短时强降水预报

短时强降水预报（精选6篇）

短时强降水预报 篇1

摘要：分析总结了2004年5-9月和2012年5-9月的短时强降水、冰雹时空分布特征、各自的影响系统、环流特征、物理量场、气象要素的变化, 归纳出了各自的指标和预报、预警方法。

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.

[2]毕宝贵.“02.6”陕南大暴雨的结构及成因分析[J].高原气象, 2006, 25 (1) :34-44.

短时强降水预报 篇2

关键字：暴雨，切变线，预报，预警短信，决策服务

前言

衡山县地处“南岳”衡山东、北部，地形总体呈中部高、东西低之势。衡山县属亚热带季风湿润气候，是全省气象灾害较为严重的地区之一，气象灾害种类众多。暴雨是衡山县主要气象灾害之一，引发的次生气象灾害洪水、山体滑坡、泥石流对经济社会发展、工农业生产、人民群众生命财产安全造成较大的影响。根据历史气象资料整编得出衡山县暴雨集中在每年的5、6、7月份，主要原因是对流降水和台风影响。在全球气候持续变暖的大背景下，各类极端天气气候事件更加频繁，气象灾害造成的损失和影响不断加重。2013年夏季衡山出现历史罕见干旱高温天气，而2014年5月份却出现了4次暴雨天气过程，超过衡山县5月暴雨次数历史记录；其中5月25日8时至9时的降水量为51.6mm，突破了衡山县历年来小时降水量最大值。本文就25日出现在衡山县的暴雨天气过程，根据常规气象资料进行一次预报诊断分析，并根据当时衡山局领导和业务人员所做的服务进行总结，为以后衡山局进行预报和服务提供参考。

1、预报分析

1.1、降水实况

2014年5月24日20时-25日20时，衡山县乡镇自动站17个中有13个降暴雨（一个站通讯中断没有数据，两个站雨量筒被沙子堵住），其中8个站降水量达100mm以上大暴雨，沙泉站达164.3mm为全县之最。衡山县城关本站降水140.8mm，达到大暴雨量级；其中25日6时到12时六个小时降水量有123.5mm，达到特大暴雨量级。空间分布上，降水从后山（南岳山以北）往前山（南岳山以南）发展；时间分布上，降水主要集中时段为25日07时-10时。短时强降水造成房屋倒塌，渠道受损，作物受灾，县城内涝，对衡山县的人民财产造成较大影响。

1.2、天气形势分析

对24日20时的天气形势实况进行中小尺度分析，得到下图1，图中有此次降水过程主要影响形势。

（褐色双实线为700hPa切变线，红色双实线为850hPa切变线，黑色双实线为地面辐合线，红色箭头线为850hPa急流，褐色箭头线为700hPa显著流线，双紫色线为200hpa高空急流，绿色线为850hPa湿区）

如图1所示，24日20时地面有倒槽发展，中低层有暖式切变，整个长江中下游和华南地区都处于湿舌湿区，充足的水汽通道从印度洋孟加拉湾不断输送过来，大气层结极不稳定，不稳定能量在持续积蓄。云团为5月24日晚形成并逐渐移至衡山县及周边地区，25日清晨副高588线南退，东路冷空气沿着长沙、湘潭侵入衡山县，冷暖气流交汇产生强对流，衡山县开始出现强降水。并随着湘西地区的低涡东移，位于湘中、湘南的两个水汽辐合区合并加强，水汽通道源源不断的给湘潭、衡山及周边地区输送水汽含量，降水得到极大加强，衡山县城 8时至9时降水量就有51.6mm。25日下午随着不稳定能量的释放和切变辐合的减弱，降水减少。

1.3、预报意见与原因分析

5月24日省气象台的预报意见阴天有阵雨或雷阵雨，市台意见是多云转中雨。衡山局与市台进行会商后，预报意见是多云转中雨，跟实况差距比较大。这次预报失败主要原因是形式分析不足，没有考虑25日东路冷空气的侵入对降水所产生的影响，并低估了水汽通道的输送含量。从这次预报的失败可以看出，省台和市台的整体意见是没有错的：就全市降水情况来看，衡阳地区只有衡山全面暴雨，衡东县、南岳区和衡阳县部分自动站达暴雨量级，而衡阳市本站中雨，衡阳南部地区基本上是小到中雨；就全省暴雨情况来看，长沙、湘潭地区和湘西部分地区有暴雨。从这可以看出衡山局业务人员的预报水平有待提高，并且以后应在省台、市台意见的基础上做本地预报，结合本地地形分析天气形势，科学、理性、大胆地做出预报结果。

