区域性暴雨（共8篇）
区域性暴雨 篇1
引言
2013年汛期期间, 黑龙江省部分地区出现了近30a一遇的灾害性暴雨天气, 部分河流超出警戒水位, 汛情形势严峻。伊春地区历年较大的降水过程主要集中在7月下旬~8月上旬, 但达到暴雨量级的过程较少。今年汛期, 伊春地区出现洪涝、泥石流等灾害, 对人民生命财产安全造成巨大损失, 因受小兴安岭区域地理环境影响, 伊春地区降水的突发性、局地性更为显著, 预报工作更难进行。
本次过程达到暴雨量级的区域主要集中在伊春中南部地区, 嘉荫流域已经超出警戒水位, 所以此次降水给防汛抗洪工作、保障农业安全生产工作带来了巨大的影响。本文对此次降水过程进行技术总结, 对此类极端天气预报误差进行评定分析, 揭示其成因, 寻找此类天气过程预报着眼点。
1 降水实况以及预报情况
8月12~14日的降水为1次自南向北的过程。雨量较大时段主要集中在12日~13日白天, 其中12日24h内朗乡累计降雨量为70.9mm, 5个区站累积量在10~30mm之间;13日夜间铁力地区降雨量达到41.0mm;14日金山屯地区降雨量达到58.1mm, 其余地区中到大雨不等。过程结束后15日伊春部分地区仍有降水, 其中铁力桃山地区雨量达到10mm, 然后在16~18日伊春市又有1次较大降水过程。此次降水持续时间较长, 且2次较大降水过程连续、量级较大、范围较广、较为罕见。此次过程多数次1h雨量为0~5mm, 极少数1h雨量为5~10mm, 所以本次降水属于较为稳定性降水。
伊春市气象台于8月12日发布重大气象信息专报, 预计8月12~14日, 全市自南向北有1次明显的降水天气过程, 主要降水时段集中在12日夜间~13日白天, 过程降雨量大, 南部局地可能达到暴雨量级。降雨同时可能发生短时强降水、雷电、冰雹等强对流天气。
2 天气形势分析
2.1 高空形势分析
由图1分析得知, 12日20:00, 500hpa高空图上欧亚大陆中高纬度地区为两槽一脊型[1], 贝加尔湖西部的高压脊稳定维持, 巴尔喀什湖北部西西伯利亚地区与贝加尔湖附近被2个低压中心占据, 受高压脊控制, 有小股的冷空气南下。12~14日, 影响黑龙江省的低涡加深并略向东移北抬, 其中13日达到最强, 伴随着低涡加深, 不断有小槽波动东移, 14日后此次系统过程逐渐减弱, 下1个系统即将影响黑龙江省。西太平洋副热带高压一直位于我国东南沿海一带, 副高西部的偏南气流从海上带来充沛的水汽, 配合河套北部低涡中心的西北气流, 一较深小槽影响我国北方地区, 850hpa上存在低空急流导致黑龙江省有大量的水汽输送而来, 大气产生不稳定层结, 有利于降水发生, 且量级较高。到了13日08:00, 贝加尔湖附近的低涡加深, 500hpa槽线位于黑龙江省西部地区, 经度加大, 850hpa的冷槽转为东北-西南走向, 与500hpa、700hpa相配合, 且有明显的风场气旋性切变, 对应降水大值区。
2.2地面形势分析
12日02:00, 从贝加尔湖东南部地区到我国东北地区都受地面低压控制, 其中大兴安岭到内蒙古中部为冷锋带, 吉林省与黑龙江省交界一带为可分析出暖锋, 配合高空低涡系统, 到了12日20:00, 低压加强, 低压中心位于大兴安岭西部地区蒙古国境内, 之后继续加强, 位置少动。此时暖锋已经到达黑龙江省南部地区, 暖锋附近出现明显降水。随着地面低压中心逐渐向北伸展, 黑龙江省大部分地区开始出现降水, 暖锋两侧的气压梯度加大, 暖锋强度加强, 降水强度也随之加强, 此时伊春市部分区域降水较强, 个别站点雨量达到暴雨量级。到了15日, 低压中心强度减弱, 此次降水主要过程趋于结束。在低压移动过程中, 日本海域不断有水汽补充, 使得低层水汽充沛, 配合高空形势, 降水量级较大。
2.3 物理量场
在散度场中高层幅散, 低层幅合有利于大气的抽吸作用, 使上升运动的趋势更强, 这为此次强降水过程提供了有利的动力条件。通过12日20:00 500hpa和850hpa的散度场 (图2) 可知, 此时700hpa以下黑龙江省整个中部区域都为负散度场, 最强幅合场位于850hpa, 处于幅合上升状态, 幅合中心位于黑龙江省南部边缘区域。高层中黑龙江省中西部地区为正散度场, 为幅散下沉状态, 幅散中心位于黑龙江与吉林交界处以及黑河地区。此时高低层配置最好, 幅散幅合基本垂直, 地面降水开始。13日08:00, 幅散场北伸, 黑龙江和吉林地区全部为其覆盖, 幅合场也随之北抬, 到了700hpa黑龙江西部为幅散区, 东部为幅合区。到了夜间20:00, 700hpa以上为正幅散场, 850hpa黑龙江省一般为幅散区, 一般为幅合区, 降水区域减小, 由全省降水变化东部降水, 此时伊春市仍位于降水区域内, 但强度减弱。到了14日08:00, 850hpa以下才为上升运动, 白天的降水强度减到最弱, 趋于停止, 夜间受另一股空气补充影响, 又有降水发生。
从垂直运动场和涡度场中同样可知, 黑龙江省较大降水过程主要集中在12日夜间~13日白天, 其余时间为部分区域降水;伊春市降水主要集中在夜间。从散度场上可知, 此次过程低层幅合运动较强, 上升运动明显, 高空幅散运动较弱, 此种过程水汽输送强度加大, 致使降水量级较高。
3水汽条件分析
