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[摘 要]2012年8月31—9月1日四川盆地东北部出现一次区域性大暴雨天气过程,盆东北各地均出现暴雨、大暴雨。分析过程成因条件,低空急流脉动和长时间维持是造成此次区域大暴雨的关键原因。利用雷达风廓线资料揭示低空急流的不同高度上风速、风向演变特征。结果表明:低空急流的脉动、减弱和风向转变对强降水的开始、结束有一定的预示作用。低空急流的强度和降雨强度有一定的对应关系。
[关键词]暴雨;雷达风廓线;低空急流
中图分类号:P412.25;P458.121.2 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)18-0360-01
引言
四川盆地东北部由于特殊地理条件,是四川盆地3个暴雨多发中心之一,尤其8月下旬到9月初,是暴雨发生高峰时段之一。在大尺度天气形势稳定,低空急流不断触发作用下,往往造成持续性大暴雨天气,导致山洪、城市内涝等灾害。
为了揭示此类暴雨发生、发展的内在机制和外部条件,陶诗言[1]等就持久性暴雨产生的物理条件进行了总结。陈静等[2]就低空急流在四川大暴雨中的触发作用进行了深入研究。本文通过分析此次过程(以下简称“8.31暴雨”),在大环流背景以及各物理诊断量条件满足的情况下,西南低空急流是关键因子。利用雷达风廓线风速、风向演变反映低空急流的变化,揭示与强降雨之间存在的密切关系,以期为以后此类区域大暴雨的预报服务提供有益的参考。
1、过程概况
2012年8月30—9月1日,四川盆地的东部发生了一次大暴雨天气过程,大暴雨区域位于(30-32.8°N,105.5-108°E)范围内,最大降水中心为南充市仪陇,过程累计雨量达461.2mm。这次大暴雨过程主要由于西风冷槽东移配合地面冷空气共同影响造成的,过程中700 hPa的西南急流非常显著,达到了20m/s以上,大暴雨就出现在西南急流中。过程特点:持续时间长,强降雨区域稳定,累计雨量大。盆东北各市均出现区域性暴雨、大暴雨天气
2、环流形势
此次大暴雨天气过程是在非常有利的大尺度环流背景和天气系统影响下产生的。大暴雨过程前,500hPa(图略)东亚中高纬地区为两槽两脊型,西西伯利亚到准噶尔盆地为一低槽,槽底部不断分裂小槽东移南下。受台风双台风“天秤”和“布拉万”影响,西太平洋副热带高压(以下简称副高)主体位于东部海上。
30日08时,中高纬西风带大槽东移并不断分裂小槽南下,有利于川西高原低槽加深,并缓慢东移南压进入四川盆地北部。8月31日08时西太平洋副热带高压快速西进,588线呈东北-西南向控制我国东南部,低槽东移后阻塞于盆地西部(图1a)。9月1日08时-20时,588线继续缓慢西进,控制重庆贵州东部,青藏高原地区有高压生成并呈加强趋势,在此种阻塞形势下,西风带大槽东移南压并与南下的冷空气为两高之间低槽的维持创造有利条件(图1b)。 9月2日08时副高减弱,低槽东移出川。
700hPa在整个大暴雨过程中,云贵至盆东北一直存在强盛的西南低空急流,盆东北存在切变(图略)。强盛的低空急流为垂直动力抬升、水汽能量输送创造了有利条件,强降水产生于低空急流形成后的强盛阶段。
上述分析表明,副高西进在四川盆地东北部形成阻塞形势,西风带大槽不断分裂小槽和冷空气南下,均有利于盆东北低槽的强度和位置在长时间内稳定维持,强盛的西南低空急流为触发大暴雨提供了良好的动力、水汽条件。
3、雷达风廓线资料在强降水的预报中的应用
3.1 选取资料
雷达资料选择盆东北南充多普勒雷达VAD风廓线数据,时间分辨率为5分钟,探测高度0.9、1.2、1.5、1.8、2.1、2.4和3.0km,能很好的反映约900~700hPa高度上低空急流的演变特征。降水资料选择本次过程最大降水中心南充仪陇站逐小时雨量。
3.2 风速与降水的关系