2、服务情况和总结

2.1、服务措施

在强降水之前，衡山局在24日17时就做了天气预报节目和对县内各级领导发布了预警手机短信，提醒有关部门做好预防山洪地质灾害的措施。在25日7时，衡山局就降水实况对政府分管领导进行了汇报和提供了决策服务；并打电话给安监局负责人，提醒对县内矿场进行预防滑坡、泥石流的措施。9时衡山局业务人员通过手机短信再一次发布了降水实况，并发布了降水黄色预警。10时陈忠副局长携气象资料出席了防汛指挥部会议，向与会领导详细汇报了最新雨情及未来天气预报，为县领导避险救灾决策提供了有力的科学依据。13时，衡山局响应全市气象部门气象灾害Ⅲ级应急响应命令，立即进入暴雨气象灾害预警Ⅲ应急响应状态，并密切监视天气变化。14时衡山局办公室主任冒雨下乡调查灾情，获取第一手灾情资料。15时业务值班人员对此次暴雨过程进行通讯宣传报道。

2.2、服务效果和总结

此次强降水过程由于衡山局服务准确丰富，政府决策迅速，措施得力，快速转移了150民众，虽倒塌房屋41间，但救灾及时未造成人员伤亡和水库、河道决堤，保住了一方平安。

可是此次强降水过程中衡山局服务还是有不到位的地方，最明显的是业务人员和局领导表现慌乱，没有成熟在胸的服务计划。主要表现为以下三点：一是因为预报失误，夜间没有密切关注天气变化和监测雷达回波图，直到降水情况出现明显变化时才引起注意，服务准备工作不足；二是受周末的影响，局领导不在单位，导致报送材料有点晚，本应该9时报送材料拖到了10时，导致县领导和防汛办的会议有所延迟；三是业务人员就雨势走向不能果断做出预测，转向市局业务人员咨询，浪费了宝贵时间，给政府领导心中留下了不太好的印象。

从此次强降水服务过程中总结出以下两点：一是在暴雨判断失误的情况下，业务人员应该采取各种补救措施，不能放松紧惕，应时刻关注天气变化，监测雷达回波图和雨情，根据形势变化调整预报结论；二是业务人员对服务流程应该规范和熟练运用，遇到意外突发事件时能够迅速做出对应的服务，保住珍贵时间，给政府部门提供科学的、全方位的决策建议。

结论

（1）、有地面倒槽和中低层暖式切变的天气形势，在水汽通道源源不断给辐合区输送水份的情况下，冷空气的注入能够触发强降水，导致暴雨发生。

（2）、县局业务人员应该加强学习，提高预报技能，结合本地形势，在省、市台的预报基础上做本地化预报。

（3）、在强降水天气过程中，准确、丰富的气象服务能够保住一方平安，降低人们经济财产损失。

（4）、当出现预报失误的情况，应及时调整预报意见，采取多种补救措施；业务人员应该熟练服务流程，提高服务质量，在最短的时间内做最优质的服务。

界首市短时强降水特征分析 篇3

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

短时强降水预报 篇4

关键词：短时强降水,多普勒雷达,天气诊断

短时强降水、冰雹、大风、龙卷等强对流天气的发生很可能带来严重的气象灾害,威胁着社会和人民的生命财产安全。我国在利用多普勒雷达对于短时强降水的预报工作已经做了大量的研究,并取得了相对丰硕的研究成果。本文利用伊春多普勒天气雷达资料、高空实况、自动雨量站资料,针对2015年6月23日伊春地区一次短时强降水过程进行分析,剖析此次过程的天气背景,以及发生发展演变过程,为以后的预报工作提供参考。

