降水过程

降水过程（精选10篇）

降水过程 篇1

台风“梅花”的到来, 使我省迎来两次强降水天气过程, 其中7月30日至31日辽源市气象站过程降水量达到7 5.5mm, 达到暴雨等级, 因此, 作为观测员, 面对极端罕见天气时, 能够正确处理记录, 编发上传报文, 出现故障时及时排除就显得尤为重要。本文以辽源站为例总结了夏季强降水天气过程的出现前后应注意的几个问题和相应的观测要点, 供大家参考交流。

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

强降水天气过程极大的影响着人类工农业生产及日常生活, 正确的降水记录不仅能为预报预警服务提供依据, 更能为日后研究极端天气过程存储历史数据。因此, 观测员只有加强业务学习, 熟练业务技能, 才能在极端天气过程中更好的完成值班值守, 为气象事业作贡献。

降水过程 篇2

鄯善县一次大降水天气过程分析

应用常规实况观测资料和数值预报产品,分析了鄯善县208月19-20日的一次大降水天气的环流形势和数值预报产品的物理量场演变特征,得出了低层中小尺度的.发生东移对降水的重要作用,结合上游台站的降水情况得出了一些大降水预报的经验,对今后的降水预报有一定的借鉴作用.

作 者：葛燕 GE Yan 作者单位：鄯善县气象局,新疆鄯善,838200刊 名：科技情报开发与经济英文刊名：SCI-TECH INFORMATION DEVELOPMENT & ECONOMY年，卷(期)：200919(13)分类号：P458.1关键词：大降水 天气特征 数值预报产品 鄯善县

降水过程 篇3

关键词 阻塞高压；连续性降水；物理量场；预报预测

中图分类号：P458.121 文献标志码：B 文章编号：1673-890X（2015）21--02

随着我国经济社会的不断发展，公共气象的不断推广，天气预报预测工作对于气象工作以及整体经济社会的发展具有非常重要的意义。

新巴尔虎左旗位于内蒙古东北，大兴安岭西麓，属中温带大陆性气候，是呼伦贝尔市牧区四旗之一，全年平均降水量为274.2 mm，降水主要集中在6-8月，占全年降水量的65%～70%。准确预报预测本地区降水过程对于本地区牧草生长期的防灾减灾工作有重要的理论参考价值。

1 天气实况分析

2015年6月10-12日，由于冷涡影响，新巴尔虎左旗出现连续性降水天气，其中主要降水时间段集中在10日20：00-11日08：00，其中新巴尔虎左旗南部的罕达盖、乌布尔宝力格区域站12 h降水量分别为15.1、15 mm，达到大雨的标准。降水量最小的站在吉布胡郎图区域站，12 h降水量仅为4.1 mm，其他4个站降水量均达中雨标准。12日08：00开始将水逐渐减弱。从降水过程分析，降水量级、强度逐渐增大，之后又逐渐减弱。整个过程中新宝力各苏木和乌布尔宝力格苏木区域站雨量超过30 mm，吉布胡郎图苏木雨量最小为19 mm[1]。本次为入夏以来降水持续时间最长，降水量最多的一次降水过程，对促进牧草生长，缓解草原旱情非常有利。

2 环流背景与影响系统分析

2.1 环流背景与影响系统分析

6月8日20：00整个欧亚大陆环流形势为两槽一脊型，乌拉尔山西西伯利亚地区和我国东北地区到黄海地区分别高空大槽和切断低压，即东北冷涡，两槽之间为高压脊，脊的北部由于脊的向极地逐渐深入发展，形成阻塞高压。使高压脊前东北气流引导贝加尔湖北部超极地的较强冷空气向西南输送，在高压脊前横槽后部聚集。由于乌拉尔山地区欧亚大槽强盛发展东移，其前部阻塞高压和东北冷涡缓慢东移，随着东北冷涡移到海面，东北气流转为西北气流致使横槽转竖，冷空气爆发南下[2]。同时，原横槽的位置出现新的闭合中心（蒙古切断低压）并逐渐东移，到10日20：00，冷空气在西北气流的引导下不断东移南下，与槽前的偏南暖湿气流交汇，开始影响新巴尔虎左旗，造成本次连续性降雨天气。到11日20：00，由于下游海上低压的阻碍，同时上游阻塞高压的东进作用下，切断低压被迫南下，同时阻塞高压形势逐渐崩溃减弱。到12日20：00，切断低压进一步南下，影响区域已经移出新巴尔虎左旗。同时，阻塞高压进一步崩溃减弱，变成弱高压脊，降水过程结束。温度场上，有冷中心和暖中心与切断低压和阻塞高压配合。低层850 hPa温度场始终落后于高度场，这样的温压场配置有利于切断低压和阻塞高压的维持和发展，为连续性降水天气的发生、发展提供了大尺度环流背景。由以上分析可知本次过程主要影响系统为蒙古冷涡。

2.2 850 hPa风场分析

由贝加尔湖南下的冷空气和偏南强暖湿气流交汇，在低层形成一条切变线，辐合上升运动较强。由于副热带高压的位置偏东偏北，并且稳定维持，对上游起到阻塞作用，使得在低层西南风向北输送暖湿空气，到达黄海渤海继续改变方向，变成一支来自东海黄海的东南风急流，最大风速达到14 m/s，为本次降水过程提供热量和水汽输送，导致不稳定层结的建立。到11日20：00，急流风速达到16 m/s，继续提供热量和水汽输送。到12日20：00，方向偏东，距离海洋较远，水汽和热量衰减明显。

3 欧洲中心数值预报诊断分析

在日常预报工作当中利用好数值预报的关键在于对每一次的天气过程，进行数值预报和实况的对比分析，总结并统计出数值预报对每一种天气过程的订正指标。在6月10日的欧洲中心高度场、风场以及物理量场预报中已经对本次过程进行了预报，具体表现为500 hPa阻塞高压和切断低压的建立至衰退，850 hPa风场以及水汽条件的维持。

3.1 欧洲中心500 hPa高度场预报资料

欧洲中心数值预报与实况吻合的非常好，对本次降水过程的高空形势演变有很好的预报能力。

3.2 水汽条件

10日20：00-12日08：00新巴尔虎左旗均处在湿区，其预报数值达到90%～100%，到12日20：00新巴尔虎左旗相对湿度预报值在75%～80%，到13日08：00相对湿度值在70%～75%。整个过程当中相对湿度先增后减变化与降水过程时间非常吻合，对于降水有很好的预报能力，对本次降水的预报阈值为80%。