8月31日22时前,小时雨量小于5mm,对应在3.0~2.1km高度上,风速大小为22~10m/s。22~23时,各高度层上风速激增12~9m/s,达到34~19m/s。强降水出现的集中时段为9月1日02~09时,各高度层上风速维持在36~22m/s。1日09时后,各层风速和对应雨强均呈减小趋势。各层风速激增较强降水开始提前3h左右(图2)。
分析1.8、1.5、1.2和0.9km高度上风廓线速度大小变化与降水的关系,发现:在1.8km高度上,8月31日21时前,风速为8m/s,之后风速呈增大趋势。9月1日02时,风速增至16m/s,1日03时风速达到最大22m/s。强降水时段1日02~09时,风速维持18~22m/s,之后风速呈减小趋势。同样,1.5km高度上,9月1日01时前,风速无明显变化,01~03时,风速从8m/s增至14m/s。09时后,风速和雨强对应呈减小趋势。1.2和0.9km高度上,整個过程,风速大小无明显变化(图3)。说明:风速突增对强降水开始有一定的提前指示意义;风速的脉动和维持和强降水有密切关系。
3.3 风速与降水的关系
分析各高度上风向的变化(图2、3,风向为偏南风,图中为标识风向为转偏西、偏北),在0.9km高度上,9月1日09时40分左右开始风向由偏南风转为偏西风到偏北风,转向时间和强降水结束同步;1.2和1.5km高度上,分别于9月1日10时20分、12时左右转为偏西风。1.8~3.0km高度上,风向由低至高逐渐由偏南风转为偏西风到偏北风。说明:低空急流由低层到高层逐渐转向偏西、偏北风;超低空风向的转变对强降水的结束一定的指示意义。
4 结语
(1)雷达风廓线资料可以清楚的反映低空急流风速、风向的变化特征。
(2)雷达风廓线风速的脉动能反映低空急流的脉动,对强降水的开始有一定的提前指示意义;风速的大小能反映低空急流的强度,和降水强度有密切的关系。
(3)雷达风廓线风向自低到高逐渐由偏南向转为偏西、偏北向,反映出低空急流的逐渐减弱消失,超低空风向的率先转向对强降水的结束有一定的指示意义。
(4)雷达风廓线资料的应用在盆东北区域性大暴雨的短时、临近预报中有重要参考意义。
另外,风廓线资料在盆地暴雨的具体应用还较少,今后还需大量样本的进一步验证。
参考文献
[1] 陶诗言.中国之暴雨.北京:科学出版社,1980.
作者简介
何艳红(1989-),女,四川人,本科,助理工程师,目前主要从事中短期天气预报工作。
[关键词]暴雨;雷达风廓线;低空急流
中图分类号:P412.25;P458.121.2 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)18-0360-01
引言
四川盆地东北部由于特殊地理条件,是四川盆地3个暴雨多发中心之一,尤其8月下旬到9月初,是暴雨发生高峰时段之一。在大尺度天气形势稳定,低空急流不断触发作用下,往往造成持续性大暴雨天气,导致山洪、城市内涝等灾害。
为了揭示此类暴雨发生、发展的内在机制和外部条件,陶诗言[1]等就持久性暴雨产生的物理条件进行了总结。陈静等[2]就低空急流在四川大暴雨中的触发作用进行了深入研究。本文通过分析此次过程(以下简称“8.31暴雨”),在大环流背景以及各物理诊断量条件满足的情况下,西南低空急流是关键因子。利用雷达风廓线风速、风向演变反映低空急流的变化,揭示与强降雨之间存在的密切关系,以期为以后此类区域大暴雨的预报服务提供有益的参考。
1、过程概况
2012年8月30—9月1日,四川盆地的东部发生了一次大暴雨天气过程,大暴雨区域位于(30-32.8°N,105.5-108°E)范围内,最大降水中心为南充市仪陇,过程累计雨量达461.2mm。这次大暴雨过程主要由于西风冷槽东移配合地面冷空气共同影响造成的,过程中700 hPa的西南急流非常显著,达到了20m/s以上,大暴雨就出现在西南急流中。过程特点:持续时间长,强降雨区域稳定,累计雨量大。盆东北各市均出现区域性暴雨、大暴雨天气
2、环流形势
此次大暴雨天气过程是在非常有利的大尺度环流背景和天气系统影响下产生的。大暴雨过程前,500hPa(图略)东亚中高纬地区为两槽两脊型,西西伯利亚到准噶尔盆地为一低槽,槽底部不断分裂小槽东移南下。受台风双台风“天秤”和“布拉万”影响,西太平洋副热带高压(以下简称副高)主体位于东部海上。