1 降水实况

2015年6月23日17时-24日00时,伊春中部出现强对流天气,部分地区出现暴雨。此次降水具有降水时间集中、降水空间分布不均等特点。1个乡镇雨量站达暴雨量级,7个乡镇雨量站达大雨量级,1个区域自动站达大雨。其中,东升小学降水量级最大56.4mm,伊春本站降水量45mm。此次降水主要发生在20-23时,有4个站点的小时雨强达到20mm以上,伊春本站21.3mm、碧仓库22.3mm、东升小学21.4mm、红旗20.5mm,达到了短时强降水的标准。

2 天气诊断

2.1 背景分析

6月23日08时亚欧中高纬为“两脊一槽”型,一脊位于乌拉尔山地区,另一脊位于黑龙江以北向鄂霍次克海延伸,贝湖至蒙古地区为一宽广槽区。黑龙江北部地区受暖脊控制,内蒙古东部地区有一短波槽波动,在内蒙古与吉林交界有一冷中心存在;在700h Pa和850h Pa上,从辽宁至黑龙江中部地区为一致的西南风,向黑龙江省中部地区输送暖湿空气,但强度均未达到急流标准,850h Pa上内蒙古东部地区对应为一暖脊。从大气层结的配置来看,黑龙江省中部偏西地区为下暖上冷的不稳定层结,随着系统的东移将影响伊春地区。20时,500h Pa内蒙古与黑龙江交界地区仍然存在浅槽波动,黑龙江中部地区受弱脊控制,700h Pa与850h Pa上黑龙江西部地区均存在一条切变线,伊春处于切变线东侧,西南风向伊春市输送暖湿空气,伊春地区上空温度露点差均小于3℃,可见伊春地区处于湿度较高的环境中。地面图上,伊春地区一直处于地面低压的前部,23日14时—20时伊春地区西侧存在一条地面辐合线。综上所述,500h Pa存在短波槽波动,中低层存在切变线,有西南气流输送暖湿空气,并且大气处于下暖上冷的不稳定层结,地面存在地面辐合线。

2.2 不稳定潜能

23日08时伊春本站的探空图中CAPE值较小,67.7J·kg-1,K指数32℃,T500-850为-26℃,从风场上来看,低层为西南风,高层为偏西风,垂直风切变不明显,低层有暖平流存在,不排除强对流天气发生的可能。到20时探空图(图1)可以发现,CAPE值明显增大,1141.4J·kg-1,K指数也增加到36℃,T500-850为-27℃;从风场上来看,低层有明显的垂直风切变,925h Pa为东北风,850h Pa迅速转为西南风,风速明显增加;并且低层的湿度较好,850h Pa上有逆温层存在,700~850h Pa较干,上层湿度又有所增加,中层有干侵入存在。说明大气处于不稳定层结,白天升温为夜间短时强降水的发生积蓄能量,一旦有触发机制发生,不稳定能量将得以释放。

2.3 地面触发机制

分析地面图上可以看到,从6月23日14时开始,在伊春地区西侧存在一条地面辐合线,此时强降水还未发生,可见辐合线形成于强降水发生前。自17时开始,伊春地区的温度露点差逐渐减小,由4℃减小到0℃。同时,不断有对流单体生成发展并且向东移动,从西部进入伊春地区给伊春地区带来降水。由于伊春地区特殊的山地地形,西北高东南低,回波自西北方向移入,气流经地形抬升,因此地面辐合线和地形抬升是强对流天气的触发机制。

3 多普勒雷达回波特征

3.1 反射率因子特征分析

分析伊春市多普勒天气雷达组合反射率因子产品,23日18时,伊春中西部地区有多对流单体生成,强中心达60d BZ,东北西南向呈线状排列,结构较为松散;另外,不断有强回波自西北方移入伊春境内。中西部地区的回波向西移动,快速经过伊春市区,移动过程中结构逐渐松散,长度和宽度均减小演变成块状,影响范围逐渐减小,但中心强度有所增加达到65d BZ,给伊春本站带来了4.6mm降水。自西北方向不断有回波移入伊春地区,向东北方向移动并且南压。移动过程中,后面不断有新的回波进行补充追赶前侧的回波,19时27分逐渐演变成带状回波(图2a);此时回波发展的较为旺盛,回波顶高达到12~13km。回波在上山过程中移动较快,结构较为紧凑,在下山向中部地区过程中,移动缓慢,且结构逐渐变得松散,长度缩小,宽度增加,但强中心范围有所增加,回波主体自19时58分影响测站,20时19分移除出(图2b),经加密雨量站点数据分析发现该时段是小时雨强超过20mm降水的主要时段。之后回波继续东移减弱,不断有新的对流单体自西移入影响伊春中部地区,但结构松散移动较之前速度较快,降水持续时间长,但小时雨强未达到20mm以上。