10日08：00开始850 hPa上都小于等于3 ℃，表明湿度很大，水汽含量很大。此外，10日08：00开始850 hPa上比湿都大于等于7 g/kg，但是降水结束时间与比湿预报值不相符。降水时间在于12日，但欧洲中心预报值在降水结束后直到14日仍处在8 g/kg。所以欧洲中心比湿预报场对于降水结束时间的预报不太准确。以后工作当中应当注意。

3.3 动力条件

散度场正负中心以及分布形势与降水的分布有密切关系。低层辐和与高层辐散是判断是否存在有利于区域性降水的上升运动的基本方法。10日20：00新巴尔虎左旗位于300 hPa高空散度场正中心，而同一时刻850 hPa高空散度场主要由负中心控制，而且最大的副中心在新巴尔虎左旗南部。在低层辐和流场，高层辐散流场，其“抽吸”作用使强的上升运动得以维持，有利于较强降水的产生和持续。散度场的分布情况很好的解释了10日20：00-11日08：00，位于新巴尔虎左旗南部的罕达盖、乌布尔宝力格区域站12 h降水量分别为15.1、15 mm，达到大雨的标准的原因。

4 结语

第一，副热带高压边缘的偏南气流时本次降水过程的主要水汽输送带。第二，欧洲中心数值预报对本次过程有很好的預报能力，动力、水汽等条件预报演变非常好的符合本次降水过程。第三，降水落区实况与欧洲中心高低层辐散辐合中心比较符合，高低层辐散辐合对于降水落区的预报有很大的参考价值。第四，不能以温度露点之差、相随湿度等水汽条件判断本次过程的结束时间。第五，对于降水的预报阈值还有待进一步统计订正。例如，降水时的欧洲中心相对湿度、温度露点之差等数据。

参考文献

[1]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会.GB/T28592-2012降水量等级[M].北京：中国标准出版社，2012.

[2]顾润源.内蒙古自治区天气预报手册[M].北京：气象出版社，2012，131-134.

一次南京梅雨期降水过程分析 篇4

对于江淮流域梅雨期的天气特征, 前人已经做了大量的研究, 但如何利用研究成果来为空管服务, 目前的研究仍很薄弱。2012年7月初江淮流域的一次梅雨期降水过程中, 南京连续4天出现对流活动, 造成了多个航班备降或延误。造成对流活动的主要原因是东北冷涡渗透下来的冷空气和准静止锋的共同影响。随着雷达和卫星等一系列资料的应用, 对流活动的预报精确度有了显著提高。

但是, 在连续性降水过程中, 何时何地是否会出现对流以及对流的影响时间和区域, 对流过程中趋势预报的发布技巧仍然是预报工作的难点, 也是航空气象的一个重点课题。本文在对天气实况, 环流形势和过程分析的基础上提出了梅雨期对流预报工作的若干建议和总结。

一、天气实况

南京禄口国际机场自6月30日至7月3日连续4天出现对流活动。6月30日20∶10~21∶46出现雷雨天气, 并且20∶20收到机组反应06号跑道有风切变。7月1日14∶52~15∶48出现雷暴伴中雨天气。7月2日19∶12~22∶06出现雷暴伴中雨天气。7月3日19∶56~21∶46出现雷暴伴中雨天气。

二、环流形势

(一) 高层

江淮上空维持一个强大的暖性反气旋 (即南亚高压) 。

(二) 中层 (500h Pa)

1) 副热带地区:西太平洋副高呈带状分布, 其脊线从日本南部一直伸向中国华南, 略呈东北-西南走向, 120°E处的脊线位置稳定在24°N左右。2) 中纬度地区:巴尔喀什湖及东亚东岸 (河套到朝鲜之间) 建立了两个稳定浅槽。

(三) 低层

在850百帕上为江淮切变线, 切变线之南有与之近乎平行的低空西南风急流。

(四) 地面

东北地区有冷涡新生, 其伸出的槽线引导小股弱冷空气东移南下, 但由于副高比较强盛, 冷空气位置偏北。江淮地区处于准静止锋西侧边缘。

上述环流形势恰好为典型的梅雨期间主要的环流形势。

三、过程分析

6月30日, 风向转变明显, 在20∶00之前, 都为东北风, 21∶00点为西南锋, 由此推测出锋面过境时间与出现雷暴时间相吻合。副高增强, 锋面北抬。

7月1日, 以偏西风为主, 副高减弱, 锋面略南压, 准静止锋在南京附近维持时间较长, 移动缓慢。

7月2日, 准静止锋所定位置较实际偏北, 从卫星云图中显示的更为明显。强对流区自西向东移动, 可能会有多个对流单体影响南京。

7月3日, 梅雨锋稳定少动, 略有北抬, 南京处于锋面末段。对流时, 南京处于暖区中;除21∶00点发生雷暴时东北风 (对流造成风向的局地特性) , 雷暴前后总体风向变化与锋面移动吻合。

可以看出, 这四次雷雨过程除了局地热对流作用外, 与梅雨锋的位置变化密切相关, 与副热带高压的小幅波动也比较吻合。

四、主观预报及思考

1) 此次过程影响系统明显, 北方冷空气渗透, 副高较强盛, 850h Pa有切变线, 地面有准静止锋。在这种天气形势下, 关键是充分利用好数值预报产品和多普勒雷达资料, 密切监视各个天气要素的变化和周边地区的天气趋势, 及时收集实况资料, 提前做好雷雨的临近预报。

2) 复杂天气来临前, 预报员应根据自己预报的结论, 及时开启气象雷达, 为管制部门提前提供未来天气的发展趋势, 为航班绕飞备降提前做好准备。

3) 根据对对流云团移动方向和发展趋势的分析, 尽可能准确地预报出雷暴影响的具体时间和覆盖范围, 及时调整趋势预报的发布, 做好相关信息的通报预警工作。

4) 充分利用短信平台, 电子平台等工具, 简化通报流程, 使预警信息能尽早的通知到各相关岗位, 为合理安排飞行计划提供可靠参考。

5) 每一次天气过程后, 统计各类数值预报产品的可靠性及小尺度天气特征, 及时总结, 弥补不足, 为日后的预报和服务工作提供经验。

6) 根据不同类型的天气过程, 制定和完善与之相符合的服务保障方案, 并在日常工作中加以模拟演练, 做到特殊天气过程的保障常态化。

五、小结与讨论

通过对本次梅雨期降水过程及预报服务的分析, 得出以下主要结论:

1) 冷空气活动对降水区中的对流系统发展有着加强作用。

2) 西太平洋副热带高压的小幅震荡对梅雨期的对流过程和雨带有着密切影响。

3) 如何将预报结论与管制需求更好的结合, 做出更有利于管制指挥和调配的预报产品, 是当前航空气象工作的一大重点和难点。

参考文献

[1]黄润龙.长江下游梅雨间断的环流特征[J].气象科学, 1986.