从东海、黄海、日本海一带输送来的水汽是此次降水的主要来源。从12日20:00水汽通量场来看, 完整的水汽通道主要是从东海-黄海-日本海区域-吉林-黑龙江南部地区, 到了13日南来的水汽输送达到最强。水汽通量场中心大值区分为2个, 分别位于伊春市上空和吉林省南部, 与降水大值区相对应, 是暴雨的高发区, 而此时伊春市降水极大值实况出现在12日夜间~13日白天以及13日夜间, 对应了此时的水汽通量场图。到了14日08:00, 位于黑龙江省的水汽通量场大值区减弱并北抬。到了14日20:00此系统入海, 在吉林省上空又有新的大值区产生。
再从水汽通量散度场分析, 12日20:00黑龙江省中南部上空850hpa为负值控制, 中心位于黑龙江省南部, 925hpa负值中心强度加强, 水汽幅合, 有利于暴雨发生。到了13日20:00, 黑龙江省850hpa以上西部为正值区, 东部为负值区, 西部低层水汽幅散, 降水强度有所减弱, 不利于暴雨发生发展。此次降水过程水汽通量散度场的低层幅合明显时段为12日20~13日08:00, 水汽的幅合为降水提供了丰富的水汽, 同时由于水汽凝结释放潜热使上升运动加强, 对降水有反馈作用, 是降水强度增加, 加大了暴雨发生的可能性。
4 急流分析
通过图2可知在850hpa高度场上, 从河套以东渤海一带到吉林区域出现了风力达到12m/s以上的西南风急流[2], 部分站点观测区域风力达到20m/s以上。到了13日, 西南风急流南收北伸, 北部达到黑龙江省上空, 南部收到辽东半岛一带, 风力稍有加强。14日, 风向转为偏西风。此次西南风低空急流对应此次降水过程向黑龙江省输送大量的水汽, 也输送了热量, 使受地面暖锋影响的暖湿气流在向北移动过程中因热力作用而产生上升运动, 并与高空幅散下沉气流耦合, 使大气层结不稳定, 易发生强降水天气。
5 数值预报产品检验及预报着眼点
5.1 EC预报场和T639预报场中高纬环流预报检验
此次降水过程, 在11日20:00更新的EC和T639的500hpa高度场, 未来24h变化2个预报场预报基本与实况相符, 系统形式为低涡位置几乎没有偏差, 随着时常延长, 预报场误差增大, EC场48h位置略偏北偏东, 72h预报场略快于实况场。T639预报场与实况场基本吻合。对西太平洋副高位置的预报EC预报场较实况场位置一直偏东, 青藏高原上空没有闭合的高压中心, 漏掉588线。
5.2 EC预报场和T639预报场温度预报检验
检验850hpa温度场预报, 11日20:00的数值产品预报未来温度场变化, 24h EC和T639预报都与实况基本吻合, 到了48h, EC和T639的温度场落后于实况场, 预测的温度略高, 72h EC场的东西边界与实况吻合度下降。
5.3 德国降水与T639预报场降水预报检验
2种数值预报产品都预报12日夜间到13日白天有较大量级降水, 德国预报伊春市24h累计量在15~20mm, 雨区大值区偏西。T639预报伊春全区24h累积量为1~10mm, 雨区大值区也在黑龙江省西部地区。伊春市实况降水除铁力站为4.5mm外, 其余站降水累计量都为20~30mm, 2种产品预报量级偏低, T639预报误差大, 且伊春市降水暴雨落区预报错误, 此次过程整体来说德国降水准确率高于T639, 降水量级更接近实况值。
5.4 预报着眼点[4]
物理量场预报此次过程发生暴雨的概率较大, 且暴雨落区接近实况值。
低空急流可以为降水发生输送充足的水汽, 且使地面暖湿气流在向北移动过程中因热力作用而产生上升运动, 与高空下沉气流耦合, 使大气层结不稳定, 易产生强降水。
数值预报模式预测有强降水发生, 但落区和量级预计不够准确。
6 总结
本次暴雨过程是高低纬度共同作用的结果, 受副高西南风影响, 南方海上的水汽输送至北方地区, 为本次暴雨过程提供充足的水汽条件。此次降水过程中地面上伊春市受暖锋过境影响, 锋面附近有降水发生, 且低压中心移动较慢, 暖锋维持在我市上空时间长, 导致此次降水过程时间较为长久。物理量场上分析黑龙江省高低空对流运动明显, 但降水时间主要持续在12日夜间~13日, 暴雨发生可能性较高。12日夜间~13日白天水汽通量散度场低层幅合明显, 且水汽输送通道已经建立, 所以降水得到了加强。分析急流, 配合高低空天气图, 水汽输送明显, 且大气层结不稳定, 易发生降水天气。雷达图上降水回波明显, 但回波以层状云回波为主, 主要为稳定性降水, 不确定暴雨是否发生。
摘要：2013年8月12日14日, 黑龙江省伊春市出现区域性暴雨过程。此次降水过程是受地面低压中心在黑龙江省西部地区发展加深并略向北抬, 以及配合高空低涡盘旋黑龙江省西部上空的影响, 且伴有高低空急流输送。通过实况天气图观察发现, 此次过程副高一直位于我国华南沿海地区, 从海上输送充足的水汽并配合急流输送的位置以及地面暖锋影响是导致此次过程的主要原因。
关键词：暖锋,高低空急流,水汽输送
参考文献
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[4]金瑜, 付立林, 白人海, 等.黑龙江省天气预报经验和方法[R].哈尔滨:黑龙江省气象局, 1988:19-44.
区域性暴雨 篇2
为了探索密云水库流域性暴雨的预报,着眼于影响暴雨的.天气系统,从数值预报的解释应用入手,试验制作了密云水库流域性暴雨预报方法.通过整理1970-1993年24年间水库流域内20个水文站雨量资料,分析45个暴雨天气样本与历史天气形势和数值预报产品的关系, 筛选出预报指标和预报因子,使用数值预报产品的解释应用方法,根据天气环流形势的分型,分别组建了6、7、8月每个月份的未来24小时暴雨天气预报方程.预报检验表明该预报方法是可信的,同时也表明客观划分环流型、筛选预报因子、恰当确定暴雨标准等是预报方法的关键.
