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摘要 利用高空、地面等常规气象观测资料分析2016年5月2—4日本溪地区暴雨天气过程的成因。结果表明,此次暴雨受高空槽低涡和黄淮气旋的共同影响,具有范围广、持续时间长、降水强度分布不均等特点。高空强辐散的抽吸作用促进低层辐合上升运动的维持和加强,稳定的水汽源地和强低空急流的引导作用为此次暴雨天气过程提供了充足的水汽条件,大气的不稳定能量为降水提供了有利的触发条件。
关键词 持续性暴雨;环流形式;中尺度分析;辽宁本溪;2016年5月2—4日
中图分类号 P458.1 21.1 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2018)03-0215-02
长期以来,暴雨预报是天气预报工作的重点和难点。诸多学者研究表明,暴雨和强对流天气是在一定的大尺度环流形势下的中小尺度系统直接造成的[1]。慕建利等[2]、李 博等[3]通过具体实例分析了冷暖切变线对强降水的作用和诱发低涡过程中动力热力作用的贡献;池再香等[4]研究发现西南涡切变线发展动力学机制为暴雨区高、低空正涡度中心的叠加和耦合;此外,诸多学者从其他角度出发,研究了暴雨的成因,并得出一定价值的研究成果[5-6]。
受黄淮气旋暴发性发展的影响,2016年5月2日8:00至4日20:00本溪地区出现区域性暴雨、局部大暴雨天气,主要降水时段为5月2日15:00至4日17:00,西南部雨量较大。全市平均降水量为69 mm、市区降水量为85 mm、本溪县降水量为71 mm、桓仁县降水量为53 mm,最大降水量出现在本溪市赵家村,为122 mm,具体降水量如图1所示。本文利用本溪市高空、地面等常规气象观测资料,主要从天气尺度和物理量场等方面对此次暴雨形成机理进行了诊断分析。
1 天气尺度系统分析
1.1 500 hPa环流背景高空形势
5月2日8:00,500 hPa高度上贝加尔湖有冷空气南下,并在河套地区形成大槽,槽后不断有冷空气堆积,使其稳定发展。2日20:00大槽开始东移至华北地区,并且温度场落后于高度场,斜压性增强,降水系统将加强。本溪市处于槽前西南气流控制,逐渐出现降水天气。3日8:00,温度槽继续落后高度槽,西风槽持续东移并加强,在渤海形成低涡,中心值为544 dagpm,本溪市处于低涡前部,降水明显加强。3日20:00低涡缓慢东移北上,中心值加强为536 dagpm,本溪市位于低涡中心后部,降水持续。4日8:00低涡继续东移北上,移出本溪地区,本溪市降水基本结束。
1.2 850 hPa环流背景高空形势
5月2日8:00 850 hPa高度上高压后部受西南气流控制,在山东半岛形成低涡,但强度较弱,发展之势已经基本建立。2日20:00低涡加强北移至海峡,来自强暖湿区的偏南急流为本溪地区此次暴雨天气过程提供了充足的水汽条件和动力条件。3日8:00,低涡明显的加强,本溪市位于低涡中心的北部,为暖湿气流与较冷西北冷气流交汇处,对本溪市降水十分有利。3日20:00低涡继续东移北上,本溪市处于低涡后部,转为西北气流控制。4日8:00低涡逐渐移出辽宁省,降水逐渐减弱。
1.3 地面形势
5月1日夜间,河套地区中部的低压与来自南海的热带系统相互影响,并形成强水汽输送带。辽宁省受低压前部西南气流的控制并稳定维持。2日夜间,海平面低压中心移动到山东半岛,与高空低值中心形成相互引導作用,形成了稳定发展的气旋系统,本溪市位于气旋系统北侧,之后气旋迅速增强并向缓慢东移北上。日本海维持稳定高压,其后部的偏南风形成了稳定的水汽输送带,降水落区位于辽宁省。5月3日白天,海平面气压中心位于渤海海峡,低压系统稳定少动,来自南海的热带系统为辽宁省提供持续、稳定的水汽条件,本溪地区降水逐渐增大。西太平洋上一热带系统北上,日本海高压逐渐东移,气旋于5月4日逐渐移出辽宁省。
2 物理条件诊断
2.1 动力条件