[2]林春育.关于梅雨问题讨论中的几个问题[J].气象, 1981.

[3]陈艺敏, 钱永甫.长江中下游梅雨的气候特征[J].南京气象学院学报, 2004.

[4]汪靖.江淮流域梅雨季节的气候特征及其异常的分析研究[D].南京信息工程大学, 2007.

[5]周曾奎.江淮梅雨的天气气候和环流形势特征[J].气象科学, 1988.

[6]张德二, 王宝贯.18世纪长江下游梅雨活动的复原研究[J].中国科学B辑, 1990.

降水过程 篇5

贡嘎山地区不同植被对降水的物理过程影响研究

对贡嘎山地区两种植被类型降水再分配特征进行研究,结果表明:亚高山针叶林林冠层和针阔混交林林冠层单位面积截留降雨量分别为 0.14 和 0.27 kg/m2,亚高山针叶林树干单位面积截留量为 0.005 8 kg/m2,针阔混交林树干单位面积截留量为 0.006 kg/m2.通过进行不同尺度的.试验,树干截留量与胸径之间呈线性相关.枯落物的截留量、滞后时间与面积之间呈线性相关,相关度水平较高,具有明显的尺度效应.

作 者：李秀博 吴勇 王春红 LI Xiu-bo WU Yong WANG Chun-hong 作者单位：成都理工大学,地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室,四川,成都,610059刊 名：地下水英文刊名：UNDERGROUND WATER年，卷(期)：31(4)分类号：P333关键词：植被 林冠 截留量 滞后时间 尺度效应

降水过程 篇6

东北冷涡造成的强降水局地性强、尺度小, 对其造成的降水落区预报一直是预报员的难点。本文以抚顺地区预报失误的2015年8月2—4日东北冷涡降水过程为例, 利用常规气象观测资料、FY-2E卫星云图及欧洲中心 (ECMWF) 数值预报产品资料, 对东北冷涡降水落区及局地强降水进行分析, 以期为今后对此类降水的诊断预报提供一定参考。

1 降水预报与实况

受东北冷涡系统影响, 抚顺市气象台连续3 d预报出了中等以上降水天气过程, 即8月2日抚顺地区中雨天气;8月3日抚顺市区及抚顺县中到大雨, 清原县、新宾县大雨天气;8月4日抚顺市区及抚顺县、清原县中到大雨, 新宾县暴雨天气。从实况降水图中可知, 8月2日抚顺地区出现小雨天气, 清原县国家气象观测站无降水出现;8月3日抚顺西北部小雨 (抚顺市区只有微量降水) , 东南部中到大雨、局部暴雨;8月4日抚顺市区中雨, 抚顺县、清原县大雨, 新宾县暴雨。8月2—4日的东北冷涡降水过程, 抚顺地区8月2日全区预报偏大, 3日西北部预报偏大, 4日预报效果较好。

2 天气形势演变及影响系统

2015年8月2—4日影响抚顺地区降水的主要系统是东北冷涡、低层切变线、合并北上的地面低压。从2日20:00 (北京时, 下同) 高空图上可见, 前期位于贝加尔湖东南部的高空槽不断发展, 在 (116°E, 50°N) 附近形成东北冷涡。受贝加尔湖冷空气沿高空脊前西北气流不断补充南下, 东北冷涡在缓慢东移过程中不断加深发展, 东北地区的弱高压脊快速东移, 此时抚顺地区处于冷涡底部。副热带高压由前期“高压坝”的形势不断调整, 588 dagpm等高线不断东退形成块状结构, 有利于水汽的输送。从850 h Pa风场上也可知, 2日20:00, 在渤海附近地区形成西北风和西南风的冷式中尺度切变线, 触发中尺度对流云团, 在西南西引导气流的作用下, 不断向东北移动, 从而导致2日抚顺东南部的弱降水。

3日20:00, 580 dagpm线略有南退, 850 h Pa渤海附近的切变线发展成渤海到河西西部的东北-西南走向的大尺度切变线, 切变线前西南风不断加强, 且西南低空急流从长江中下游一直伸展至辽宁东南部, 源源不断地向辽宁东南部提供水汽。切变线前部对流云团不断发展合并, 发展成东北—西南走向的大范围对流云团, 不断向东北移动, 影响辽宁东南部的降水, 抚顺东南部出现中到大雨、局部暴雨天气。

到4日8:00, 580 dagpm线继续南退, 冷涡伴随的高空槽东移, 促使冷空气南下影响抚顺地区, 配合850 h Pa切变线东北移动到抚顺地区, 在有利的动力条件下冷暖空气在抚顺地区交绥, 导致抚顺地区出现了大范围的大雨到暴雨天气。从地面图可见, 前期位于河套东部形成的地面气旋向北上, 在4日8:00与蒙古气旋合并, 此时抚顺处于低压槽前, 为抚顺地区的强降水提供了有利的动力和水汽条件。4日抚顺大到暴雨天气是在东北冷涡携带冷空气南下、850h Pa切变线和合并北上的低压影响的产物。

综上可见, 8月2—3日抚顺地区的降水过程虽然在东北低涡的大尺度环流背景下产生, 但其位置偏北;副高位置也偏南偏西, 对水汽输送也不是很有利。在渤海附近的切变线触发下, 产生了中尺度对流云团, 但由于引导气流为西南偏西气流, 使其向东北偏东方向移动, 主要影响抚顺地区的东南部, 从而出现对抚顺市区及抚顺县、清原县的降水连续预报偏大的现象。4日随着东北低涡冷空气南下, 与加强的850 h Pa切变线、地面气旋合并北上等有利的高低空配置下, 抚顺地区出现了大范围大雨到暴雨天气。