作 者：张德山 邵明轩 穆启占 张宝荣 刘明华 刘明 Zhang Deshan Shao Mingxuan Mu Qizhan Zhang Baorong Liu Minghua Liu Ming 作者单位：张德山,穆启占,Zhang Deshan,Mu Qizhan(北京市专业气象台,北京100089)
邵明轩,Shao Mingxuan(国家气象中心)
张宝荣,刘明华,刘明,Zhang Baorong,Liu Minghua,Liu Ming(北京市密云县气象局)
区域性暴雨 篇3
摘 要 以2014年7月9-11日发生在绵阳市的一次大暴雨天气过程为例，利用常规气象观测资料、NCEP再分析资料、FY-2E卫星云图以及雷达资料对此次大暴雨过程进行了中尺度特征的诊断分析。结果表明，此次区域性大暴雨主要是副高边缘高空低槽东移触发形成；不稳定的大气层结和较高的能量环境场为强对流天气的发生提供了有利的大气环流条件。
关键词 区域性暴雨；诊断与分析；四川省绵阳市
中图分类号：P458.121.1 文献标志码：A 文章编号：1673-890X（2015）15--02
绵阳位于四川盆地西北部，涪江中上游地带。受地貌影响，自然条件复杂，每年6-9月是暴雨多发季节。本文以2014年7月9-11日发生在绵阳市的一次大暴雨天气过程为例，利用常规气象观测资料、NCEP格点再分析资料、结合雷达和卫星资料对此次大暴雨过程进行了诊断分析。
1 过程概况
2014年7月8日20：00-11日08：00，绵阳市境内出现了暴雨、大暴雨天气过程，北川的香泉乡黄江中学269 mm、安县的桑枣镇340 mm、秀水镇281 mm、河清镇273 mm、乐兴镇273 mm、丰收水库249 mm、江油的武都镇287 mm、含增镇263 mm、大康镇261 mm、武都镇东坪村254 mm。全市314个监测站中，有94个监测站达到50 mm，101个监测站达到100 mm，30个监测站达到200 mm，1个监测站达到300 mm，最大降雨量出现在安县桑枣镇340.2 mm。此次过程的特点是暴雨来势凶猛、持续时间长、范围和强度大。
2 环流背景分析
9日08：00中尺度分析图上（如图1（a）所示）500 hPa四川盆地为西南气流控制，青藏高原东部上有低值系统东移；700 hPa甘肃南部到四川盆地西北部有一明显切变，绵阳市处于西南气流的输送大值区，整个四川盆地位于高湿区，湿度条件较好；盆地南部是高能不稳定区，此次过程是一次从北自南的大范围暴雨过程。20：00（如图1（b）所示） 500 hPa甘肃南部、四川盆地北部有明显的负变温区；700 hPa的切变依然存在且略有东移，绵阳市处于切变线影响区域，盆地为一致的西南气流，高湿区范围向东向南有所扩大；850 hPa的高能不稳定区依然维持，陕西到达州一线有一切变，为强降水和雷暴天气的出现提供了很好的大气环流背景[1]。
同时，台风“浣熊”位于我国东部沿海线一带，华中地区为高压脊，由于台风的阻塞作用，在9-10日，副热带高压在绵阳市暴雨天气发生期间处于相对稳定的状态，副高西侧的西南暖湿气流和冷空气的绵阳地区的交汇，使得绵阳地区出现了持续性暴雨过程。
3 物理量诊断分析
暴雨作为各种尺度系统相互作用的产物，有利的大尺度环流系统是其产生的背景，而中尺度系统则是产生暴雨的直接影响系统，常规资料分析很难反映产生暴雨的中尺度对流系统的演变情况，而高时空分辨率的NCEP 1°×1°分析场资料对强对流天气的动力结构具有更为精细的刻画能力，因此，利用NCEP再分析场结合本地探空资料对本次过程的物理量场进行“配料法”分析。
3.1 湿度条件
暴雨发生前主要有低空急流输送进入盆地，造成了四川盆地的高湿状态。9日08：00，绵阳西北部地区处于水汽的饱和状态，为暴雨的发生提供了很好的水汽条件，到20：00高湿状态依然温度维持，且有东扩南压趋势，饱和区域主要移动到西部沿山的成都、雅安一带，与此次绵阳暴雨过程的自北向南移动情况不谋而合。
3.2 能量条件
沙氏指数Si和K指数是反映大气层结稳定度和湿度的物理量：当Si> 0时，大气层结稳定，相反则为不稳定；K值越大，低空水汽越充沛，大气层结越不稳定，当K>30时，有出现强对流天气（短时暴雨、大风、冰雹）的可能。
3.3 动力条件
许多观测事实都表明，强风暴天气的发生与中尺度辐合的天气形势有关，尤其是低层的辐合可以改变大气层结，有利于水汽向上输送。垂直上升运动将水平输送来的水汽向上输送，同时使空气绝热冷却达到饱和，并凝结成水滴降落下来。上升速度越大，降水量越大。
在绵阳中部沿山一带为辐合上升运动大值区，这一带除了水汽辐合外，加之地形辐合的影响，使气流被迫沿山坡抬升或受地形的约束而聚积，有利于产生强的对流性天气。
3.4 冷空气配合
9日08：00在四川盆地北部及青海南部气压梯度线十分密集，盆地大部由热低压控制，冷空气由北至南逐渐入侵，前期绵阳地区的降水主要为暖区内降水，随着冷空气的南下，和暖湿气流的交绥，造成了绵阳地区的又一次暴雨天气过程，到20：00整个热低压推到了盆地东部、南部，后期绵阳的降水主要在梓潼、盐亭和三台地区，而冷空气就是这次降雨过程不可或缺的触发因素。
3.5 红外云图及雷达回波对照分析
本文主要从FY-2E红外云图和雷达回波对照分析此次过程。图2（a）、（b）、（c）、（d）分别是7月9日08：00红外云图 、雷达组合反射率460、回波顶高 和VWP风廓线图，从图2（a）可以看出整个四川盆地的西北部以及川西高原东部有很强的对流云团发展，而绵阳地区处于此对流云团影响中，于此时的暴雨情况吻合。图2（b）时7月9日08：00绵阳站的组合反射率图，从图上可以看出绵阳市全区位于强回波中，西部沿山一带的回波发展最为旺盛，中心值达到了55 dBZ，高强度的反射率因子预示着灾害性天气的发生，同时在雷达导出产品回波顶高图上（图2（c））可以看到整个云团发展较为旺盛，在西北部沿山一带最大中心值达到15 km，这利于短时的局地强对流天气发生。
新一代天气雷达速度方位显示风廓线产品（VWP）是平均水平风随高度变化的图形显示产品。利用其分析风廓线资料可以一定程度上揭示暴雨过程中垂直风场的相对真实结构。图2（d）反映了9日08：00-09：00绵阳市从低层到高层的一个风速风向情况，风向随着高度的上升是一个逆时针旋转，对应的是风向的辐合，辐合上升越强烈，越有利于强降雨天气的发生[2]。
4 结语
副热带高压与台风“浣熊”共同作用下在四川盆地形成了强阻塞气流，同时副高西侧的西南暖湿气流和冷空气在绵阳地区长时间的交绥，配合500 hPa低槽、冷空气和中低层水汽输送以及强的辐合上升运动共同影响造成此次区域性大暴雨过程。
绵阳市处于高能、高湿、极不稳定状态；低层暖湿造成大气层结不稳定，为强对流天气的产生提供了有利的大气环流条件；低层辐合，高层辐散的配置促进了对流运动的产生和发展，暴雨期间上升运动显著增强。
参考文献
[1]陶诗言.中国之暴雨[M].北京：科学出版社，1980.