3.2 径向速度特征分析

从多普勒天气雷速度图上分析,降水发生前伊春地区为偏南风,随着降水的发生,风向逐渐转为西南风。19时27分的速度图中(图3a),速度辐合辐散明显,正负速度相间,存在逆风区,说明该回波还将继续发展维持,并且北部零速度线呈“反S型”,说明高层有冷平流存在,近雷达中心零速度线呈“S型”,判断低层有暖平流,为下暖上冷的不稳定层结,有利于对流的发生。19时58分(图3b)回波继续发展,逆风区范围减小,但负速度值明显增加。

4 结论与讨论

此次短时降水的发生是在500h Pa有浅槽波动,700h Pa、850p Pa存在切变线,地面处于低压控制这种大尺度环流背景下,小尺度对流造成的。

短时强降水要求大气处于不稳定层结,并且有较好的湿度配合,较为明显的垂直风切变,以及一定的触发机制。此次过程发生前,大气处于不稳定曾结,白天为夜晚降水的发生积蓄能量;地面辐合线以及伊春特殊的地形就是此次过程的触发机制,地面辐合线形成于强降水发生之前,并且它的出现以及存在的位置对于强天气的预报工作有一定的指示意义。

在此次短时降水发生的大背景下,水汽条件并不是特别有利,700h Pa和850p Pa虽然有西南气流输送水汽,伊春处于湿度较高的环境中,但西南气流强度未达到急流的强度,是此次过程的不利因素。

参考文献

[1]李大为,梁红,贾冬婵,等.“20110714”沈阳短时强降水多普勒雷达回波特征[J].气象与环境学报,2013,29(2):75-80.

[2]郑媛媛,俞小鼎,方翀,等.一次典型超级单体风暴的多普勒天气雷达观测分析[J].气象学报,2004,62(3):317-328.

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短时强降水预报 篇5

1 降水实况

2013-09-18T07:00—08:00, 包头市土右旗地区雨量站数据统计为:苏卜盖降水量25 mm、美岱水库降水量24.5 mm、公山湾降水量24.3 mm、水泉煤矿降水量23.3 mm、美岱召镇降水量22.7 mm、那太村降水量20.2 mm、马留村降水量18.9 mm、脑包沟村降水量18.3 mm, 这8个雨量站都位于土右旗东北部。

2 雷达回波分析

降水的反射率因子回波大致可分为三种类型:积云降水回波、层状云降水回波和积云层状云混合降水回波。在常规雷达上, 积状云降水回波被描述为具有密实的结构, 而层状云降水回波具有均匀的纹理和结构, 积状和层状混合云降水回波具有絮状结构。本文仔细分析了发生在层状云中的一个对流单体所引起的短时强降水, 总结了一些主要的雷达回波特征。

2.1 雷达回波的演变

2013-09-18T6:30积状层状云混合降水云系中回波较强的对流云团位于土右旗黄河以南地区, 强度为30~40 d BZ, 对流云团的回波顶高为5~12 km (图略) 。7:00, 对流云团越过黄河进入土右旗西南部, 强度为30~40 d BZ (见图1-a) , 云顶高度达14~15 km (见图2-e) , 并呈圆形结构, 预示着在对流云团中部对流呈发展态势。7:12, 对流云团整体移过黄河, 中心反射率因子最大强度为45 d BZ (见图1-b) 。对应的回波顶高达17 km (见图2-f) , 此高度对应着中纬度地区对流层顶的高度, 表明对流云团中对流发展旺盛。7:30, 对流云团移至土右旗中部地区 (见图1-c) , 其45 d BZ回波区域正处于美岱召镇南部, 对应的云顶高度为18 km (见图2-g) 。从7:12和7:30雷达回波对比来看, 7:30强度为45 d BZ的区域增大, 云顶最大高度增至18 km, 位于圆形对流泡的前沿, 对流泡后部云顶高14 km, 此时上升和下沉气流结构明显。