3 预报误差分析

8月2日20:00实况场与预报场对比可见, EC预报584 dagpm线偏北, 且低层850 h Pa切变线的位置在辽宁西部, 考虑受切变线前部西南气流的强辐合作用, 预报抚顺地区有中雨天气过程, 但实况图中584 dagpm线偏南, 导致引导气流以西南偏西气流为主, 850 h Pa切变的位置在渤海地区, 从而降水出现在抚顺南部。3日数值预报形势场的预报误差很小, 但导致预报失误的主要原因是考虑到东北冷涡降水, 认为对降水落区的预报难度大, 却忽视了这次降水过程中冷涡位置偏北, 直接影响系统其实是渤海附近的低层切变线和其位置偏东南的因素, 从而导致抚顺西北部降水预报失误。因此, 抚顺8月2日降水预报偏大的原因主要是EC形势场对850 h Pa切变线的位置和500 h Pa引导气流的位置预报存在误差, 而3日抚顺西北部预报误差因为忽视了低层切变线的触发作用。因此, 在东北冷涡降水过程中, 不仅要考虑大尺度环流形势演变, 也要考虑在有利的大尺度环流背景下中尺度系统的触发条件。虽然数值预报产品作为目前天气预报日常业务中的最重要的参考资料, 但对中小尺度系统的预报仍有误差。因此, 对高空、地面资料及卫星云图的分析不容忽视。

4结论

(1) 在东北冷涡降水过程中, 不仅要考虑大尺度环流形势演变, 也要考虑在有利的大尺度环流背景下, 中尺度系统的触发条件。抚顺2015年8月2—3日降水是在有利的东北冷涡和副热带高压配置下, 中尺度切变线和冷空气激发了强对流系统, 并随着引导气流向东北偏东移动, 影响抚顺东南部。抚顺8月2日降水预报偏大原因主要是EC形势场对850 h Pa切变线的位置和500 h Pa等高线的位置预报存在误差, 而3日抚顺西北部的预报误差是因为忽视了低层切变线的触发作用。

(2) 2015年8月4日抚顺大雨到暴雨降水过程是在东北低涡冷空气南下, 与加强的850 h Pa切变线、地面气旋合并北上等有利的高低空配置下产生。

(3) 数值预报产品是天气预报日常业务中最重要的参考资料, 但对中小尺度系统的预报能力仍有误差。因此, 对高空、地面资料及卫星云图的分析不容忽视。

摘要：利用常规气象观测、FY-2E卫星云图及欧洲中心 (ECMWF) 数值预报产品资料, 对2015年8月2—4日抚顺地区一次东北冷涡降水过程进行分析。结果表明:在东北冷涡降水过程中, 不仅要考虑大尺度环流形势演变, 也要考虑在有利的大尺度环流背景下中尺度系统的触发条件。8月2日抚顺降水预报偏大原因主要是EC形势场对850 h Pa切变线的位置和500 h Pa等高线的位置预报存在误差, 而3日抚顺西北部的预报误差是因为忽视了低层切变线的触发作用。4日抚顺大雨到暴雨降水过程是在东北低涡冷空气南下, 与加强的850 h Pa切变线、地面气旋合并等有利的高低空配置下产生。

关键词：东北冷涡,降水落区,误差分析,中尺度系统,辽宁抚顺

参考文献

[1]张立祥, 李泽椿.东北冷涡研究概述[J].气候与环境研究, 2009, 14 (2) :218-228.

[2]陈力强, 陈受钧, 周小珊, 等.东北冷涡诱发的一次MCS结构特征数值模拟[J].气象学报, 2005, 2 (2) :173-183.

[3]孙力, 安刚.1998年松嫩流域东北冷涡大暴雨过程的诊断分析[J].大气科学, 2004, 25 (3) :342-354.

[4]陈力强, 张立祥, 周小珊.东北冷涡不稳定能量分布特征及其与降水落区的关系[J].高原气象, 2008, 2 (2) :339-348.

德兴市一次强降水天气过程分析 篇7

1 天气形势分析

1.1 高低空形势

2010年4月21日8∶00 500 h Pa高度场, 德兴市处槽前西南气流中, 700、850 h Pa西南风发展强烈, 湘赣地区低空急流建立, 风速达16~20 m/s, 并有明显的风速辐合, 中低层有低涡东移, 全市处在低涡切变的东南侧。副高呈东北-西南向带状分布, 控制着中南半岛至西太平流洋, 西脊点位于北纬15°附近。随着冷空气东移南下, 低涡切变线也随之东移, 强降水区位于切变线的南侧, 强降水中心位置在低涡的东南侧。低涡和切变线为此次强降水过程提供了强的上升运动条件, 但短时强降水的产生还离不开充足的水汽供应和不稳定能量, 在这次强降水过程中, 一直存在的低空急流起着水汽和能量的输送带的作用。低空急流是一种动量、热量和水汽的高度集中带, 被认为是给中纬度暴雨和强风暴提供水汽和动量最重要的机制[2] (图1、2) 。

1.2 地面形势

2010年4月21日8∶00地面形势呈北高南低型, 我国东部大部分地区都在狭长的低压系统的控制之下, 江西省位于低压倒槽顶部, 由于西南气流强盛, 位于长江流域以北的切变南压缓慢, 虽然地面辐合加强, 但中低层没有明显的系统配合, 省内中北部站点虽出现降雨, 但雨量都不大。

1.3 雨量

江西省自动雨量站显示, 此次过程主要降雨时段集中在21日16∶00—23∶00, 其中16∶00省内西北部出现2站4点, 17∶00中北部出现6站17点, 18∶00北部出现8站16点, 19∶00中东部分别有3站5点、3站3点, 23∶00中南部有7站13点出现30 mm/h短时强降水, 过程雨量均达到暴雨量级。

2 物理量场的演变

2.1 水汽条件和垂直上升运动

从4月21日8∶00欧洲中心相对湿度预报场上可以看到, 湿层主要位于850 h Pa层面, 江西省中北部地区相对湿度一直很大, 700 h Pa相对湿度达到90%, 随着切变南压, 中低层辐合加强, 大的湿度区在江西省中北部地区形成完整的湿舌, 中低层水汽的输送为短时强降水的形成提供了充足的水汽条件 (图3、4) 。

21日14∶00 T639数值预报700 h Pa的水汽通量场上, 西南急流区对应着水汽通量的大值区, 江西中北部水汽通量强度达到最大, 中心最大值为18 g/ (s·h Pa·cm) , 江西中北部的降水开始增强 (图5、6) 。17∶00德兴处于水汽能量的值区, 17∶00 700 h Pa垂直上升运动达到-1.3 Pa/s, 与该时次对应地面10 m风场存在明显中尺度辐合, 地面中尺度辐合加强时也正是强降水发生之际。随着水汽通量的强度迅速东移减弱, 德兴市的雨势也随之减弱。

2.2 假相当位温 (θse)

θse (假相当位温) 是表征大气温度、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。θse的高值区又为高能区, θse场等值线密集区为能量锋区, 强降水的发生必须有能量锋区的存在[3]。大量观测研究表明, 暴雨区基本位于850 h Paθse高值轴线北侧的能量锋区中。在这次强降水过程中, 21日8∶00 850 h Pa图上, 沿江西西北部建立起能量锋区, 德兴市锋区在17∶00达到了65℃ (图7、8) 。

