持续性强降水（精选7篇）
持续性强降水 篇1
1 天气实况
2010年8月20—22日朝阳地区出现了一次持续性强降水天气过程, 朝阳中、南部出现了暴雨。其中朝阳凌源四合当、牛营子等乡镇降水量达到了58.7 mm。
2 天气形势
夏季暖湿气流北上, 同时东北有冷空气活动, 冷暖空气激烈交绥的结果造成了此次降水过程, 加上稳定副高的影响, 导致此次降水过程时段集中、持续时间较长。
2.1 高空形势
从500 h Pa图上环流形势 (图1) 可以看出, 8月21日8:00, 欧亚大陆中高纬度地区为两槽一脊的环流背景, 副高中心稳定在30N°~40°N, 此时一般为副高达到最北的时间段。从20日8:00至22日8:00结合流场图 (图2) 可以看出, 副高外围588线南落, 强度稍稍减弱。位于100°E~120°E的长波槽与位于30°N以北的副热带高压脊结合, 且东北低涡后部有冷空气南下使槽加深, 并在急流北端产生暖式切变, 受西太平洋副高影响较为稳定。此外, 从高度场与温度场的对应情况来看, 高空的温压场配置很好[1,2]。
注:a—21日8:00;b—21日20:00。
2.2 地面形势
结合850 h Pa温压场 (图3) 仍有一定的配置联系, 由流场图 (图4) 分析可得:切变从辽西地区移到辽宁中部, 后期逐渐南压至辽宁东南部地区。随着副高东南退落, 逐渐减弱, 但因辽宁中东部为近海区域, 海上暖湿气流输送较内陆多且快。而且中低层依然存在较强的西南急流, 两者叠加增强, 使得辽东地区降水增强[3]。
注:a—20日8:00;b—20日20:00。
综上分析, 在两槽一脊的环流背景下, 500、850 h Pa与地面的配置也较为接近, 这表明影响这次降水过程的天气系统较为深厚, 移动的速度较慢, 奠定了降水持续性的必要条件;高空深槽与东北低涡后部的冷空气和低空西南急流与副高输送北上的暖湿气流强烈交绥, 再有850 h Pa的切变影响, 均为此次持续性降水的强度提供了非常有利的气象条件。
2.3 探空资料分析
综合探空资料分析表明:大气中气流垂直运动较强, 表明有明显的垂直风切变。高空辐散低层辐合即为大气层结不稳定, 对流运动释放能量, 均有利于形成强降水。
3 物理量诊断分析
3.1 动力条件
由涡度场的分析可知:辽宁上空的大气垂直对流运动明显, 表现为高层辐散低层辐合运动, 符合典型的强降水动力条件。另外, 辽西地区的山地对大气起了强迫抬升运动, 地形抬升的垂直速度伸展高度虽然很小, 但由于低层湿度大, 因此地形抬升作用造成的降水量也是考虑的因素之一。
3.2 热力条件
低层切变, 高空辐散低空辐合的大气垂直运动, 以及东北低涡的影响, 都形成了一个大气层结不稳定的大气物理条件。
3.3 水汽条件
由水汽通量散度的分析可知:在水平方向上, 水汽的净流入量为正值, 西南急流与西太平洋上的暖湿气流不断向东北地区输送;地形、上下对流运动把低层水汽不断地向高层输送, 为此次降水过程提供了充足的水汽条件[4,5]。
综上分析, 辽宁上空整个大气环境中的动力条件、热力条件与水汽条件都相互配合, 为此次较强且持续的降水过程提供了有利的气象条件。
4 卫星云图
从21日9:00开始, 大块的西南—东北走向的云带到达辽西上空, 10:00左右开始降水, 朝阳地区一直持续到次日早晨。云系在北偏西气流作用下继续东移, 且逐渐减弱 (图5) 。
5 雷达回波分析
从8月21日部分雷达图 (图6) 看出, 此次降水过程为为混合型降水, 移动方向为西南—东北向。在大片均匀片状的回波中, 可以明显地看到一些块状的积状云的降水回波, 整个回波呈现出絮状结构。此次雷达回波强度接近30DBZ, 因是暖性云团, 所以降水强度较大, 持续时间较长, 达到暴雨过程。
6 结论与讨论
6.1 结论
(1) 此次持续强降水过程较为典型, 以两槽一脊为大的环流背景, 西南急流与西太平洋合流的暖湿气流与东北低涡后部的冷空气交汇, 加之850 h Pa切变线的共同作用, 产生了东北地区常见的夏末暴雨过程。
(2) 朝阳地区位于辽宁省西部, 地形复杂, 天气多变, 虽然朝阳地区年平均大—暴雨发生次数不多, 但每次造成的危害均较大。