[2]姚学祥.天气预报技术与方法[M].北京：气象出版社，2011.
区域性暴雨 篇4
关键词：暴雨预报,T639,涡度平流,成因分析
2013年5月27日, 受高空低槽东移和中低层切变共同影响, 江西自北向南先后出现了大范围暴雨、局部大暴雨并伴有雷电的降水天气过程。据江西中尺度区域天气监测网资料统计分析, 这次过程抚州市共出现72站次暴雨、21站次大暴雨, 以黎川飞原24小时降水162mm为最大, 大部分乡镇伴有强雷电。本文利用多种探测资料对这次暴雨过程的天气尺度条件及物理量场特征进行诊断分析, 反思这次暴雨过程在资料应用、技巧分析及综合判断等方面的失误, 为以后区域暴雨、强对流天气预报提供参考依据。
一、环流形势背景分析
(一) 高空环流形势。5月26日08时, 500h Pa高空图上中低纬地区在榆林─贵阳─景洪有一深槽, 并且高度槽落后于温度槽, 预示该槽将东移减弱。我国西南、华南及江南处槽前强盛西南气流中。5月26日20时, 高空槽东移北缩, 有减弱趋势, 急流轴东移加强。
(二) 中低层切变与低空急流。5月26日08时中低层江南、华南处强盛西南气流控制, 西南急流开始形成, 贵州、重庆出现暴雨降水过程, 随着系统东移北抬, 700hpa切变线位于洛阳─宜昌─贵阳一线, 850hpa切变线位于襄樊─娄底─凯里一线;20时700hpa切变线东移加深, 850hpa切变线东移减弱, 急流也相应减弱4m/秒。对这次天气过程低层风速变化进行分析, 5月26日08时江南、华南850hpa西南急流最强风速20~24m·s-1, 26日20时减弱至16~18m·s-1, 急流轴位于赣州─南昌─安庆一线, 赣州最大风速从22m·s-1减至18m·s-1, 低空急流的建立为暴雨的发生提供了充足的水汽, 同时还输送不稳定能量。
(三) 925hpa切变与急流变化分析。5月26日08时925hpa低空湖南东部, 江西西部有一明显急流带, 急流最强风速18m·s-1, 26日20时在吉安到抚州一线形成一条急流断裂带, 低涡由襄樊北移至郑州附近, 冷暖切变夹角收缩明显, 从120度收缩至40度左右, 形成一个狭长降水区 (图1) ;有利降水强度加强。
二、垂直速度
5月26日20时850hpa垂直速度场分析, 在江西宜春、吉安西部有一有强垂直上升运动区, 最大上升速度达-140×10-4hpa·s-1。最强上升运动区与大暴雨落区相对应。
三、云图及降水时段分析
该过程主要降水时段在5月26日20时到5月27日02时, 对应云图26日18时在吉安东部有对流云团加强。随着对流云团东移 (图2) , 在抚州市中部区域出现大范围暴雨, 局部大暴雨的降水过程。
四、日本传真图降水预报分析
26日日本E02预报降水7mm, E03预报降水5mm, 782预报垂直上升, 最大上升速度-25×10-4hpa·s-1, 中心点在景德镇附近, 抚州只有-10×10-4hpa·s-1。预报的上升运动很小, 降水量级也很弱。
五、日本850hpa低涡、急流和EC850hpa低涡、急流预报对比分析
对两家 (日本及EC) 可用性较好的数值预报产品做每6小时低涡及切变变化分析。26日20时日本预报低涡东移北抬, 切变有东移北缩趋势 (图3) , EC预报低涡东移稍南压再北抬, 切变东移南压 (图4) , 依据日本预报抚州降水将明显减弱, 而且降水为北部大, 南部小;EC预报则有利于南压加强的趋势, EC预报与实况更接近。
六、暴雨形成的有利因素
第一, 在这次区域暴雨天气过程中, 西南低空急流范围广, 江南从广西到闽浙26日开始即形成大片急流, 为大范围暴雨提供了持续、充沛的水汽和不稳定能量。从5月26日开始, 随系统东移南压, 我国江南自西向东先后出现暴雨。第二, 高空低槽、中低层切变、低涡相互配置为这次暴雨的发生提供了有利的环流条件, 这也是夏季区域性暴雨典型的天气形势, 为中尺度天气系统的生成、发展创造了有利的环境背景场。第三, 抚州西北有一最大上升速度中心达-140×10-4hpa·s-1, 系统南压抚州市上空将有强烈的上升运动, 有利于降水加强。第四, 抚州西部有对流云团形成, 若东移南压, 加上抚州市地形作用, 暴雨区将主要出现在抚州市中部地区, 特别受武夷山脉阻挡作用, 促使降水云团持续抬升, 抚州市东部山区降水将更为强烈。第五, 冷暖切变夹角收缩明显, 从120度收缩至40度左右, 形成一个狭长降水区, 有利降水强度加强。第六, 在急流断裂带或分流区, 经常伴随激烈的天气现象, 常有强对流天气发生。
七、暴雨形成的不利因素
第一, 日本传真图降水预报明显偏小, 24小时总降水12mm, 为中雨量级, 垂直上升速度中心明显偏北, 量及小, 抚州只有-10×10-4hpa·s-1。第二, 多家数值预报低涡都东移北抬, 切变有东移北缩趋势, 不利降水加强。第三, 850hpa切变东移减弱, 急流减弱4m/s, 赣州最大风速从22m·s-1减至18m·s-1, 预示降水强度有减弱趋势。
八、结语
第一, 没有系统全面考量天气系统对降水的实际影响, 低估高、中、低层耦合作用。第二, 对925冷暖切变夹角收缩明显, 有利降水强度加强, 认识不足。第三, 对日本传真图降水预报过分依赖。第四, 对850hp急流减弱 (4m/s) 过于敏感, 其实赣州最大风速只要大于16m·s-1即可形成暴雨。第五, 对急流断裂带或分流区的出现没有引起重视。基于以上原因导致此次暴雨过程预报量级偏小。
参考文献
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区域性暴雨 篇5