2.3 SI指数和K指数

从21日8∶00南昌站降水过程前后SI指数和K指数的变化情况看, 该次强降水过程属于层结不稳定降水, K指数在40℃, SI指数为-2.37℃。对应该时次的-20℃高度为7 696.3 m, 对应该过程雷达回波的高度一般在9~11 km之间, 产生的雷电较弱[4]。

3 卫星云图分析

此次低涡切变天气系统在卫星云图上主要表现为冷暖平流较为明显, 雷暴云团活跃, 呈东北-西南向分布, 并产生强降水和短时强风等强对流天气。这次天气过程, 江西省处在低涡前部的东南侧。21日8∶00省内大部分地区在红外云图上没有明显的云系, 说明由于低层暖平流和局地太阳辐射加热, 只存在较低的云。在水汽图上也没有明显的水汽大值区。从14∶00开始, 随着中低层系统的东移南压, 省内西部开始有对流云团东移发展, 影响德兴地区, 17∶00 TBB云顶亮温约-64℃, 风光云图上可见明显暗影及明显亮白区, 表明对流发展旺盛, 具有一定的由于低层暖平流和局地太阳加热, 同时低涡前部有明显的正涡度平流, 综合这些因素, 在这片云区附近出现雷暴云团, 造成江西省部分地区出现强降水天气。

4 小结

(1) 这次强降水过程发生在高空低槽、中低层低涡切变和地面倒槽的共同影响的有利环流形势下, 具有时间短、雨强大的特点。高空有强盛的西南气流, 中低层有西南急流存在, 风速的辐合为降水发生提供了触发条件, 同时低空急流为强降水提供了充足的水汽和不稳定的能量, 低层有低涡和切变线与之配合, 这为强降水提供了强的上升运动条件。

(2) 700 hPa水汽通量及上升运动区的大值区相对应与降水强度对应较好。地面10 m风场中尺度辐合的东移加强, 降水雨强也随之增大, 对预报降水的增大有一定的的指示。

(3) 强降水落区基本位于850 h Paθse高值轴线北侧的能量锋区中, K指数和SI指数表明此次降水过程属层结不稳定降水, θse、K指数和上升气流的分布状况是暴雨落区预报的着眼点之一。

(4) 卫星云图能够较直观、连续的监测到对流云团的生成、发展与移动。因此, 可用红外云图、可见光云图分析积雨云范围是否扩大、亮温、色调是否更低、亮白来判断积雨云的强度变化。

参考文献

[1]丁一汇.高等天气学[M].北京:气象出版社, 2009.

[2]陆汉城.中尺度天气原理和预报[M].北京:气象出版社, 2000.

[3]施望芝, 金琪, 郭施.湖北境内一次连续性暴雨天气过程的诊断分析[J].湖北气象, 2003 (4) :7-9.

降水过程 篇8

关键词：伊春,较大降水,分析

1 概述

2011年6月7日~10日, 伊春出现一次明显降水过程, 其中一个站点伊春站出现了暴雨, 伊春大的的降水天气过程主要出现在七月下旬至八月上旬[1], 这种发生在6月上旬的强降水较为罕见。伊春强降雨天气具有季节性强, 降水次数少、历时短、强度大等特征, 受独特的地理环境影响, 突发性、局地性更为显著, 给预报工作带来很大困难。本文试图从环流形势、低空急流、阻塞形势的作用等角度入手分析了此次降水天气, 揭示其形成原因, 寻找此类天气过程的预报着眼点, 并对本次与预报的不足进行了分析总结, 为以后预报此类降水提供参考。

2 天气实况及降水特点

2011年6月7日~10日, 伊春出现区域性较大降水过程, 降水量较大的区域在中北部地区, 过程雨量达50毫米以上的有3个站, 伊春站达84毫米, 乌伊岭79毫米, 嘉荫53毫米。降水主要集中在7日白天到8日白天, 伊春24h雨量达到了63mm, 乌伊岭站达40毫米, 伊春此次区域性大降水过程时间早, 强度大, 范围广都属于历史同期比较罕见的。

3 天气形势分析

3.1 高空环流形势

6月7日08:00, 700h Pa亚欧大陆中高纬环流呈两槽一脊形式分布, 贝加尔湖以西是稳定维持的高压脊, 巴尔喀什湖以东与贝加尔湖以西地区是势力强大的冷空气控制区, 沿高压脊前部不断下滑冷空气东移南下, 鄂霍次克海附近是弱高压区, 此时鄂霍次克海附近高压脊还没有完全形成, 阻塞形势还没建立, 黑龙江省是低涡系统, 低涡中心偏北, 压在贝加尔湖以东内蒙和大兴安岭北部交界处, 并且温度场略落后与高度场, 说明低涡还有加强的趋势。在200h Pa上也清晰可见。7日08:00主体冷空气还没有切涡, 7日20:00, 低涡进一步加强, 中心少动, 强度296, 温度槽落后于高度槽, 具有深厚的斜压性, 预示未来还会发展。黑龙江省上空有弱的暖舌, 在中部地区有南北走向的切变线, 正好压在伊春和绥化上空。同时850h Pa涡旋中心已经移到黑龙江省, 在渤海湾附近到东北地区出现了大于12m/s的偏南风急流, 伊春正处在急流出口左侧。伊春地区出现了明显的东南风和西北风的切变线, 并且有风速辐合, 都与降水大值区对应, 之后至10日20时由于阻高的作用, 低涡一直维持在我省上空, 只是逐渐减弱, 后期转为阵性水。

3.2 地面形势

在7日11时, 华北到东北是低压带, 由两个低压组成, 低压中心位一个位于于河北省, 另一个位于内蒙北部, 东北地区处在低压倒槽中, 之后强度不断加强, 位置少动, 11时到20时暖锋一直压在黑龙江省东北部地区, 伊春正受暖锋影响, 出现了明显降水, 随着地面低压不断东移, 到8日02时, 黑龙江省已经完全受低压控制, 暖锋也略微北抬, 暖锋两侧的温度梯度有所减小, 暖风强度减弱, 降水强度也随之减弱。从7日至10日低压伊春一直受低压影响, 但从8日白天开始降水转为阵性降水。到10日20时以后低压东移出伊春市, 降水过程基本结束。从地面低压中心移动路径来看为华北低压东移北上和蒙古低压合并影响, 低压在移动的过程中渤海水汽都有补充, 使得低层水汽充沛。