5月2日20:00,低层辐合、高层辐散的配置形成抽吸作用,并持续到3日20:00,该时段为强降水集中出现时段。高层辐散增强了动力抽吸作用和次级环流,有助于增强和维持低层上升运动,增大降水强度。高低空急流的相互影响和制衡,使低层气旋性旋转与高层反气旋性旋转同时增强,形成动力条件配置,为本溪地区此次强降水天气过程的发生发展提供了有力的动力条件(图2~5)。
2.2 水汽条件
由2日20:00至3日20:00 700 hPa相对湿度场可以看出,辽宁省大部分地区湿度条件较好,特别是在本溪市,相对湿度达到了100%,水汽达到饱和,充沛的水汽条件为持续性降水提供了有利条件,对流潜式基本形成,不稳定能量较强(图6~8)。4日8:00随着系统东移,本溪市水汽条件减弱,降水逐渐减弱(图9)。
3 结论与讨论
2016年5月2—4日本溪地区暴雨天气过程受黄淮气旋和高空低涡的共同影响。贝加尔湖冷空气南下,在河套地区形成大槽,大槽在东移过程中不断加强,在渤海地区形成低涡,低涡继续东移北上影响本溪地区。地面上河套地区生成的气旋不断东移北上并迅速加强,配合850 hPa西南急流为本溪市提供源源不断的水汽,为强降水的发生和发展提供了有利条件。在预报工作中,利用数值产品能够分析出天气系统的演变过程,但对于天气系统的细节分析把握不准确,同时对数值预报物理量场、系统特点以及落区和强度的分析还不全面。
4 参考文献
[1] 中国气象局科教司.省地气象台短期预报岗位培训教材[M].北京:气象出版社,1998:150-160.
[2] 慕建利,王建捷,李泽椿,等.2005年6月华南特大连续性暴雨的环境条件和中尺度扰动分析[J].气象学报,2008,66(8):437-451.
[3] 李博,赵思雄.2007年入梅期由横槽与低涡切变引发淮河流域强降水的诊断研究[J].大气科学,2009,33(3):1148-1164.
[4] 池再香,杜正静,赵群剑,等.中尺度西南涡切变线对“07.7”贵州西部暴雨影响的分析与模拟[J].高原气象,2010,29(4):929-938.
[5] 陈茂强,顾清源,汪延波,等.一次西南低涡特大暴雨的中尺度对流云团特征[J].高原气象,2008,28(4):66-71.
[6] 李强,王中,白莹莹,等.一次区域性大暴雨过程中尺度诊断分析[J].气象科技,2011,39(4):453-461.
关键词 持续性暴雨;环流形式;中尺度分析;辽宁本溪;2016年5月2—4日
中图分类号 P458.1 21.1 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2018)03-0215-02
长期以来,暴雨预报是天气预报工作的重点和难点。诸多学者研究表明,暴雨和强对流天气是在一定的大尺度环流形势下的中小尺度系统直接造成的[1]。慕建利等[2]、李 博等[3]通过具体实例分析了冷暖切变线对强降水的作用和诱发低涡过程中动力热力作用的贡献;池再香等[4]研究发现西南涡切变线发展动力学机制为暴雨区高、低空正涡度中心的叠加和耦合;此外,诸多学者从其他角度出发,研究了暴雨的成因,并得出一定价值的研究成果[5-6]。
受黄淮气旋暴发性发展的影响,2016年5月2日8:00至4日20:00本溪地区出现区域性暴雨、局部大暴雨天气,主要降水时段为5月2日15:00至4日17:00,西南部雨量较大。全市平均降水量为69 mm、市区降水量为85 mm、本溪县降水量为71 mm、桓仁县降水量为53 mm,最大降水量出现在本溪市赵家村,为122 mm,具体降水量如图1所示。本文利用本溪市高空、地面等常规气象观测资料,主要从天气尺度和物理量场等方面对此次暴雨形成机理进行了诊断分析。
1 天气尺度系统分析
1.1 500 hPa环流背景高空形势
5月2日8:00,500 hPa高度上贝加尔湖有冷空气南下,并在河套地区形成大槽,槽后不断有冷空气堆积,使其稳定发展。2日20:00大槽开始东移至华北地区,并且温度场落后于高度场,斜压性增强,降水系统将加强。本溪市处于槽前西南气流控制,逐渐出现降水天气。3日8:00,温度槽继续落后高度槽,西风槽持续东移并加强,在渤海形成低涡,中心值为544 dagpm,本溪市处于低涡前部,降水明显加强。3日20:00低涡缓慢东移北上,中心值加强为536 dagpm,本溪市位于低涡中心后部,降水持续。4日8:00低涡继续东移北上,移出本溪地区,本溪市降水基本结束。