从7:36开始, 对流云团对流发展进入减弱阶段 (见图1-d) , 其45 d BZ区域的回波顶高降至14 km (见图2-h) , 并向北移动, 移至美岱召镇的中部。回波顶高数据的下降, 说明云团中的下沉气流在加强, 降水强度增大, 是短时强降水出现的主要时段。8:00, 对流云团大部分位于土右旗北部, 其回波形态与前几个时次相比, 强度减弱, 结构较松散, 回波顶高明显下降, 但处于美岱召镇东北部和公山湾的云顶高度仍在9 km以上, 此时强降水处于结束时段 (图略) 。

2.2 雷达回波的主要特征

在积状层状云混合降水回波中出现短时强降水时, 应重点分析对流云团结构、中心强度和对应的回波顶高等重要指标。从2013-09-18T07:00—08:00雷达回波演变状况分析, 短时强降水出现的落区与对流云团的结构、强度、移动路径和云顶高度的演变密切相关, 具体表征有以下几点: (1) 对流云团结构密实, 大于35 d BZ区域面积为150~200 km2。 (2) 对流云团缓慢向东北方向 (由平原向山地) 移动, 移速为25 km/h, 有利于抬升气流, 促进对流云团中水汽的辐合和输送的增强。 (3) 对流云团在移动的过程中, 前部的回波强度达到45 d BZ, 回波顶高达到12 km以上, 最大回波顶高为18 km, 已接近中纬度对流层顶的高度。如果云团属积状云, 易产生雷雨、大风、冰雹等强对流灾害性天气。 (4) 07:00—08:00对流云团中前部回波顶高≥12 km的区域近似于圆形结构, 此结构形态与积状云降水回波的强单体结构形态近似。 (5) 对流云团移过黄河后, 中前部回波顶高出现跳跃式增长。7:00—7:30, 回波顶高的最大值由12 km跃增至18 km。自7:36—8:00, 对流云团的回波顶高的最大值维持在9~14 km。回波顶高出现跳跃式增长和下塌 (维持一定的对流高度) 是短时强降水出现的重要条件之一。

3 讨论

关注积状层状云混合降水云系中对流云团的发生和发展, 对探测局地短时强降水、洪涝具有重要意义。通过上述探测和分析, 初步总结出以下判别指标: (1) 对流云团强度≥40 d BZ, 结构密实, 移动缓慢 (移速20~30 km/h) 。 (2) 对流云团中高耸云塔 (较强的对流泡) 呈圆形结构, 并维持一段时间, 强度≥45 d BZ, 回波顶高≥12 km。 (3) 对流团中高耸云塔 (较强的对流泡) 的回波顶高出现跃增, 对产生短时强降水极为有利。中纬度对流层顶的高度是判定短时强降水的一个重要指标。 (4) 对流云团中高耸云塔 (较强的对流泡) 的回波顶高出现下塌后, 平均高度继续维持在9 km以上。 (5) 对流云团由平原向山地移动或移至山沟峡谷的特殊地形, 强度增强, 对触发局地产生强降水十分有利。 (6) 对流云团中高耸云塔 (较强的对流泡) 经过的地区是地面降水的大值区。如果积状层状云混合降水云系中存在多个对流云团, 对流云团的列车效应对判断局地暴雨也有十分重要的意义。

摘要：积状层状混合性降水云系是包头地区短时强降水的主要云系之一。利用巴彦淖尔、鄂尔多斯和呼和浩特新一代天气雷达回波拼图资料, 对2013-09-18—19发生在包头地区的一次大到暴雨天气进行分析, 发现积状层状混合性降水云系回波顶高的跃升、维持与地面产生短时强降水有较好的对应关系。这对日常短时临近预报预警有一定的指导意义。