关键词：暴雨,区域性,天气形势,甘肃临夏
临夏地区气象灾害种类多, 发生频率高, 涉及范围广, 影响程度深, 是甘肃全省气象灾害最严重的地区之一。暴雨是临夏地区夏季最主要的灾害性天气, 由暴雨引发的洪涝灾害是影响临夏地区经济的重要气象灾害, 直接危害人民的生命财产安全[1]。自2010年以来, 临夏州大 (暴) 雨发生有增多、增强的趋势, 特别是在“七下八上”这一大 (暴) 雨集中多发的时段, 大降水特征明显表现为突发性强、雨强大、地域性强。
1 降水实况和灾情
受副热带高压边缘西南暖湿气流影响, 2016年8月14日甘肃临夏多个县 (市) 出现了暴雨天气, 14日18:00至15日18:00的24 h内, 临夏全州190个监测站 (点) 中22个站 (点) 达到暴雨 (50 mm) , 41个站 (点) 达到大雨 (25 mm) , 最大降水量出现在东乡县坪庄乡, 为96.6 mm。25个站 (次) 出现短时强降水, 其中小时最大降水量出现在积石山县吹麻滩镇, 降水量为51.6 mm, 出现时段在14日22:00—23:00 (图1) 。全州降水分布不均匀, 强降水中心集中在中部和西部, 其中生态比较脆弱, 山洪、地质灾害及中小河流洪水的气象风险等级较高的东乡出现了这次过程最大累计降水量。此次由暴雨引发的洪涝灾害造成临夏州东乡、积石山、康乐、临夏市、和政等5个县 (市) 、13个乡 (镇) 、53个村、4 581户20 528人受灾, 需紧急生活救助1 188人, 受灾面积约1 261 hm2, 成灾面积约1 066 hm2, 一般损坏117户295间房屋, 冲毁县乡道路2 km、小型桥梁1座、供水设施1套, 共计造成直接经济损失约1 436万元。
2 前期天气背景
自7月25日至8月13日以来, 由于受副热带高压的持续影响, 临夏州降水异常特少, 气温异常偏高。588 gpm线稳定维持在西北地区中东部, 由孟加拉湾沿副高边缘的西南气流强烈发展, 临夏州位于副高边缘西南急流带中, 长时间出现高温湿热的天气。因此, 大气底层不稳定能量不断聚集, 但由于高度场较高, 高纬度的冷空气无法侵入中低纬度, 缺乏触发机制, 临夏州对流性天气出现的次数相对较少, 强度偏弱。从12—13日500 h Pa高空图上看出588 gpm线稳定在黄河以北甘肃民勤—青海湖附近, 副高范围宽广, 到14日副高范围有所减小, 588 gpm线东退至黄河以南地区。
3 天气形势分析
3.1 高空形势
14日8:00高空图上可以看到:从对流层高层 (300h Pa) 到中层 (500 h Pa) 都是由深厚的副热带高压系统控制, 300 h Pa高空急流轴无明显的南压趋势, 高空风势力较弱。因此, 中高层的冷空气条件较差。但是从对流层底层到高层都有较强的西南暖湿气流发展, 甘南—临夏—兰州存在西南风速大值带, 恰好位于588线边缘, 另在临夏—兰州—定西有露点峰存在, 从T-Td≤3℃的大值带可以看出, 水汽是从孟加拉湾北上经过青藏高原南部到黄河以南地区, 而在甘肃的陇东南T-Td≥15℃ (图2) 。而中纬度基本以偏西气流为主, 等温线比较平直, 无明显的温度槽;低层700 h Pa为高压外围气流控制, 甘南—临夏—兰州有湿舌存在, 甘肃大部地区处在向北凸起的温度脊控制中。850 h Pa温度场上, 在内蒙古中部至甘肃乌鞘岭以北有20℃的低值, 表明有弱冷平流切入。
到14日20:00, 588 gpm线位置略有南退, 上游青海湖以及黄河沿线有弱切变存在, 西南风进一步加强。底层850h Pa温度场上, 冷暖平流分布更加明显, 青海湖移动地区以及甘肃河西西部有中心值为32℃的暖区存在, 另在甘肃黄河以南也存在暖区, 中心值为28℃, 但是在内蒙古中部到甘肃中部有冷区切入, 中心值为20℃ (图3) 。
3.2 地面图
14日8:00, 地面图上西北地区东部为中心强度997.5h Pa的热低压控制, 临夏偏北部因局部热对流引起的弱降水产生, 而在内蒙古中部有范围较大的强降水, 11:00—17:00, 热低压不断加强, 17:00为热低压最强, 中心值为992.5 h Pa;北部新疆、青海、甘肃三省交界处同样有低压在发展, 从内蒙中部以东北方向有1 002.5 h Pa的冷高压切入到两低之间, 高压位置已伸入到青海都兰县, 强冷高压中心在贝加尔湖以南地区;20:00甘肃东部的热低压有所减弱, 中心值为1 000.0 h Pa, 位置偏南, 青海湖以东地区以及甘肃河西至黄河沿线均处于弱冷高压影响中 (图4) 。主要降水区域在高压前部、低压后部呈东北—西南向带状分布, 基本与冷空气的路径相同。
4 物理诊断分析
4.1 水汽条件
由图5看出, 此次过程水汽条件充沛, 14日8:00 850 h Pa比湿场上q≥14 g/kg, 到20:00 q≥16 g/kg, 比湿大值区位于甘肃中部, 临夏处于水汽聚集区, 由此可见, 副高边缘的西南气流输送的水汽为降水起到增强作用。
4.2 热力条件
假相当位温θse是重要的温湿参数, 它是温度、气压和水汽含量的函数, 表示温压湿综合的物理量, 其大小不仅反映了水汽含量的多少, 而且也反映了温度的高低, 能更好地揭示出气团的热力特征[2,3]。分析本次过程中14日8:00、14:00、20:00的假相当位温场 (图6) , 在青海东南部存在东西向带状位温高值区, 中心值达80 K;到14:00位温高值区在青海湖附近得到加强, 等温线变密集, 高值区位于青海东部;20:00, 能量锋区到达临夏地区, 与强降水实况出现时间相同。