30日08时,中高纬西风带大槽东移并不断分裂小槽南下,有利于川西高原低槽加深,并缓慢东移南压进入四川盆地北部。8月31日08时西太平洋副热带高压快速西进,588线呈东北-西南向控制我国东南部,低槽东移后阻塞于盆地西部(图1a)。9月1日08时-20时,588线继续缓慢西进,控制重庆贵州东部,青藏高原地区有高压生成并呈加强趋势,在此种阻塞形势下,西风带大槽东移南压并与南下的冷空气为两高之间低槽的维持创造有利条件(图1b)。 9月2日08时副高减弱,低槽东移出川。
700hPa在整个大暴雨过程中,云贵至盆东北一直存在强盛的西南低空急流,盆东北存在切变(图略)。强盛的低空急流为垂直动力抬升、水汽能量输送创造了有利条件,强降水产生于低空急流形成后的强盛阶段。
上述分析表明,副高西进在四川盆地东北部形成阻塞形势,西风带大槽不断分裂小槽和冷空气南下,均有利于盆东北低槽的强度和位置在长时间内稳定维持,强盛的西南低空急流为触发大暴雨提供了良好的动力、水汽条件。
3、雷达风廓线资料在强降水的预报中的应用
3.1 选取资料
雷达资料选择盆东北南充多普勒雷达VAD风廓线数据,时间分辨率为5分钟,探测高度0.9、1.2、1.5、1.8、2.1、2.4和3.0km,能很好的反映约900~700hPa高度上低空急流的演变特征。降水资料选择本次过程最大降水中心南充仪陇站逐小时雨量。
3.2 风速与降水的关系
8月31日22时前,小时雨量小于5mm,对应在3.0~2.1km高度上,风速大小为22~10m/s。22~23时,各高度层上风速激增12~9m/s,达到34~19m/s。强降水出现的集中时段为9月1日02~09时,各高度层上风速维持在36~22m/s。1日09时后,各层风速和对应雨强均呈减小趋势。各层风速激增较强降水开始提前3h左右(图2)。
分析1.8、1.5、1.2和0.9km高度上风廓线速度大小变化与降水的关系,发现:在1.8km高度上,8月31日21时前,风速为8m/s,之后风速呈增大趋势。9月1日02时,风速增至16m/s,1日03时风速达到最大22m/s。强降水时段1日02~09时,风速维持18~22m/s,之后风速呈减小趋势。同样,1.5km高度上,9月1日01时前,风速无明显变化,01~03时,风速从8m/s增至14m/s。09时后,风速和雨强对应呈减小趋势。1.2和0.9km高度上,整個过程,风速大小无明显变化(图3)。说明:风速突增对强降水开始有一定的提前指示意义;风速的脉动和维持和强降水有密切关系。
3.3 风速与降水的关系
分析各高度上风向的变化(图2、3,风向为偏南风,图中为标识风向为转偏西、偏北),在0.9km高度上,9月1日09时40分左右开始风向由偏南风转为偏西风到偏北风,转向时间和强降水结束同步;1.2和1.5km高度上,分别于9月1日10时20分、12时左右转为偏西风。1.8~3.0km高度上,风向由低至高逐渐由偏南风转为偏西风到偏北风。说明:低空急流由低层到高层逐渐转向偏西、偏北风;超低空风向的转变对强降水的结束一定的指示意义。
4 结语
(1)雷达风廓线资料可以清楚的反映低空急流风速、风向的变化特征。
(2)雷达风廓线风速的脉动能反映低空急流的脉动,对强降水的开始有一定的提前指示意义;风速的大小能反映低空急流的强度,和降水强度有密切的关系。
(3)雷达风廓线风向自低到高逐渐由偏南向转为偏西、偏北向,反映出低空急流的逐渐减弱消失,超低空风向的率先转向对强降水的结束有一定的指示意义。
(4)雷达风廓线资料的应用在盆东北区域性大暴雨的短时、临近预报中有重要参考意义。
另外,风廓线资料在盆地暴雨的具体应用还较少,今后还需大量样本的进一步验证。
参考文献
[1] 陶诗言.中国之暴雨.北京:科学出版社,1980.
作者简介
何艳红(1989-),女,四川人,本科,助理工程师,目前主要从事中短期天气预报工作。