关键词：积状层状,短时强降水,雷达回波,包头

参考文献

短时强降水预报 篇6

短时强降水具有突发性和易引起次生灾害的特点[1],在时间分布上具有年内非均匀性特征[2],充分了解其日变化等规律对防灾减灾、水资源充分利用等方面意义重大。此前许多学者针对不同区域做了大量研究,并得到了许多有价值的结论。如苏永玲等[3]利用175个国家气象站对京津冀地区强对流天气的研究中指出:短时暴雨在10~60 min之内,降水量在20~25 mm之间的站次最多,130~180 min之内,50~100 mm的最多。谷秀杰[4]在对河南省短时强降水时空分布特征的研究时发现河南短时强降水自西向东、自北向南呈递增趋势,月份间的差异非常明显,19:00达到高峰期,然后逐渐降低,24:00以后再次增加,到5:00左右再次出现高峰。袁晨等[5]、李建等[6]也分别针对不同区域做了相关研究。

1 资料来源及分析方法

短时强降水的基本定义为1 h雨量≥20 mm的降水,研究所用资料删选了邯郸市149个区域雨量观测站(其中山区站58个,平原站91个)2006—2013年期间6—8月的降水数据(数据来源为河北省气象局信息中心),资料时间分辨率为1 min,为保证资料的连续性和可用性,所选雨量站点在研究时段中上线率均超过95%。为考察雨强资料的可用性,对1 h雨强≥20 mm的数据进行了检验,检验方法为抽取当前站点最近5个区域站3 h内降水数据,如超过60%的站点出现降水,且至少有1站3 h累计降水量不小于被检验站点的50%作为数据是否可用的判据。

在计算中使用了逐60 min雨量累加的方法(式1),如果任意60 min内降雨量超过20 mm,则认定为出现了短时强降水,同时以此为中心,前后滑动直至连续30 min降水小于1 mm的区间(小于3 h)定义为一个短时强降水过程。对一次短时强降水天气过程,逐60 min雨量最大值定义为该过程的1 h峰值雨强Pmax,如过程持续时间不足1 h,则用等效峰值雨强代替(式2)。式中,Ri表示第i分钟的降雨量,t表示实际降雨的持续时间。

数据处理使用了Matlab、C#,图形制作使用了Surfer、Excel等软件。

2 短时强降水的时空分布规律

2.1 各月总频次分布

2006—2013年夏季各区域站总计发生短时强降水3 018次,6月、7月、8月发生次数分别占总次数的10.8%、44.3%和44.9%,从发生总频次来看,6月总体较少,7月开始则明显增多,8月最多。从发生区域来看,各个月份发生频次最多的集中在平原东部,中心在该区域略偏北;山区在6月、8月发生频次相对较高,7月则出现较为零散的中心;丘陵区6月发生较少,在其他月份则呈现南北2个相对中心;平原中北部在6—8月呈现中心明显的西移,8月中心则位于中部邯郸市区附近;平原中南部中心在魏县、临漳南部,6—7月相对较多,进入8月后总体较其他区域偏少;平原东部在各月相对出现频次均较高,特别在馆陶、广平、曲周、邱县县域内为高发地区(图1、2、3)。

2.2 逐月分布情况

2006—2013年夏季短时强降水小时雨强在20~50 mm之间的总计有2 766次,占总数的91.7%;50~100 mm的总计249次,占8.3%;100 mm以上的极端短时强降水累计发生3次。从各旬分布情况来看,7月中旬至8月中旬是短时强降水最为活跃的时期,这一时期发生的次数占全年的73.2%;20~50 mm的短时强降水在6月下旬之前发生较少(图4),到7月中旬达到第1个高峰期,随后小幅回落,至8月中旬达到一年的最高点,8月下旬开始迅速减少;与20~50 mm的短时强降水类似,50~100 mm强降水的活跃期仍集中在7月中旬至8月中旬,不同之处则在6月上中旬有一个小高峰;另外,3次极端短时强降水分别发生在6月、7月和8月的中旬(图5)。

