着一股2~6 m/s的偏东气流;9月4日8:00甘肃省的偏东气流移至内蒙西部, 哈密的偏东风速增加到8 m/s, 这股偏东风与北塔山、乌鲁木齐、库尔勒的西北风及若羌至茫崖的西南风形成了明显的风向气旋性辐合切变。

由此可以看出, 低空存在一支弱的偏东急流, 其厚度由850 h Pa上升到700 h Pa, 其与偏西、偏北区域形成了明显的风向气旋性辐合切变, 有利于上升运动、水汽的凝结和集中及不稳定能量的释放, 为产生降水提供了非常有利的条件[1]。

2.4 200 h Pa高空急流分析

9月1日8:00至9月4日8:00的200 h Pa高空, 在40°N附近新疆境内存在一支偏西风速>40 m/s的高空急流, 哈密地区上空的风速由16 m/s增加到26 m/s。

从100~500 h Pa的高空形势看, 萨彦岭上空均为低涡, 因而该低涡是个深厚系统。从以上高低空环流形势演变和配置可以看出, 存在“三股气流”:低层的偏东急流, 中层的西南气流, 高层的偏西急流[1]。同时南亚高压双体型的形成, 给大降水创造了有利的环流背景。

2.5 海平面气压场分析

8月31日8:00至9月2日8:00, 地面冷高中心起初位于波罗的海的东侧, 该中心基本上沿60°N东移到乌拉尔山中部, 2日8:00以后东南下, 4日20:00到达阿勒泰北侧的萨彦岭;从8月31日08时至9月3日8:00, 其强度由1 018.3 h Pa增强到1 037.9 h Pa, 之后强度略有减弱, 4日8:00强度为1 030.8 h Pa (图3) 。

由此可见, 此次冷空气原地为波罗的海, 路径为西北路径[1], 冷空气在东移过程中呈加强趋势。

2.6 层结不稳定度分析

根据哈密本站的高空资料, 利用T-lnp图计算哈密本站的大气层结稳定度指数, 这类指数种类较多, 其侧重点各有不同, 这里主要用A指数和K指数, 这2种指数在实际工作中有较好的指示意义。

A指数的定义:A=T850-T500- (T-Td) 850- (T-Td) 700- (T-Td) 500;K指数的定义:K= (T850-T500) +Td850- (T-Td) 700[2]。可以看出它们具有共同的特点:除了表示温度垂直变化外, 还包含了大气中、低层的饱和程度和湿层厚度, 是反映稳定度和湿度条件的综合指数。指数值越大, 表示大气越不稳定、越潮湿, 大气具有较高的潜能, 越有利于降水形成[2]。具体数据如表2所示。

从表2可以看出, 在9月4日8:00 A指数和K指数发生明显的突变, 迅速增大, A指数由-53℃增大到10℃, K指数-7℃增大到33℃, 至9月4日20:00快速下降, 这与哈密地区的强降水时段非常吻合。

(℃)

3 数值预报产品解释应用

目前, 日常主要用欧洲中心和我国的T213数值预报模式产品, 欧洲中心的预报时效为24 h, 产品种类少;我国T213的预报时效是6 h, 且拥有大量物理量的预报产品。欧洲中心的预报产品反映大环流背景的总体变化趋势, T213则可反映比较细致的变化趋势, 各种物理量的变化趋势可以比较好地反映各种天气产生的可能性。因此, 对欧洲中心和T213数值预报模式产品进行分析, 可以比较好地解释天气产生的成因, 对天气预报有一定的指导意义。

3.1 数值预报形势场预报检验

选用欧洲中心、T213数值预报模式产品, 均用2010年9月2日20:00发布的48 h预报场与9月4日20:00实况场进行对比分析。这里主要对500 h Pa高度场、海平面气压场和850 h Pa温度场进行对比分析, 分别选用564什位势米高度线、1 020 h Pa气压线和12℃温度线为特征线, 将预报场与实况场在同一张图上叠加。可以看出, 高度场和海平面气压场的预报场与实况场非常吻合, 而850 h Pa温度场中欧洲中心的预报场与实况场比较吻合, T213的预报场比实况场略偏南 (图略) , 但槽脊位置还是比较吻合。因此, 此次天气过程的数值预报的形势场预报有较好的指导意义和参考价值。

3.2 T213数值预报物理量场的解释应用

3.2.1 水汽条件———相对湿度。

从9月4日2:00—14:00演变趋势看, 500~700 h Pa高湿饱和中心区自西向东经过哈密地区各地, 其值均在90%以上, 20:00移出哈密地区。9月4日8:00另一高湿中心位于青藏高原, 将通过西南气流输送水汽到哈密地区。从其移动路径看, 与降水路径比较吻合, 水汽来源主要为系统本身及阿拉伯海, 从低层到中层的水汽十分充沛, 为降水提供了丰富的水汽条件。