(3) 受海上副热带高压的阻挡和偏南暖湿气流补充水汽能量, 适当强度的冷空气交汇, 再有高空强辐散场及中低层强辐合叠置, 高层正涡度场不断向内输送传导, 导致低空低值系统的发展加强, 因此很容易产生持续性强降水过程。
6.2 讨论
暴雨预报一直是天气预报的重点和难点, 准确地预报出暴雨对经济建设起着至关重要的作用。其中难点也是关键点的是雨带移动速度的估算, 往往受制于多个天气系统的作用, 须从多方面考虑, 也是有待普遍提升的工作要求。其中需特别关注的是切变的移动方向与速度, 因为切变常常带来的是急剧性天气过程, 须随时关注防范。着眼于几种数值产品, 在充分考虑预报经验、天气形势实时演变及其它预报方法的基础上进行订正。一些特征量诸如涡度、散度、3 h变压露点温度差等特征量可以作为很好的预报着眼点, 提高预报质量[6,7,8,9,10]。
摘要：根据Micaps系统提供的大量实况、天气预报资料及降水产生期间气象要素的变化, 利用天气学、动力气象学知识, 对2010年8月20—22日朝阳地区出现的一次持续性强降水天气过程, 从天气形势及其生成机制等方面进行总结分析。结果表明:此次持续强降水过程较为典型, 以两槽一脊为大的环流背景, 西南急流与西太平洋合流的暖湿气流与东北低涡后部的冷空气交汇, 加之850 h Pa切变线的共同作用, 产生了东北地区常见的夏末暴雨过程。同时, 海上副热带高压的阻挡和偏南暖湿气流补充水汽能量, 适当强度的冷空气交汇, 再有高空强辐散场及中低层强辐合叠置, 高层正涡度场不断向内输送传导, 导致低空低值系统的发展加强, 因此很容易产生持续性强降水过程。
关键词：持续性强降水,高空形势,能量场,卫星云图,雷达拼图,朝阳地区,2010年8月20—22日
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强降水天气过程的观测要点 篇2
1 强降水天气过程来临前的准备工作
强降水天气过程来临前, 应全面检查自动站及人工观测用的各仪器设备, 主要做以下准备工作。
1.1 自动站仪器设备的检查
1.1.1 翻斗雨量传感器的日常维护
可对雨量传感器做以下常规维护。
(1) 将外筒、防堵罩和长过滤网用清水冲洗干净。 (2) 用清水冲洗翻斗和短过滤网, 注意不取防虫罩。 (3) 观察传感器底盘上的水平器中的水泡是否居中, 使传感器保持水平状态。 (4) 注意不要用手或其它物体抹试翻斗内壁, 以免沾上油污。
1.1.2 翻斗雨量传感器的汛前检查
翻斗雨量传感器至少每月定期检查一次, 检查内容包括传感器器口要保持水平, 不变形, 传感器器身稳固。
(1) 重点检查遥测雨量传感器漏斗是否堵塞, 以保证自动站降水数据的准确与及时上传。 (2) 定期清除承水器滤网上的杂物 (入口滤网可取下清洗) 。 (3) 检查漏斗通道是否有堵塞物。 (4) 保持节流管的畅通, 发现堵塞要及时清洗干净 (5) 翻斗表面必要时可用中性洗涤剂清洗, 传感器翻斗的内壁不能用手触摸。
1.2 人工观测仪器设备的检查
降水开始前, 应及时取下蒸发皿金属丝网圈, 检查雨量筒及蒸发专用雨量器内的承水器和储水瓶是否洁净, 重点检查虹吸式雨量计虹吸是否正常, 以保证人工测量的降水数据准确及时上传。
1.3 应急设备的检查
重点检查发电机、UPS电源以及SDH、VPN和3G上网卡三种主备通讯方式是否处于正常工作状态, 以保证网络的畅通和自动站的正常运行。
2 强降水天气过程中的注意事项
2.1 降水性质的正确判断
强降水天气过程来临时要更加密切的关注云的连续演变, 正确判断出降水性质, 以保证报文的正确编发。当判断为系统天气时, 重点注意当降水时间持续较长, 雨势仍没有转小, 降水量已超过20.0mm时, 此时应仔细观察云高及云状, 注意ASOP向NS的转变。当判断为对流天气出现时, 气象要素的变化比较显著, 有时会伴有短时大风, 雷暴, 冰雹等重要天气, 此时应注意重要天气报的拍发与航危报的拍发及相应解除。
2.2 降水量的观测要点