1.2 850 hPa环流背景高空形势
5月2日8:00 850 hPa高度上高压后部受西南气流控制,在山东半岛形成低涡,但强度较弱,发展之势已经基本建立。2日20:00低涡加强北移至海峡,来自强暖湿区的偏南急流为本溪地区此次暴雨天气过程提供了充足的水汽条件和动力条件。3日8:00,低涡明显的加强,本溪市位于低涡中心的北部,为暖湿气流与较冷西北冷气流交汇处,对本溪市降水十分有利。3日20:00低涡继续东移北上,本溪市处于低涡后部,转为西北气流控制。4日8:00低涡逐渐移出辽宁省,降水逐渐减弱。
1.3 地面形势
5月1日夜间,河套地区中部的低压与来自南海的热带系统相互影响,并形成强水汽输送带。辽宁省受低压前部西南气流的控制并稳定维持。2日夜间,海平面低压中心移动到山东半岛,与高空低值中心形成相互引導作用,形成了稳定发展的气旋系统,本溪市位于气旋系统北侧,之后气旋迅速增强并向缓慢东移北上。日本海维持稳定高压,其后部的偏南风形成了稳定的水汽输送带,降水落区位于辽宁省。5月3日白天,海平面气压中心位于渤海海峡,低压系统稳定少动,来自南海的热带系统为辽宁省提供持续、稳定的水汽条件,本溪地区降水逐渐增大。西太平洋上一热带系统北上,日本海高压逐渐东移,气旋于5月4日逐渐移出辽宁省。
2 物理条件诊断
2.1 动力条件
5月2日20:00,低层辐合、高层辐散的配置形成抽吸作用,并持续到3日20:00,该时段为强降水集中出现时段。高层辐散增强了动力抽吸作用和次级环流,有助于增强和维持低层上升运动,增大降水强度。高低空急流的相互影响和制衡,使低层气旋性旋转与高层反气旋性旋转同时增强,形成动力条件配置,为本溪地区此次强降水天气过程的发生发展提供了有力的动力条件(图2~5)。
2.2 水汽条件
由2日20:00至3日20:00 700 hPa相对湿度场可以看出,辽宁省大部分地区湿度条件较好,特别是在本溪市,相对湿度达到了100%,水汽达到饱和,充沛的水汽条件为持续性降水提供了有利条件,对流潜式基本形成,不稳定能量较强(图6~8)。4日8:00随着系统东移,本溪市水汽条件减弱,降水逐渐减弱(图9)。
3 结论与讨论
2016年5月2—4日本溪地区暴雨天气过程受黄淮气旋和高空低涡的共同影响。贝加尔湖冷空气南下,在河套地区形成大槽,大槽在东移过程中不断加强,在渤海地区形成低涡,低涡继续东移北上影响本溪地区。地面上河套地区生成的气旋不断东移北上并迅速加强,配合850 hPa西南急流为本溪市提供源源不断的水汽,为强降水的发生和发展提供了有利条件。在预报工作中,利用数值产品能够分析出天气系统的演变过程,但对于天气系统的细节分析把握不准确,同时对数值预报物理量场、系统特点以及落区和强度的分析还不全面。
4 参考文献
[1] 中国气象局科教司.省地气象台短期预报岗位培训教材[M].北京:气象出版社,1998:150-160.
[2] 慕建利,王建捷,李泽椿,等.2005年6月华南特大连续性暴雨的环境条件和中尺度扰动分析[J].气象学报,2008,66(8):437-451.
[3] 李博,赵思雄.2007年入梅期由横槽与低涡切变引发淮河流域强降水的诊断研究[J].大气科学,2009,33(3):1148-1164.
[4] 池再香,杜正静,赵群剑,等.中尺度西南涡切变线对“07.7”贵州西部暴雨影响的分析与模拟[J].高原气象,2010,29(4):929-938.
[5] 陈茂强,顾清源,汪延波,等.一次西南低涡特大暴雨的中尺度对流云团特征[J].高原气象,2008,28(4):66-71.
[6] 李强,王中,白莹莹,等.一次区域性大暴雨过程中尺度诊断分析[J].气象科技,2011,39(4):453-461.