3.3 散度场

散度场上, 低层辐合、高层辐散的上升运动, 为伊春本次暴雨提供了动力条件。7日08时, 伊春地区700h Pa以下均为辐合场, 500h Pa以上伊春上空为辐散场。最强的辐合层位于850h Pa上, 辐合中心-30×10-5s-1位于黑河地区, 最强的辐散中心中心为50×10-5s-1, 与低层的辐合场基本垂直。此时高低空的配置较好, 地面降水达到最大。到8日08时, 低层辐合中心略有北收, 在500-250h Pa上, 伊春上空出现辐合, 就高低空配置来看, 伊春低空辐合场减弱, 高空辐散已经移出伊春, 此时伊春地区地面降水量级大大减小。到8日20时, 低层辐合场和高层辐散场均明显减弱, 降水强度继续减小。

从散度场的变化上看, 本次大降水过程, 辐合层较低, 大多在700h Pa以下, 这种辐合作用加强了对流层低层水汽辐合, 也是本次过程降水强度较大的原因之一。

4 数值预报检验

4.1 EC预报场和实况场对比检验

通过对ECMWF数值预报产品与实况进行对比分析, 发现ECMWF数值预报对于形势场预报的十分准确, 系统的位置和强度都能够在72小时之内作出准确地预报。6月7日20时实况场与预报场基本一致:急流位置和强度、切变线位置等要素预报也基本准确, 对预报员有较大的参考价值。根据ECMWF数值预报, 我们提前72小时就开始密切关注本次降水过程, 根据初夏的降水特点, 到24小时时段内, 降水量级定位中雨, 只是落区有些偏差。从预报结果来看, 本次降水过程的天气形势比较清晰, 预报结论及时、准确。对较大降水发生时间的把握很好, 不足的是落区没有把握好, 低估了降水量级。本次预报的难点在于, 对初夏降水量级和落区的把握。

4.2 日本传真图降水预报结果检验

检验06日20:00发布日本传真图的降水预报, 发现针对此次过程, 日本传真图降水中心33mm, 降水中心位置偏西北, 大降水区位置也偏向西北, 量级偏小, 时间有些滞后。

5 结论

5.1 本次暴雨系暖锋降水, 暖锋锋生时降雨强度加强, 暖锋在伊春停留时间长, 是本次降水过程持续时间较长的主要原因。

5.2 水汽条件好:从海上到暴雨落区水汽通道的建立与暴雨区相配合;同时对流层低层的辐合, 加强了水汽的辐合, 降水得到加强。

参考文献

[1]任丽, 张桂华等.黑龙江省五月初罕见的春季暴雨特点及成因分析.

降水过程 篇9

雷暴和积雨云是发展强烈的不稳定的天气现象, 云中及其附近有强烈的上升、下降气流, 飞机穿过它会遇到强烈的颠簸, 使飞行员难以操纵。因此民航规定:禁止飞入积雨云和浓积云, 禁止在小于规定的侧向和垂直距离绕飞积雨云、浓积云。雷暴区飞行事故率比较高, 雷雨天气伴随的强降水和CB风造成的低空风切变也对飞行有重大影响。1994年7月20日, 云南航空公司B737飞机, 在昆明机场着陆过程中遇到雷雨天气, 飞机冲出跑道。1997年5月4日, 南方航空公司B737飞机在深圳机场着陆过程中遇到大雨, 飞机冲出跑道失事。1999年8月22日, 台湾中华航空公司一架MD-11飞机, 在香港赤腊角机场着陆阶段遭遇强侧风失事。机上300名旅客和15名机组人员, 其中3名旅客遇难身亡, 212名旅客受伤。因此对雷雨天气过程及其所伴随的强天气进行分析研究, 探寻其发展规律, 对正确组织实施飞行活动, 保障飞行安全、高效完成飞行任务是十分有价值的。

2013年6月7日8时左右北京首都国际机场出现一次较强雷雨天气, 雷雨区呈全包围形式环绕机场四周航路, 首都机场早高峰进出港航班受到严重影响。由于航路上雷雨持续时间长, 后续航班受到严重流量控制。受此影响多家航空公司取消北京相关班次。进出港航班受到不同程度延误。6月6日23:50UTC首都机场启动航班备降保障程序, 7日07:48UTC持续8个小时的航班备降保障程序结束。

当日早8时管区西部15公里外有大片雷雨回波, 回波逐渐东移北抬移向本场, 顶高5-7公里。本场上午出现雷雨天气, 短时雨强较大, 而后转阵雨, 本次天气过程的主要降水落区位于北京区域及河北中南部区域, 管区西南部航路受雷雨影响时间较长。本场观测实况:降水时段0050UTC-0516 UTC, 1740 UTC-1920 UTC, 2354 UTC-次日0011UTC。雷暴时段0059 UTC-0211 UTC。白天降水量11.8mm, 夜间2.6mm。累计降水量14.4mm。

1 天气过程分析

1.1 环流场分析

500h Pa高度场高纬度地区上游冷空气前期主要在E110°以西的横槽中堆积;槽前的我国中纬度地区西北下沉气流减弱;槽前弱冷空气由亚洲高纬度地区东部向南扩散至我国中纬度地区, 与加强的西南暖平流交汇。7日12UTC, 亚洲高纬度地区的大横槽在东经95°附近断裂。次日下游槽中的冷空气南下至我国中纬度地区, 与青藏高原东侧区南退的西南暖平流交汇;再次影响我国中部地区。

1.2 天气形势分析

6日夜间于中蒙边境有低压东移发展。华北区域及本场位于低压前部, 东部的渤海高压位置和强度相对稳定, 从地面气压场 (图1) 可以看出7日白天有所加强, 对低压东移起阻挡作用。低压东移缓慢, 7日午后到傍晚低压加深发展。而本场及华北区域东部一直处在低前暖区的弱形势场当中, 本场地面持续偏东风。对照降水落区实况可以看出此次过程为明显的低前暖区降水, 降水落区主要位于华北区域的中部和南部, 雨量多为中到大雨量级, 降水中心位于河北西南部, 局地达暴雨量级。

低层850h Pa (图2) 锋区一直位于中蒙边境, 向东推进缓慢。自6日开始本场维持槽前西南风, 华北区域南部为偏南气流控制, 且持续时间较长。而管区西南部则为偏东气流控制, 有来自海上更为直接的水汽输送。华北中东部处在暖区当中, 暖平流持续而旺盛。在低层形势场变化不大的前提下, 华北中南部的大范围雷暴发生在7日白天, 首都机场雷雨及强降水时段集中在7日上午。这与中高层系统发展有更直接紧密的关系。