当降水较强, 降水量很大, 一般超过25.0mm时, 应及时从蒸发皿中取出一定的水量, 也可采用加盖方法, 以防水溢出导致蒸发量缺测。若降水量超过50.0m m时, 此时应提前量取雨量筒和蒸发专用雨量器内的降水量, 以防水溢出导致降水数据缺测。以上操作均应在气簿-1备注。
2.3 虹吸式雨量计的观测要点
(1) 换纸遇强降水时, 应先判断雨势是否有转小趋势, 若雨势有转小趋势, 可延后换纸;若判断不会转小, 则可在原自记纸的开始端重新记录 (此处须无降水记录, 或有降水自记记线不致重叠) 。换纸后分别在两天的记线上标明日期并注明情况。
(2) 测量自然排水量时有强降水, 暂不测量, 待雨势转小后再进行测量, 如在强降水期间出现几次自然虹吸的情况, 则测量自然虹吸的累计排水量。
2.4 不正常记录的处理
(1) 当虹吸式雨量计故障 (如虹吸不正常) 时, 此时应以人工观测的雨量筒内的降水量为准编发累积降水量重要天气报。
(2) 当遥测雨量传感器故障 (如降水量明显偏小或滞后严重) 时, 此时小时雨量和分钟雨量均按缺测处理, 输入“—”符号, 避免正点数据错误上传。以上情况应在气簿-1备注。
3 注意雷暴、冰雹等强对流天气过程
3.1 雷暴的观测要点
雷雨形式来临前注意观察云的演变过程, 当出现雷暴现象时, 观测员不要忙乱, 及时编发航危报及重要天气报等预警信息。其中, 雷暴重要天气报一天只发一份, 并以20时为日界。
3.2 冰雹的观测要点
一日中降雹多次, 无论间隔时间多长, 每次都应测其最大冰雹的最大直径, 以m m为单位, 取整数。当最大冰雹的最大直径大于10mm时, 还应同时测量冰雹的最大平均重量, 以克为单位, 取整数, 并及时记录纪要栏中。
冰雹来临所做工作如下: (1) 降雹前罩上防雹网罩。 (2) 降雹时测定最大冰雹的最大直径。 (3) 及时发出冰雹的重要天气报。 (4) 雹停后及时将地面温度表和曲管地温表的防雹网罩取掉。 (5) 若冰雹最大直径大于10毫米, 测冰雹的最大平均重量。 (6) 在换下的雨量自记纸背面注明降雹起止时间。
4 加强巡视区域气象观测站
观测员要每小时在正点前后十分钟内巡视区域气象站, 在强降水天气过程中, 更要加强对区域站的巡视, 一方面可以及时监测各区域站的运行状况, 以便出现故障时及时发现并排除, 保证区域站数据的正常传输;一方面可以通过巡视区域站的运行及各站点的雨量数据, 使观测员加强了解强降水过程的发展情况。
5 强降水天气过程结束后的整理工作
强降水天气过程结束后, 应及时排除仪器故障, 处理异常记录, 归纳总结此次强降水过程中的不足之处, 为下次极端天气过程积累经验。尤其是降水过程结束后要对自动站雨量和人工雨量观测值进行对比分析, 如多次发现10mm以上降水量的差值超过±4%, 则应及时进行检查。
主要检查以下几个方面: (1) 检查记录器是否正常工作, 记录值与计数是否相符, 干簧管工作是否正常, 有无漏发或多发信号现象。 (2) 如原因是由于仪器的基点位置不正确所造成时, 应调节仪器基点位置。
6 结语
皖南山区夏季强降水气候特征分析 篇3
1 资料来源与分析
1.1 资料来源
本文通过提取2012年12月8日~2013年1月10日下发的1981~2010年《安徽省地面气候标准值数据集》的资料, 采用皖南山区20个国家级台站1981~2010年日降水≥50.0mm的降水资料进行处理分析。
1.2 资料处理与分析
在时间上, 对整个地区采用计数求和的方式, 得到6月、7月、8月强降水发生的频率 (图1) 。从图中发现皖南山区夏季强降水主要集中在6月, 7月次之, 8月最少。
黄山、九华山位于山顶, 与其它地区拔海高度差距过大, 不能一起分析, 因此单独将2站平均与其它站的平均比较, 发现30a中黄山、九华山强降水发生频率为周围其它站的1.7倍。
除去黄山、九华山2站, 从各站30a日降水量≥50.0mm日数总和来看, 皖南山区强降水频率从西南向东北递减。
表示数据离散化程度的量有相对平均差、相对标准差、最大正负距平百分率等。计算公式:
本文通过计算皖南山区30个站点累年月降水量, 得到累年月降水量的的相对平均差、相对标准差、最大正负距平百分率, 已通过相关性检验, 现取累年月降水量的相对平均差作为代表。