5 卫星云图分析
从红外云图动态变化 (图7) 分析可知:14日12:00西北地区东部云系很薄, 基本都是晴空区, 临夏是晴间多云的天气, 地面受到迅速加热作用, 能量强烈聚集, 仅过了2 h后的15:00左右, 上游青海东部有分散的对流云团强烈发展, 并向东移动;18:00—20:00, 云团发展壮大并向临夏南部接近, 同时由于副高边缘高温高湿, 临夏本地由南向北陆续有对流云团快速发展起来, 降水随之开始加强, 康乐鸣鹿峰窝寺在20:05降水量已经累计到55.8 mm;到23:00左右, 临夏处在大片强降水云团控制中, 云顶高度高, 且东移的速度较为缓慢, 全州多个区域站出现暴雨, 东乡坪庄累计降水量达到77.2 mm;15日1:00左右主要降水云团已减弱东移, 后部大片强降水云团东移速度缓慢, 由于前期能量释放, 后期云团强度逐渐减弱, 雨强也有明显减弱趋势[4,5,6]。到15日上午随着云系减弱消失, 临夏地区大范围降水结束, 天空状况逐渐转好。
注:a、b、c、d、e分别为14日12:15、15:15、18:15、20:15、23:15, f为15日1:15。
6 多普勒雷达回波分析
本次暴雨天气的主要强降水时段在14日18:00—24:00, 分析组合反射率因子动态变化可知:从18:00开始, 临夏州上空有零散对流性降水回波开始出现, 近地面因高温高湿聚集的能量开始释放, 回波逐渐加强, 临夏市区、广河、康乐回波中心强度达50 d BZ, 康乐中东部由强回波带覆盖, 降水迅速加强;20:06, 临夏市区上空强回波减弱消失, 广河境内强对流云团向西移动形成横向回波带, 康乐大片回波向西南方向发展移动至甘南夏河一带, 随着回波移出境内, 康乐降水强度减弱, 转为稳定性降水。与此同时, 有新的回波在东乡西南部生成、发展, 并形成对流性降水回波带, 到21:00左右发展至最强, 中心强度达50 d BZ, 该回波带移动缓慢, 影响东乡西南部长达4 h, 坪庄乡、沿岭乡一带累计降水量突破极值。22:00—23:00临夏偏北部的积石山、永靖开始有强回波发展, 积石山吹麻滩镇在这1 h降水量达到51.6 mm。由此可知, 强降水落区与对流云团的位置高度一致, 强降水出现时间也与回波的发展时间同步。
7 结语
(1) 本次强天气过程是一次典型的副高边缘的区域性暴雨天气:副热带高压西北边缘与底层切变线相配合, 副高呈带状分布, 西南气流持续发展北上, 水汽通道完全打开使得降水增幅, 全州降水量分布不均, 降水强度与中尺度对流云团的位置密切相关。
(2) 700 h Pa切变和850 h Pa冷空气切入是此次暖区大降水的的触发机制, 前期副高控制下的高温高湿天气为对流发展提供了有利条件。
(3) 水汽条件是暴雨天气的关键, 充足的水汽是区域性暴雨的必要条件。
(4) 前期近地面气温较高, 有利于热对流发展, 促使了此次强降水过程的发生、发展。
参考文献
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区域性暴雨 篇6
江西省汛期暴雨落区与天气系统的配置有一定的关系, 例如:与低槽、低涡、切变线、低空急流、副高脊线等的位置有关。江西省汛期暴雨主要出现在4月至7月上旬, 可分为3个阶段: (1) 4月中旬至5月上旬, 降水具有“江南春雨期”的特点; (2) 5月中旬至6月上旬, 降水经常具有“华南前汛期”的特点; (3) 6月中旬至7月上旬, 降水具有“江淮梅雨期”的特点。
1 吉安市2008年5月28日区域性暴雨
受高空低槽东移、低层切变和地面冷空气共同影响, 2008年5月27日20∶00至28日20∶00, 吉安市西北部出现了一次暴雨天气过程。全市13个大监站24 h雨量超过50mm的站次有3个, 主要分布在西部与北部, 以永新县降雨量最大, 为63.1 mm;2个站次出现大到暴雨, 主要分布在中部和西南部;其他站次均为小到中雨。另外, 据中尺度雨量站监测, 27日20∶00至28日20∶00, 全市出现50 mm以上降水并持续24 h的雨量站共有12个, 以新干县三湖降雨最大, 为93.1 mm。此次降雨过程的特点为:时空分布不均匀、强降水时段比较集中。
2 环流形势和影响系统特征
2.1 高空低槽东移
5月27日8∶00 500 h Pa欧亚中高纬为两槽一脊环流形势。贝加尔湖至我国东北、华北为一大低槽区, 东北有一低涡, 低槽槽底位于华北一带, 槽后不断有冷空气扩散南下, 影响我国长江中下游一带及其以南大部分地区。位于我国青藏高原以东的中低纬地区有高原槽东移, 引导暖湿气流北上。5月27日20∶00北支低槽东移南压至江西省沿江一带 (图1) ;5月28日8∶00北支低槽和高压槽同位相叠加, 东移南压至江西省中部。5月27-28日副高脊线维持在20°N左右。此次过程500h Pa低槽东移和副高脊线的位置, 符合江西省汛期区域暴雨典型环流形势, 有利于中低层切变的维持和中尺度对流系统的不断生成与发展[2,3], 为吉安市出现暴雨、大暴雨天气提供了有力的条件。
2.2 低层切变线