3.2.2 动力条件。

包括散度分析和垂直速度分析2个内容。具体分析如下。

(1) 散度分析。从9月4日8:00 700 h Pa散度预告图上可以看出, 哈密地区东部处于负值中心区, 为强烈的辐合区[2,3], 其最大值在七角井附近为-149×10-6/s, 哈密与巴里坤地区间为-118×10-6/s (图4) 。

从9月4日8:00 200 h Pa散度预告图上可以看出, 哈密地区东部处于正值区中, 8:00七角井为32×10-6/s, 哈密与巴里坤地区间为11×10-6/s。正值中心东南移, 自西向东, 哈密地区先后处于高层较强辐散区中[2,3], 14:00进入哈密地区, 位于巴里坤和伊吾之间, 其值为62×10-6/s, 哈密与巴里坤地区间为59×10-6/s (图4) 。

从以上哈密地区高低空散度场的配置来看, 低层具有强烈的辐合区, 高层具有强烈的辐散区, 尤其是8:00高低层散度差值最大, 达到181×10-6/s, 起到非常强的抽气作用, 具有强垂直上升运动, 为水汽的垂直输送及凝结创造了有利条件[3]。

(2) 垂直速度分析。9月4日8:00, 500~700 h Pa高空哈密地区处于上升运动区, 其值分别为-56×10-4、-196×10-4h Pa/s (图5) ;14:00 500 h Pa高空垂直速度高值区中心东移到蒙古, 哈密地区偏东区域仍处于上升运动区, 其值在-100×10-4hpa/s左右, 哈密大部分区域处于下沉运动区。哈密地区大部降水集中在8:00—14:00, 红柳河降水集中20:00以后。

由此可见, 在大降雨前及暴雨中, 从低层到中层都表现为强辐合上升运动, 中层辐合上升运动相对较强, 有利于大降雨所需不稳定能量的储存, 并在暴雨中激发大量不稳定能量的释放, 有利于水汽抬升冷却凝结、输送和集中, 为暴雨形成创造了有利条件。暴雨总是发生在大范围的上升运动区内, 如此大的垂直运动, 只有在不稳定能量释放时才能形成, 是由中小天气系统所造成的[3]。因此, 此次暴雨是在长波槽脊稳定的情况下, 低涡天气尺度系统中携带者中小尺度系统形成的。

3.2.3 不稳定条件———K指数。

9月4日8:00哈密地区大部处于高值区域, 其值在14~37℃, 高值中心位于哈密西南部边境;14:00高值其中心移至哈密地区与甘肃交界处以及北塔山和蒙古中部;20:00高值区移出哈密地区进入甘肃区域。由此可见, K指数>30℃, 非常有利于降水形成, 中心值与实况也比较吻合, 有较好的预报指导意义。但与实际产生降水的路径看, 此次预报中位置有些偏南。

从以上数值预报的各物理量场分析看, 各要素配置满足了大降水的形成基本条件。对于这次天气过程, 这些天气形势场及物理量场的预报具有非常好的预报指导意义[4,5,6,7]。

4 预报着眼点

(1) 此次天气过程的主导系统是乌拉尔山脊发展东扩, 引导北方冷空气南下;影响系统是阿勒泰切断低涡东南下造成大降水天气;控制系统是贝加尔湖长脊起到了阻挡作用, 给冷空气南下堆积创造了有利时机。

(2) 各物理量场及要素变化分析对降水预报有着重要贡献, 尤其是水汽条件、动力条件和不稳定能量条件。这次大降水过程是在长波槽脊稳定的天气尺度环流背景下, 低涡这个天气尺度系统中携带着中小尺度系统形成的。其物理机制是对流层低层强烈辐合与高层强烈辐散、垂直上升运动以及“三股气流”的存在。

(3) 数值预报产品为这次降水预报提供了重要依据, 尤其是产生降水的三要素条件。在日常预报工作中, 降水的三要素中的水汽条件和动力条件均有较多的物理量来体现, 不稳定能量可以充分利用K指数来体现。

(4) 秋季发生大降水, 一定要特别关注乌拉尔山脊的维持、发展和衰退, 它是引导北方冷空气的关键;同时要关注副热带急流锋区的位置, 其对水汽输送具有重要的意义。

摘要：对2010年9月4—5日哈密地区一次大降水天气过程的成因进行了分析, 表明高低空环流形势的配合、对流层低层强烈辐合与高层强烈辐散、垂直上升运动以及“三股气流”的存在是其形成的重要机制, 同时在哈密地区大降水天气短期预报着眼点方面获得了一些有益的启示:充分利用数值预报模式产品, 对环流形势演变、各物理量场, 尤其是产生降水的水汽、动力、不稳定能量3个宏观条件的物理量场充分细致分析, 对降水预报有非常重要的指示意义。

关键词：大降水,成因,数值预报,预报着眼点,新疆哈密

参考文献

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