2 初步分析结果
6月、8月累年月降水量相对平均差与累年月强降水次数负相关, 7月没有明显的相关性, 可单独作进一步的分析研究。
3 结论与讨论
除地形特殊区外, 皖南山区夏季强降水发生频数的地理差异很明显, 强降水频率从西南向东北递减。主要集中在6月, 占到50%, 其次是7月。
山顶强降水频率比其它地区多。
6月、8月月降水量的集中程度与月强降水次数呈负相关。
摘要：本文通过对19812010年皖南山区的强降水资料的统计分析得出皖南山区强降水主要集中在6月, 垂直分布特征为高出多, 低处少, 水平分布特征为从西南向东北递减。而且发现强降水频率与降水集中程度存在相关性。
关键词：皖南山区,夏季,强降水,分布特征
参考文献
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界首市短时强降水特征分析 篇4
界首市地处淮河以北地区,主汛期时有暴雨,受各种因素相互影响,全球气候逐渐变暖,6-8月短时强降水灾害性天气的发生频率呈显著上升的趋势。近年来,界首市多次出现短时强降水,因其发生快、强度大,对市区,特别是老城区,由于下水道不完善,导致降水排不出去,造成很大的经济损失和安全隐患。所以对短时强降水落区和时效的预报预警一直是预报服务的重点和难点。
进一步提高对界首市短时强降水天气的监测和预报能力的要求迫在眉捷,要从整体上提高短时强降水天气预报准确率和服务水平,以减少强降水引发的积涝对社会经济发展及人民生活造成的严重影响。本文拟通过对界首市2007-2014年短时强降水的规律分析归纳,做出更准确的强降水预测预报,服务当地社会经济发展。
1 资料及分析方法
采用2007-2014年界首市自动站小时降水量数据进行归纳统计,根据有关资料,短时强降水是指1h内降水量要大于或等于20mm,短时强降水日是指1d出现1次或多次小时内降水量大于或等于20mm。分析中只要符合条件就统计实际次数。
2 短时强降水的气候特征
2.1 短时强降水年变化
2007-2014年8年年平均降水量为860.5mm,比历年平均值偏少40mm,2007-2014年全市短时强降水日总天数为22d,共出现27次出现短时强降水,2008年出现的短时强降水日最多,2012年次之;2007-2008年短时强降水总日数是增加的,2009年则最少,2010-2014年除2012年短时强降水日数较多外,其它变化不大(见表1)。
2.2 短时强降水月变化
短时强降水月变化幅度很大(见图1),界首市短时强降水在4-9月每月均出现过,主要出现在7-8月。7-8月是汛期的关键时期,这个阶段也是短时强降水发生的活跃时期,7月和8月出现的短时强降水次数都是10次,均是占总次数的37%,7月和8月共占总次数的74%。
短时强降水也具有一定的旬变化特征,2007-2014年各旬合计次数中,7月上旬出现的次数最多为6次,4-8月下旬均出现过,但次数较少。
2.3 短时强降水的日变化:
通过分析统计界首市2007-2014年中短时强降水的日变化特点(见图2),可以发现,一日24 h中,上午9-12时出现短时强降水次数较少,20时和24时出现次数最多,均为3次。下午19-24时出现短时强降水次数最多,为11次,占全日总次数的40.1%,可见19-24时段是出现短时强降水的多发时期。小时降水量大于50mm的共出现2次,都是出现在20时,小时最大极值为60.1mm,出现在2009年8月21日20时。
3 产生短时强降水的天气系统
短时强降水是一种强对流天气,形成强对流天气所具备的3个基本条件:水汽、不稳定层结和抬升力条件。水汽和不稳定层结是产生强对流的内在因素,外在因素是有足够强大的抬升力。造成界首市短时强降水的天气系统主要有以下几个类型:低空切变、高空西来槽、地面冷锋、地面倒槽型、高空冷涡、副高阻塞型等。
4 小结
河套地区一次强降水天气分析 篇5
1 天气实况概述
2009年8月17日至8月18日,巴彦淖尔市先后出现了局地强对流和系统性降水天气,全市降水量达中到大雨,个别地区达暴雨,同时临河、杭锦后旗、五原县的部分乡镇遭受冰雹、强风袭击,农作物损失较为严重。过程降水量见表1。