从700h Pa风场 (图3) 来看从6月夜间开始在北京及以东部区域有西南急流建立, 水汽通道畅通。7日入夜后西南风速逐渐减小。中低层维持长时间偏南风为水汽和能量的积聚有较大贡献。从系统配置来看, 700h Pa前期自河套北部有槽东移, 在7日00UTC槽加深发展成涡旋, 其中心位于N38°河北与山西交界处, 同时配合有湿度大值区。该时次正是华北管区西部开始有大片雷暴发展并东移影响本场的时期。而后系统减弱, 华北区域700h Pa仍维持较弱的偏南风场。高层500h Pa系统与700h Pa过境时间比较一致。系统较为垂直, 略有前倾。7日夜间整层仍维持偏南气流控制, 虽然不稳定能量在白天得到释放, 但夜间本场及区域内仍出现阵雨天气。

2强降水发生条件分析

雷暴天气是由水汽条件、不稳定层结条件和抬升力条件三方面综合作用产生的。本次降水过程水汽充沛, 湿层较厚。水汽主要来自于中低层槽前西南气流和日本海高压南部的偏东气流, 它们共同为降水区输送源源不断的水汽, 为本次强降水的产生创造了有利条件。夏半年在高空槽线附近, 如有强烈的辐合上升和充足水汽, 易有雷暴生成。从沿E116°的垂直速度剖面图来看, 7日00UTC N40°附近整层都处在上升运动大值区当中, 本场处于上升运动中心。与强降水发生的时间位置对应较为一致。而到了12UTC, N40°附近整层垂直运动转弱, 只有850h Pa以下尚有弱的上升运动, 说明该时已不具备发生强降水的条件。 (图4)

K指数能够反映大气的层结稳定情况, K指数越大, 层结越不稳定。由图5本场K指数时序图可看出, 自6日夜间开始, 本场K指数就在35以上, 层结相当不稳定, 反映了不稳定能量积累的维持。直到06UTC以后K指数才呈现下降趋势。对应实况在K指数所指示的不稳定区域中, 本场及南部管区在该时段出现成片雷暴天气。6日夜间至7日白天北京一直处在SWEAT指数大值区, 7日00UTC SWEAT指数高达350, 此时正是实况中本场发生雷暴天气的时段。00UTC以后曲线呈现持续下降趋势, 本场后为阵雨天气。

3 雷达回波分析

6月7日00UTC大片雷雨回波在距本场以西40公里处向东北方向移动发展, 回波主体完整, 前缘回波较强, 强度在30-45d BZ。且在回波主体前缘开始有激发的孤立雷雨回波生成。本场降水开始于0050UTC, 雷雨出现在0059UTC。此后一小时内本场和五边被雷雨完全覆盖, 处在回波强度中心。0211UTC雷雨移出本场, 并在东移北抬过程中迅速减弱消散。本场雷雨基本于此时结束。但在本场西南方向120公里处不断有新的雷雨回波生成, 并向本场方向移动中又不断减弱。说明此时的辐合中心位于西南区域, 而本场受冷空气渗透影响辐合条件变差。后于航路上在本场正南方向60公里处和110公里处有两块局地生成的雷雨回波生成后稳定维持, 对京广京沪航路影响严重。本次雷雨过程虽然雷雨时间不长, 但在南向航路上的雷雨影响时间较长, 对运行依然造成重大影响。 (图6)

4结束语

(1) 对流天气过程易发生在槽前暖区内, 前期来自海上的偏东气流为雷暴发生提供了充沛的水汽和能量。 (2) 高层槽携带冷空气东移南下, 冲击不稳定层结使对流发展, 为大范围雷暴发生提供动力抬升条件。 (3) 强降水过后地面气温明显降低, 虽然整层仍处南风当中, 但无新的冷空气补充, 抬升条件减弱, 不稳定能量减小。由此判断后续以阵雨降水可能性更大, 雷雨几率减小。 (4) 暖区降水形势场变化不大, 且与近地层温湿条件、地形等因素紧密相关, 不易精确判断雷雨发生时段和强降水落区, 特别是有几段降水时对降水性质的判断有一定难度。

摘要：文章利用1°*1°每6小时一次NCEP再分析资料和多普勒天气雷达资料对2013年初夏首都机场一场雷雨过程进行分析, 意在探究造成此次雷雨天气的主要原因。分析结果表明:对流天气过程易发生在槽前暖区内, 前期来自海上的偏东气流为雷暴发生提供了充沛的水汽和能量。高层槽携带冷空气东移南下, 冲击不稳定层结使对流发展, 为大范围雷暴发生提供动力抬升条件。强降水过后地面气温明显降低, 虽然整层仍处南风当中, 但无新的冷空气补充, 抬升条件减弱, 不稳定能量减小。由此判断后续以阵雨降水可能性更大, 雷雨几率减小。

关键词：强对流天气,雷达回波,雷暴

参考文献

[1]王彦, 等.一次雷暴大风的中尺度结构特征分析[J].2006.

[2]中国民用航空局.CCAR-117-R2.中国民用航空气象工作规则[S].2013.

[3]国际民航组织理事会.国际民用航空公约附件3-国际空中航行气象服务[Z].2012.

[4]周建华, 等.航空气象业务[M].气象出版社.

降水过程 篇10

短时强降水能导致危害较大的气象灾害, 具有突发性、局地性、影响大等特点, 是造成山洪灾害的主要原因之一。James Bruce[1]等研究了气候脆弱性和适应气候变化, 发现温哥华机场短历时强降水呈增加趋势;1950~1990年, 春季和初夏大雨频率加拿大东南部增加8%, 西南部增加3%, 而相邻的美国在过去90年, 增加近20%, 强降水重现期减少一半。刘增基[2]等分析了福建省前汛期短历时强降水 (3小时大于30mm) 气候统计特征, 高发时期为6月10~25日, 一天中高发时间为13~21时, 高峰在16~17时, 其空间分布与降水概率分布不一致。刘鑫华[3]等进行了2009年夏季500 h Pa西太平洋副高区短时强降水中尺度天气分析, 指出2009年6、7、8, 3个月西太平洋副热带高压区短时强降水8月份为最多, 7、8月份下午发生次数多于上午, 其中尺度分析需关注低层的显著湿区、高低层副高斜压性、低层气流辐合、地形抬升、925h Pa水汽辐合等的分析。刘爱鸣等[4,5]进行了前汛期短历时强降水天气分析, 揭示了其大范围强降水的概念模式和影响系统的气候特征。严洌娜等[6]研究了短历时强降水风险设计方法。以上研究涉及短历时强降水在局部地区的年际、日际分布特征、风险设计方法、天气学特征、中尺度分析要点等, 显示了短时强降水研究的应用方向。