5月27日8∶00低层 (700 h Pa、850 h Pa) 在江南一带有明显的低空急流。5月27日20∶00江南大部的西南急流明显增强, 850 h Pa切变线位于30°N附近, 位于湖南省境内的低涡偏北东移, 暴雨区域逐渐扩大, 浙赣铁路沿线一带普降暴雨, 由于低涡中心移动比较缓慢, 从27日20∶00开始江西省萍乡、宜春、上饶等相继地出现了明显的大暴雨及特大暴雨天气, 其中以萍乡市上栗县24 h内出现的特大暴雨为最大, 达389.6 mm。5月28日8∶00 850 h Pa (图2) , 低涡中心位于湘鄂赣交界处, 在江南、华南上空仍有明显的西南急流, 赣州站850 h Pa风速达19 m/s, 广东、广西、福建一带的西南风速均在12 m/s及以上, 正是这支低空西南急流不断将水汽输送到暴雨区上空, 为暴雨的发展提供了充沛的水汽条件。28日8∶00开始, 吉安市西部与中北部陆续出现了强降水天气。强降水落区主要出现在850 h Pa低空急流的左侧、切变线的南侧、低涡中心的东南侧, 吉安市西北部一带的暴雨正处于低涡中心的东南侧。由此可见, 850 h Pa低空急流、低涡中心和切变线的位置对局地降水强度及落区有着很好的指示意义。
2.3 地面形势分析
5月27—28日吉安市地面气旋呈东北西南走向, 影响范围西南端达我国西南边陲云南省, 东北端与东北低涡相连, 南北横贯整个中国。地面中尺度气旋沿低层切变线移出, 在耦合动力作用下, 激发出旺盛的中尺度对流云团, 造成此次强降水发生。
3 物理量特征
3.1 动力条件分析
低层辐合与高层辐散形成的“抽吸效应”是产生暴雨的有利条件。江西省暴雨区一般在正涡度中心附近或略偏南一侧[4]。分析5月27日8∶00 850 h Pa至28日的涡度场和散度场发现, 吉安市低层处在正涡度区和辐合区中, 而其高层200 h Pa维持着负涡度平流和强烈的辐散, 高层的辐散加强了中低层的辐合上升运动。28日8∶00 850 h Pa江西省大部分地区均为高空槽前的正涡度区, 正涡度中心≥15×10-5/s, 为上升气流提供了充足的动力条件。
3.2 热力条件分析
5月27日8∶00到28日8∶00 700 h Paθse能量舌从广西、贵州两省经湖南省中南部伸向江西省中南部, 整个江南位于能量大值区, 吉安市处于67℃的高能量舌中, 28日8∶00江西西北部θse为67℃以上, 为高能量舌区。从28日8∶00开始, 吉安市西部与中北部出现暴雨。可以看出, 能量舌不断向北向东加强和伸展为此次暴雨产生提供了充足的热力条件。另外, 27、28日8∶00的K指数均大于38℃, 为暴雨的发展提供了热力不稳定条件。
3.3 水汽条件分析
5月27—28日低层相对湿度场可以看到, 吉安市处在相对湿度较大值区中, 28日8∶00吉安市850 h Pa相对湿度为96%, 700 h Pa相对湿度为80%, 水汽条件充沛, 有利于暴雨的产生。另从5月27日8∶00的水汽通量图可以看出, 从中南半岛东北部经华南到湘赣有一条西南至东北向的水汽通量大值区, 500、700、850 h Pa 3层都有很强的西南气流, 这样十分有利于把充沛的水汽源源不断地输送到江南上空。
4 卫星云图特征
通过卫星云图上云团的逐渐演变可以清晰直观地看出强降水的强度与落区。此次区域性暴雨过程主要是由位于湘鄂一带发展东移的对流云团所影响。从5月27日8∶00到28日8∶00红外云图 (图3) 来看, 在湘鄂赣交界处呈涡旋状的强对流云团缓慢向东北方向移动并影响江西省大部分地方, 由于对流云团发展强盛且移动比较缓慢, 并且西南急流中输送的水汽非常充沛, 所经之处均出现了很强的降水天气。28日5∶00开始, 对流云团才开始影响吉安市西部和中北部地区, 降水开始趋于明显, 雨带在不断南压过程中逐渐减弱。
5 多普勒雷达回波特征
通过利用吉安市新一代多普勒天气雷达回波反射率因子产品资料, 可以更为直观地了解天气系统影响时回波的演变情况, 为短时和临近预报, 特别是灾害性天气发生之前提供了大量的实时和预警信息[5,6]。
此次强降水回波影响吉安市的时段主要出现在5月28日5∶00—16∶00, 从反射率因子图上可以看到降水强度强弱演变情况:从28日5∶01开始, 由湖南移来的混合性降水回波开始影响吉安市北部并逐渐缓慢东移南压, 强中心为40 d Bz左右, 峡江、新干一带被雨带所包围, 强回波中心稳定比较缓慢, 北部开始出现降水, 之后与从西面移来的回波合并扩大并继续加强。7∶07大片的混合性降水回波整体南压进入吉安市的西部与北部, 回波强中心为40~45 d Bz左右, 之后降水回波整体向吉安市中部逼进, 由于移动期间回波整体比较缓慢, 导致西部和中北部出现不同程度的强降水。8∶55强回波的范围主要在永新、安福、吉州、青原和吉水一带。9∶00—11∶00雨带呈东北西南走向并向东移动, 降水主要在吉安市西部、北部和中南部。11∶29回波整体范围明显减弱, 且向东南方向移动进入赣州、抚州境内, 12∶00—16∶00雨势在南压过程中逐渐减弱, 主要在中南部为小到中雨。16∶15影响吉安市主要强降水回波基本减弱。
6 小语
(1) 高空低槽、低层切变和地面气旋是造成吉安市此次区域性暴雨的主要影响系统。
(2) 低空西南急流为此次暴雨的发生提供了充足的水汽条件。
(3) 低层辐合、高层辐散形成的“抽吸效应”是造成此次暴雨的动力条件。
(4) θse高能舌和K指数大值区是此次暴雨过程的主要对流不稳定条件。
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区域性暴雨 篇7
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
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[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.