此次降水过程分为两个时段,第一阶段,17日白天到夜间的局地强对流天气。第二阶段,18日凌晨到夜间的大范围降水、大风天气。
2 天气过程成因分析
2.1 降水前前夕的环流形势
2009年8月16日20时500hPa亚洲大陆中高纬呈两槽一脊型,东北冷涡即将入海,巴尔喀什湖到贝加尔湖为深厚低槽区,中心有闭合等高线,在其北部也有闭合中心与之配合,形成“锅扣锅”的稳定形势。588线西伸到西藏中部,向北越过30°N,584线西伸到70°E,向北与冷涡底部西北气流交汇于新疆南部,形成明显的辐合带,巴彦淖尔市处于贝加尔湖冷涡底前部偏西气流中,不断受冷涡中分裂的切变系统影响。700hPa316线从南海经广西东部、山东伸向东北,312线由云南经四川越过阿拉善盟东部,沿着312线的水汽折向河西走廊,到达甘肃中部,此东南气流与贝加尔湖冷涡底部的西北气流形成对头风式辐合,与500hPa的切变辐合配合。青海中西部有21℃的暖中心,暖舌伸到甘肃中东部。850hPa暖区范围明显扩大,中心为28℃,暖舌已控制河套地区。孟加拉湾的水汽到湖北南部。地面实况海力素、巴彦毛道出现雷阵雨。卫星云图显示切变辐合区上空有对流云团生成。此种形势表明河套地区500 hPa以上为冷槽,以下为暖舌的不稳定形势已经形成,且上游不断有切变辐合系统东移触发。
2.2 强对流天气出现时的环流形势
17日08时500hPa贝加尔湖冷涡底部冷空气南扩,588线略东撤,584线撤到85°E以东,副热带高压外围云带前部到达甘肃西北部,孟加拉湾到甘肃西北部的水汽通路建立。上游的切变辐合区移到巴彦淖尔市上空。700hPa乌拉特中旗到额济纳旗吹西南风,此暖平流使暖舌继续加强。850hPa银川、临河、巴彦毛道、额济纳旗形成气旋式辐合。临河站的T1nP图显示,从850hPa到250hPa均为不稳定,且不稳定能量大,K指数高达42℃。17日9时临河区的隆胜首先开始降雹,临河的713雷达探测,最大回波强度达50dBz,云顶高度达20km。
2.3 强对流天气间歇期的环流形势
17日20时500hPa冷涡进一步加强,冷涡底部冷空气继续向南扩散,588线快速东撤至云南、四川一带,北抬到陕西中部偏北,584线在青海南部形成槽,从孟加拉湾来的水汽到达甘肃中东部,被冷涡底部的偏西气流阻挡在阿拉善盟与甘肃之间,副高外围云带到达阿拉善盟中部。巴彦淖尔市上空有明显的辐散区。700hPa孟加拉湾的水汽到达甘肃东北部,暖中心移至四川西部,巴彦淖尔市上空的暖脊进一步加强。850hPa28℃的暖中心东移到四川东部,24℃的暖中心接近河套。17日20时到18日00时,巴彦淖尔市500hPa及以下为辐散区,形成了降水的间歇期,到18日02时上游的切变辐合系统移至巴彦淖尔市上空,强对流天气再次出现,巴彦淖尔市上空又开始电闪雷鸣。
单位:毫米
2.4 大范围降水时的环流形势
18日08时500hPa588线东撤南压至云南东部河南中部,来自孟加拉湾、南海、中南半岛的水汽到达巴彦淖尔市。700hPa从孟加拉湾、中南半岛的偏南风低空急流直达巴彦淖尔市上空,被贝加尔湖冷涡底部的西北气流阻挡,两支气流形成冷切变,在阿拉善盟东南部形成气旋式辐合。850hPa从孟加拉湾、中南半岛的水汽也到达了巴彦淖尔市。此种形势表明,充分的水汽供应、强烈的辐合上升运动和较长的持续时间条件具备,大范围的大型降水就出现了。
2.5 大范围降水结束时的环流形势
18日20时500hPa贝加尔湖冷涡底部冷空气侵入巴彦淖尔市。700hPa巴彦淖尔市上空处于西北气流控制,辐合云带东移出去,巴彦淖尔市降水结束。
3 结语
(1)此次降水是典型的副高外围西南气流和贝加尔湖冷涡底部西北气流共同作用的一次降水过程。
(2)如果预报出500hPa以上为冷槽,且有冷平流,以下为暖舌,且有暖平流,那么要密切注意强对流的发生。
(3)此次降水为北低南高环流形势。这样的环流形势关键在于贝加尔湖冷涡底部的偏西气流将孟加拉湾来的水汽急流阻挡在巴彦淖尔市上空。
(4)此次降水冷暖空气势力相当,所以降水在河套地区维持时间较长,从而产生这次中到大雨,局部暴雨的天气。