湖北省一直是洪涝灾害比较严重的省份, 短时强降水 (3小时雨量≥50 mm) 发生频次高, 分布区域广。应用2011年梅汛期湖北省4次暴雨过程 (6月3~4日、9日、13~14日、17~18日) 的区域气象站和国家气象站等观测资料, 分析了短时强降水的日变化和空间分布特征, 并结合NCEP风场资料 (1°×1°) , 初步分析了低空西南急流的作用。

2 短时强降水出现频次日变化特征分析

分析4次暴雨过程中短时强降水出现站次和时间段, 可以发现:高发时段集中在夜间, 3次过程集中在02:00~08:00 (图1a、1c和1d) , 1次过程为20:00~次日02:00 (图1b) 。强降水在湖北省范围内的影响时间, 各不相同, 较长的分别达36小时和24h (图1d、1b) , 另2次则只有18h和12h (图1c、1a) 。

(a 2011年6月3-4日、b 9-10日、c 13-14日、d 17-18日)

3 短时强降水出现频次空间特征分析

由4次暴雨过程中短时强降水的站点频次空间分布可见, 短时强降水主要分布在江汉平原中东部、鄂东南、鄂东北以及鄂西南东南部, 其余地区基本没有。高发区域位于洪湖-咸宁-黄冈一线、恩施东部鹤峰附近以及潜江-仙桃-蔡甸一线, 站点频次累计达6~11次。3h雨量100 mm以上的站点空间分布显示, 主要分布在荆州南部、潜江附近和咸宁南部, 站点频次达3~5次。比较图2与图3, 可以发现, 以上4次暴雨过程, 鄂西南、鄂东北以及鄂东南中北部出现3h50 mm的降水频次较多, 但出现3h100 mm以上的更强降水的频次则几乎没有。

4 西南急流影响分析

造成短时强降水的影响因子, 主要是梅雨期大的环流背景条件和中小尺度天气系统的配合[7], 其中低空急流是重要天气条件之一。王蕾[8]等对低空急流活动的统计分析表明, 汛期低空急流活动与长江流域区域性暴雨有伴随性, 多雨年急流次数很多, 少雨年则很少。据统计[9], 江淮梅雨期, 79%的低空急流伴有暴雨, 反之, 83%的暴雨伴有低空急流。对以上4次暴雨过程进行分析, 均有低空西南急流影响。

(a 2011年6月3-4日、b 9-10日、c 13-14日、d 17-18日)

利用NCEP资料分析了4次暴雨过程的低空西南急流平均风速场, 可以发现, 4次暴雨过程的850 h Pa西南急流轴主要位于湖南、江西, 在26°~30°N、108°~118°E区域内自西向东排列着3个中心速度大小不等的急流核, 西边急流核位于贵州与湖南交界处, 中部急流核位于湖南中东部、江西西北部和湖北江汉平原东南部, 东部急流核位于江西东部至安徽南部。当东部急流核中心速度明显强于中西部2个急流核时, 有利于湖北省较大范围 (江汉平原南部、鄂东北、鄂东南、鄂西南) 短时强降水出现 (图2b、2d) ;当中部急流核中心速度明显强于西部和东部2个急流核时, 主要影响区域为江汉平原南部、鄂东南和鄂东北南部 (图2a、2c) , 影响范围较前一种情况小。此外, 当东部急流核中心速度明显强于中西部急流核时 (图2b、2d) , 短时强降水在湖北省的影响时间也明显要长 (图1b、1d) 。

前述可知, 4次暴雨过程的短时强降水出现时间主要集中在20时~次日08时, 且后半夜居多 (02时~08时, 有3次) 。分析4次暴雨过程的低空西南急流6h间隔的平均风速与最大风速, 可以发现, 西南急流的平均风速与最大风速有较好的增长对应关系, 平均风速多在9~15 m·s-1, 最大风速在12~26 m·s-1之间, 基本表现出此增彼长的一致性。4次暴雨过程的20时~次日08时时段内, 西南急流均有1次明显加强并至最强的过程 (17~18日过程平均风速有例外) , 其中3次过程随着西南急流的加强, 短时强降水站次明显增多或保持较高水平 (图1a、1c、1d与图2a、2c、2d) , 强降水站次峰值与西南急流平均风速与最大风速的峰值有较一致的对应关系;仅9~10日过程, 前期14:00至次日02:00, 西南急流加强时, 短时强降水站次表现出明显增多, 但02:00后, 西南急流仍维持较强时, 短时强降水站次开始明显减少, 即后期西南急流强度与短时强降水站次略有不同步 (图1b、2b) 。整体上来看, 西南急流的加强过程及峰值时间与短时强降水站次的增多过程或峰值时间, 有相当好的相关性。

此外, 下垫面和地形条件对短时强降水的形成也有着重要作用, 如地形加热不均造成边界层不稳定增强、冷空气阻挡、动力抬升、喇叭口地形辐合等。谢娜[10]等通过数值模拟研究了地形对成都暴雨的作用。陈明[11]等研究了山区地形跟暴雨的关系。翟国庆[12]等通过数值模拟研究了中尺度下垫面对暴雨的影响。分析以上4次暴雨过程的空间分布, 表现出在某一特定区域的集中度, 显示出地形作用的痕迹。但由于地形与天气系统往往存在非线性作用, 其物理机制仍非常复杂, 值得进一步探讨和研究。

5 小结

2011年梅汛期4次暴雨过程的短时强降水时空分布综合分析表明:

短时强降水高发时间主要在夜间, 且以后半夜 (02:00~08:00) 居多。

短时强降水高发区域位于洪湖-咸宁-黄冈一线、恩施东部鹤峰附近以及潜江-仙桃-蔡甸一线, 站点频次累计达6~11次。3小时雨量≥100 mm的超强降水, 主要出现在荆州南部、潜江附近以及咸宁南部。

低空西南急流对短时强降水有重要影响。低空西南急流的加强过程和峰值时段, 往往伴随着短时强降水站次的增多和峰值时段, 表现出较好的相关性。低空西南急流核主要分布在湖南和江西。当位于江西省的东部急流核中心速度明显强于中西部急流核时, 有利于湖北省较大范围短时强降水出现, 同时短时强降水在湖北省的影响时间也明显较长;当中部急流核中心速度明显强于西部和东部2个急流核时, 主要影响区域为湖北省东南部, 影响范围也较小。

参考文献

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