区域性暴雨 篇8
1 降雨分布特点
从图1可以看出, 此次降雨的特点是南强北弱, 2 d的降雨天气过程, 主要集中在21日, 黑河市辖区6个市 (县) , 有64个雨量监测站点, 其中北安的主星降了大暴雨, 有24个雨量点达到暴雨, 26个雨量点达到大雨, 其余的11个雨量点是中雨。此次天气过程的降雨特点:一是雨量大;二是范围广;三是突破2个极值, 即北安的主星地区降了大暴雨, 有24个雨量点达到暴雨, 突破了历史记录。
2 天气形势
从8个时次的850 h Pa实况场分析看, 2014年7月19日8:00 (图2a) 及20:00 (图2b) , 黑河市的西北部是一个低压, 伴随着冷风切变, 影响大兴安岭地区。2014年7月20日8:00 (图2c) 及20:00 (图2d) , 整个低压向东移动, 并与来自蒙古地区的低压合并, 之后消散, 同时来自蒙古地区的低压增强形成了较强的反气旋, 由于东部地区是阻塞高压, 形成了明显的东高西低阻塞天气形势[1,2], 黑河市处在低压中, 南部地区有暖湿急流输送带, 大量的暖湿空气在黑河地区堆积, 西北冷空气不断入侵, 这种天气形势对黑河地区的降雨非常有利。2014年7月21日8:00 (图2e) 及20:00 (图2f) , 低压加强后东移, 在8:00处于黑河地区上方, 20:00移出黑河地区, 但黑河地区仍受低压后部影响。2014年7月22日8:00 (图2g) 及20:00 (图2h) , 低压减弱并向东北移动。
3 热力条件和动力条件
3.1 稳定度θse
在2014年7月19日8:00的850 h Pa高空图上, 黑河地区西南部为θse的高值中心, 而在500 h Pa高空图上, 黑河地区东部为高值区, 黑河地区的西部θse为低值区, θse值在850 h Pa和500 h Pa同一位置, 2个不同高度值是下高上低, 说明该地区存在不稳定能量[3]。
3.2 暖湿能量的输送与堆积
强降雨及大范围降雨的形成过程往往是湿有效能量的堆积和转换变化的过程。从对图2的分析可知, 黑河地区西南部有较强的暖湿输送带, 在黑河地区南部堆积和维持, 同时由于冷暖风切变, 西北冷空气不断向东南入侵, 使大量暖湿空气发生垂直上升运动, 这样在黑河地区形成了一个深厚、面积很大湿云团能量, 这是发生暴雨的必要条件。这次天气过程的热力条件不佳, 虽有上升运动但不是很强烈, 云顶高度相对较低, 一般在10 km以下。
3.3 涡度与散度
通过对2014年7月19日20:00涡度图的分析发现, 500~850 h Pa上在黑河地区西南部到北部是正涡度大值区。
通过对2014年7月19日20:00散度图的分析发现, 在黑河地区西南部到北部区域内, 低空850 h Pa的散度为负值 (中心值是-9×10ˉ5/s) , 而500 h Pa的散度明显为正值 (中心值是4×10ˉ5/s) , 因此形成典型的底层辅合高层辅散, 而强大的抽气桶作用是发生强降水的条件[4]。
4 卫星云图特征
从黑河区域产生暴雨天气过程的卫星云图分析看, 2014年7月19日黑河全市的西部为切变云系, 2014年7月20日夜间至21日白天, 形成完整的东北低压云系, 旋转力强, 移动速度减慢, 此时期是低涡云团发展最强盛的时期, 云顶最强亮温温度可达-75℃, 整个云团有强有弱, 有厚有薄, 降雨强度也是时强时弱, 整个低涡云团覆盖范围为400~500 km。
5 雷达回波图分析
C波段多普勒雷达探测范围直径300 km, 2014年7月20日夜间至21日白天, 雷达回波图几乎是全屏回波, 回波整体上是南强北弱, 南部地区50~60 d BZ, 北部地区40~50 d BZ。
6 数值预报能力分析
对欧洲中心数值预报产品进行了检验, 在这次预报中, 欧欧洲洲降降水水预预报报图图的的预预报报情情况况与与实实际际降降雨雨量量相相比比较较基基本一致致, , 只只是是预预报报的的量量级级偏偏低低11个个量量级级, , 未未报报出出110000 mmmm的的降降水。即即便便如如此此, , 也也能能够够说说明明欧欧洲洲数数值值预预报报产产品品具具有有较较高高的的预报准确率[5]。
7 结语
通过分析, 此次天气过程是一次典型的东北低压气旋降雨, 范围广、移动缓慢, 降水持续时间长。西南来向的暖湿空气和西北冷空气耦合, 产生了不稳定度Δθse500~850的能量, 加上水汽条件和上升运动条件适宜, 造成了此次暴雨的发生。
参考文献
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