参考文献
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持续性强降水 篇6
关键词：短时强降水,冰雹,预报方法,青海省海北州
短时强降水和冰雹是海北州主要的灾害天气之一。其中, 冰雹常伴有强烈的雷雨和大风, 具有来势迅猛、破坏力强、影响范围广而局地性很强的特点。利用海北州近年的雷达回波历史资料, 分析总结冰雹雷达回波特征, 为海北地区预报预警冰雹灾害提供科学依据。
1 资料的选取及标准
利用海北州气象站点地面2004年5-9月和2012年5-9月自动气象站小时气象要素, 统计海晏、门源、刚察、祁连、托勒、野牛沟降水和冰雹及雷达等气象资料。规定:日降水量≥25 mm为大雨日, 日降水量≥50 mm为暴雨日;1 h降水量≥8.0 mm为短时大雨, 1 h降水量≥16.0 mm为短时暴雨水。其中, 短时大雨和短时暴雨统称为短时强降水。同时, 统计短时强降水天气出现时伴有的雷暴、冰雹和短时大风等资料。
2 短时强降水和冰雹的时空分布
2.1 时间分布
海北地区短时大雨、短时暴雨和大雨主要集中在7月和8月;而冰雹主要集中在夏季6-8月。短时强降水集中在15:00-23:00;冰雹集中在13:00-20:00。总体来看, 对于海北地区来说, 午后到前半夜是短时强降水多发的时段。
2.2 空间分布
冰雹的分布有3个中心, 一个是青海湖北部的刚察, 另一个是祁连山区的托勒、野牛沟, 还有一个在青海湖东侧的海晏。
2.3 与短时强降水冰雹相伴的天气
从海北地区6站短时强降水出现时伴随天气现象、持续时间和范围的频率可知, 短时强降水过程中伴有雷暴和冰雹等强对流天气出现的频率较高。
3 短时强降水的环流特征及影响系统
3.1 环流特征
造成短时强降水的天气环流形势主要有两槽一脊型、两脊一槽型、巴湖横槽型、西风气流多波动型等4种形势[1]。
3.2 关键区影响系统
在500 h Pa高空天气图上, 把25~45°N, 东经80~110°E的范围定为关键区, 在关键区内将影响系统分为3类, 其中高原低涡类是最多的一类, 其次高原低槽类, 西北气流类最少。
4 物理量场分析
4.1 散度场
短时强降水和冰雹天气出现前, 散度场上表现的比较零乱, 但一般表现为青海省海北地区随着短时强降水和冰雹天气的出现, 200 h Pa散度场上为弱的正散度, 500 h Pa散度场上为强的正散度, 700 h Pa散度场上强的负散度。
4.2 垂直速度场
短时强降水和冰雹天气出现前海北地区500h Pa为负垂直速度, 中心一般在-0.2 Pa/s的上升速度是非常常见的。
4.3 水汽通量场
短时强降水的水汽主要来源于孟加拉湾和西太平洋。短时强降水发生前高原中部地区96°E附近有一条非常强的自南向北的水汽输送带。同时, 由于冷空气入侵到高原北侧, 在高原东北部和中部之间形成一条东北-西南走向的水汽辐合带。在水汽输送带北部的东北-西南走向水汽辐合带进一步移近到暴雨区[2]。
5 地面气象要素变化特征
5.1 地面变压场分析
造成海北地区短时强降水的中尺度高压 (正变压) 生成的源地从祁连山区托勒附近;柴达木盆地东部的乌兰、茶卡;青海湖南部的共和、兴海附近等地区。生命史一般1~3 h, 最长5 h, 上述地区生成的地面中尺度天气系统常造成海北地区的短时强降水, 预报时效也只有2~3 h。
5.2 地面变温场分析
短时强降水出现前3 h开始青海省北部的祁连山区到柴达木盆地东部一带有负变温 (或弱的正变温) 中心发展东移, 随后青海省的东南部的玉树、果洛一带也有负变温 (或弱的正变温) 中心向东北方向移动, 两个负变温 (或弱的正变温) 中心前为正变温区 (即+△T1) , 正变温区的中心就是负变温移动的路径, 短时强降水就出现在变温递度较大、等值线较密集的地区。
5.3 单站水汽变化分析
短时暴雨出现前4 h水汽有明显增加过程, 随着降水的来临水汽增加不明显;逐3 h和6 h水汽的变化来看, 短时暴雨出现前2 h水汽有明显增加过程, 降水开始后水汽又趋向减少。而短时大雨出现前4 h水汽增加的特征比较明显, 随着降水的来临水汽增加和减少的趋势接近;逐3 h和6 h水汽的变化来看, 短时大雨出现前和1 h水汽的变化一致。