区域分布上,6月上旬各地出现频次较少,中下旬开始在山区、平原中南部发生的频次有明显的增长,在涉县、武安的西部以及临漳、魏县的南部旬累计发生频次超过5次以上。7月在区域分布上山区主要表现为中心位置逐渐北抬;丘陵则在7月下旬在偏南的位置出现了明显的中心;平原中南部在上、中旬快速增长后,下旬出现了迅速减少的状况;平原东部变化不明显。8月上旬在平原中北部及东部地区增长较快,上中旬比较集中的区域在平原中北部及东部地区,下旬在平原中部则出现相对较高的中心。

2.3 短时强降水分布的日变化、强度及持续时间等特征

在时间划分上,每天从00:00开始,逐2 h划分为一个时段,如某段降水跨越2个时段,则以主要降水发生时间来确定。6月日变化规律呈现单峰型,主要集中在16:00—20:00之间,8:00—14:00之间发生的次数最少,其余时段则有少量发生(图6);7月日变化规律呈现双峰型,2个峰值时间在16:00—20:00、00:00—02:00之间,2:00—12:00之间发生的次数最少(图7);进入8月后,14:00—18:00出现一个高峰,另外,20:00之后直至第2天5:00发生最为频繁(图8)。从整个夏季的情况来看,从16:00至第2天2:00期间为短时强降水最为活跃的时间,超过总次数的57%。逐月选取短时强降水发生频次最高的10个站点作为代表站,对短时强降水过程的持续时间、累计雨量、峰值小时雨强以及平均小时雨强做分析。从短时强降水最长过程持续时间上来看,6月大部分集中在60 min左右,所有过程中,持续时间最多的主要集中在20~60 min,其中20~40 min的相对较多,最大累计雨量则出现明显的区域性差异,平原中南部和东部比其他区强,临漳南部短时强降水最大超过100 mm,山地和丘陵区域中,除个别点会出现50 mm以上强降水外,大部分地区主要集中在20~30 mm之间。峰值小时雨强总体呈现东部较大,西部相对较小,其中魏县车往镇峰值雨强可达94 mm/h。所有过程的平均小时雨强则主要集中在20~30 mm之间,相对较大的为涉县西部、魏县南部(表1)。

7 月短时强降水最长过程持续时间要明显比6月偏长,部分地区甚至超过2 h,特别是平原东部地区,基本持续时间接近或超过2 h,所有短时强降水中,持续时间在40 min以上的过程明显增多,其中多的分布在60 min以上,最大累计雨量则出现明显的区域性差异,平原东部比其他区强,最大的站点接近100 mm,其他区域主要在60 mm左右。峰值小时雨强总体较6月有不同程度的增长,其中平原东部增长最为明显,极值甚至达到173.4 mm/h(馆陶王桥乡)。所有过程的平均小时雨强则主要集中在30~40 mm之间,相对较大的为永年南部南沿村镇(表2)。

8 月短时强降水最长过程持续时间和7月相比要变短,大部分地区最长持续时间在1 h左右,在平原中北部永年南沿村持续时间最长达2 h。所有短时强降水中,与7月类似,持续时间大部分在40 min以上,但相对较多的则在40~60min之间。最大累计雨量则出现在永年南沿村达120 mm,其他区域主要在60 mm左右。峰值小时雨强总体较6月大,但较7月小,除山地丘陵外均有超过或接近100 mm/h的情况,极值为永年南沿村的124.1 mm/h。所有过程的平均小时雨强则主要集中在25~32 mm之间,相对较大的为武安西部(表3)。

3结论

(1)邯郸市夏季短时强降水主要发生在7—8月,其中7月中旬至8月中旬是短时强降水最为活跃的时期;7月主要发生在平原东北部地区,8月除平原东北部外,山区西部以及邯郸市区附近发生频次较高。

(2)20~50 mm及50~100 mm的短时强降水分别占发生总次数的91.7%和8.3%,7月中旬和8月中旬是最为活跃的时期。

(3)夏季16:00至第2天2:00为短时强降水最为活跃的时间,超过总次数的57%,其中6月主要在傍晚,7月、8月则主要集中在夜间。

(4)在对代表站的分析中,6月短时强降水的平均持续时间、峰值小时雨强、平均雨强要比7月、8月小,平原地区的峰值小时雨强、平均雨强要比山区大。

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