5.4 冰雹天气地面要素场
造成冰雹天气的中尺度高压 (正变压) 生成的源地有祁连山区托勒、门源附近;柴达木盆地东部的乌兰、天峻一带。生命史一般1~2 h, 最长3 h, 上述地区生成的地面中尺度天气系统常造成海北地区冰雹天气, 预报时效也只有2~3 h。
5.5 短时强降水冰雹预报预警指标
出现短时强降水和冰雹天气时与变压和变温逐小时变化有非常好的对应关系, 因此选择1 h变压和变温做为短时强降水和冰雹预报预警指标是可行的。当△P1≥0.1且△T≤0.1时, 有短时强降水和冰雹天气, 利用以上指标试报情况可知, 历史拟合率为67.7%。
6 雷达图上强对流单体指标
6.1 强降水的雷达回波指标
强降水回波径向速度指标:强降水的速度回波整齐、对称。强降水回波顶高指标:强降水回波顶高8~17km。强降水垂直液态水含量指标:最大垂直液态水含量来看出现强降水时3~30 kg/m2。强降水风廓线产品指标:强降水时暖平流为主的湿度层较厚, 可达2~6 km。
6.2 冰雹的雷达回波指标
冰雹回波强度指标:冰雹云的雷达回波强度最强, 强的能达60 d Bz甚至是65 d Bz以上。同时, 降雹时强回波中心较强降水处于中空或高度较高。冰雹径向速度回波指标:冰雹云雷达回波径向速度大于强降水时回波, 分布尺度冰雹云也很小, 径向速度等值线分布较密集, 切向梯度也较大。通过分析径向速度分析风速和风向的变化来确定冰雹云。同时冰雹云的径向速度回波中多存在中气旋。冰雹回波顶高指标:冰雹云雷达回波的高度也是最高的, 降雹时回波顶高均在工作9km以上, 且回波顶高会出现跃增现象。冰雹垂直液态水含量指标:降雹时最大值均超过25 kg/m2, 并且存在突然增大后减小的现象。
7 海北强对流天气预报、预警方法
7.1 海北强降水天气预报、预警
7.1.1 高原低槽型
天气形势:500 h Pa图上高原低槽在青海省西部, 印度半岛有南支槽存在, 锋区南压至海北州上空, 地面冷锋配合。卫星云图:面积较大的片状或带状云系自西向东移动, 但移速较慢, 在海北上空停滞时间也较长。雷达回波图:此种类型天气雷达回波上以混合云系为主, 强度40~45 d Bz。
7.1.2 副高东撤型
天气形势:500 h Pa图上青海省东部为稳定的西太平洋副高边缘的584线或586线控制, 西部为低槽活动。卫星云图:通常是由多个强对流云团在青海省西部生成, 东移过程中逐渐合并, 变成大片云系。雷达回波图:开始以对流单体为主, 强度45 d Bz以上, 高度也较高达8km, 随着底层低云的发展, 对流单体合并同时与低云叠置, 可转变为混合性降水回波。
7.2 冰雹天气预报、预警方法
7.2.1 海北冰雹天气预报、预警
(1) 高原冷槽型。天气形势:蒙古低压槽的存在及其配合的冷温槽的位置和强度, 一般应达到-20℃左右。若地面配合冷锋, 锋前暖空气易形成对流云而产生冰雹。卫星云图:对流单体发展合并为混合云系, 其中有较明显的对流云存在。雷达回波图上对流云的强度较强, 高度也较高达, 强中心的面积较大, 混合云中有强对流单体而产生冰雹, 而在降雹前都有明显的弱回波或有界弱回波区。
(2) 西北气流型。天气形势:新疆脊处于80~90°E, 脊前西北气流直达90°E附近。卫星云图:以对流云系为主, 有时几块对流云相结合增强。雷达回波图上对流云的强度、高度及强中心的面积值均较小, 但对流回波维持时间较长, 对流云生消交替发展, 有明显的弱回波区和V型缺口。此类型中冰雹可能与强降水、雷雨大风等天气一同出现。
7.2.2 海北冰雹临近预报判据指标
强度大于45 d Bz, 一般在55 d Bz左右;有超级单体特征;多个单体合并为对流云带或云块;冰雹云的特征:弱回波区、有界弱回波、“V”字型缺口、中气旋;回波顶高会出现跃增现象, 这一现象出现在地面降雹前, 对冰雹的预报有一定的指示意义。
参考文献
[1]陶诗言, 等.中国之暴雨[M].北京:科学出版社, 1980:1-10.
持续性强降水 篇7
关键词：短时强降水,多尺度分析,临近预警
有关研究表明, 短时强降水分为低质心降水与高质心降水俩大类, 前者在短时强降水发生时降水量较平稳, 降水强度相对较低, 而后者在短时强降水发生时气流对流速度变快, 质心高度越高, 降水强度越大。因此, 对短时强降水的特征及类型进行深入分析有着重要意义。
1 短时强降水的多尺度分析
1.1 短时强降水的典型特征
1.1.1 时间分布特征
一般情况下, 春夏季5、6、7、8、9, 5个月份, 是短时强降水频发的季节, 而8月份则是短时强降水出现的高峰时期, 不仅短时强降水的强度将达到峰值, 而且对当地的影响最大, 期间, 降水量也超过平常的几倍, 会对农作物的生长造成极大的影响, 进而影响农民的收入, 也造成了市场上的物价上涨。按照对称抛物线的形态来分析, 5月份将是短时强降水发生的起始月份, 降水量和降水次数相对来说都是最少的, 而6、7、9, 3个月则短时强降水的发生就相对就较为频繁, 降水量与降水次数也相对较多。总的来说, 就是短时强降水会经历一个缓慢上升直至到达到峰值, 再随之回落的一个由弱变强, 在由强变弱的过程, 即所谓的峰值效应。由于低空空气流速逐渐加强, 造成的短时强降水的发生, 有时也会因为水汽充足, 无法及时蒸发的原因造成短时强降水, 但是都是有规律可循的。
1.1.2 空间分布特征
夏季, 是我国淮北地区、大别山地区以及江南的西部短时强降水频发的季节。由于淮北地区的大部分地区地势平坦宽阔, 山体稀少, 没有高山等阻隔物所以降雨量与降雨强度都非常巨大, 而且都是最直接的影响, 最容易引发洪涝灾害, 而江南西部地区与大别山地区则由于山区山体比较多, 地势复杂, 高低不平, 其降雨量与降雨强度会稍微被高大的山体阻隔一部分, 但容易发生滑坡、泥石流等自然灾害。故从此出发, 分析地形地势, 做好排水措施, 提前防范, 保护民众生命与财产安全。
1.2 短时强降水的主要类型
1.2.1 东北气流型
短时强降水主要分布于亚洲中纬度与高纬度之间, 由于冷暖气流的交锋, 出现了短时强降水现象, 使得内蒙古、山西这些低气压区以及长江流域以南的重庆、湖南的高气压区都会因此出现短时强降水现象。
1.2.2 西北气流型
由于北方冷空气的一直持续南下, 冷暖锋相遇, 产生快速南下的短时强降水, 直接影响了江西、安徽、浙江等地。
1.2.3 台风型
一般情况下, 对短时强降水有直接影响关系的台风都是从台湾或者福建率先登陆然后一路北行, 有时也会因为风向, 山峦阻隔的原因往西北方向也会有移动。而由于台风的登陆, 从海洋上带来了较多的水汽, 加之风力强劲, 使得台风带来的短时强降水最持久, 降雨量也最多, 降雨强度也最强。
2 短时强降水的临近预警
2.1 边界层风速加快, 风力强劲
据悉, 中国气象台的研究数据分析表示, 气流的边界区域由于风速加快, 气流强度增强, 导致了短时强降水的频发现象, 短时强降水刚刚开始出现的时候, 在离地面相对较近的位置风速会开始慢慢加快, 直到一定程度上的某两种气流相遇, 大概0.5h之后中低空气流就会逐渐增强, 然后1h之后, 风速和气流继续增强, 而在低空则风速与气流有明显程度的变缓慢, 增加幅度下降, 然后保持基本不变。从以上的分析可知, 这些情况与短时强降水的多尺度分析基本一致, 即此现象为短时强降水的临近预警。
2.2 短时强降水时间进行气旋辐合
从相关专业知识来看, 中小尺度辐合是影响短时强降水发生的最关键原因, 而中小尺度辐合最常见的3种表现形式——中小尺度的风速强弱的变换、中小尺度风速的辐合和中小尺度的气旋性辐合。正是短时强降水临近预警的最直接表现。当中小尺度的风速加强到比原来强劲的时候, 便可以推测出最快在0.5h后、最慢在2h之后会出现短时强降水现象, 于是可以提前做好准备, 在外的尽快回家, 没带伞及雨具的找地方避雨, 其他有关事件都可以提前结束, 以免造成不可弥补的损失。如果出现风速与气流比较接近雷达辐合的一侧, 同时反射率因子与辐合线高度相当, 短时强降水发现的频率是很高的, 而且短时强降水强度也会不断增强。
参考文献