张云丽,朱嫄哲,杨立军
(肇东市气象局,黑龙江肇东 151100)
肇东地区一次大暴雨天气过程分析
张云丽,朱嫄哲,杨立军
(肇东市气象局,黑龙江肇东 151100)
本文分析2008年7月5~6日发生在肇东地区的一场大暴雨的原因。主要是从环流背景、物理量场、卫星云图和雷达探测几个角度进行分析,从环流形式上水汽条件到卫星云图的定量估测以及雷达回波显示和回波移动,我们得出了这次降水的主要影响因子和特征。特别是卫星云图定量估测降水的使用,在这次降水过程发挥了良好的效果。
暴雨;分析;肇东
暴雨几乎成为夏季我国自然灾害中造成大量的人员伤亡和财产损失的罪魁祸首,2008年7月5~6日在肇东地区产生的暴雨是一次短时性系统性降水,降水时间为7月5日21:00到6日05:00,这个时段内肇东市有9个乡镇降水量超过了50 mm,个别乡镇降水量还出现了91.8 mm和75 mm,本文通过对这次大暴雨的分析可以让我们更深入了解这次暴雨产生的各种有利条件,以便在今后的预报中为我们提供有价值的参考信息。
7月5日08 :00,黑龙江省西部处于槽前西南气流中,黑龙江省南部副热带高压呈东西向的带状分布,贝加尔湖处有一高压脊和一个深厚大槽,这使得极地冷空气沿贝加尔湖在中蒙边境堆积,副热带高压的西南气流与槽后源源不断的西北气流汇合(见图1)。850 hPa风场能明显看到河套附近的低空西南急流,风向有明显气旋性切变,风速超过16 m/s。高空和低空急流配合较好,为暴雨提供了较好的水汽条件。
5日20 :00 在700 hPa切涡,副热带高压北抬与鄂霍茨克海阻塞高压合并,齐齐哈尔、绥化一带的西北气流与南风急流汇合,南风的风速都是在12 m/s以上(见图2),在黑龙江省西南部形成一个比较好的暖湿空气输送带。这为形成强对流和暴雨天气提供了比较好的环流背景。地面图分析,黑龙江省受南来低压控制,低压中心位于黑龙江省北部,同时辽宁省有一闭合低压逐步北抬,并向肇东附近移动,这些都为降水提供了有利的水汽输送条件。
图1 7月5日08:00 500 hPa环流图2 7月5日20:00 700 hPa风场
5日08 :00,距离肇东最近的一个高空观测站的K指数为31℃,θse500-θse850为-0.5,这说明肇东地区的不稳定能量很高,为暴雨的产生提供了热力条件。
从水汽通量的大值区可以分析到这次降水水汽主要是中国东海岸副热带高压外围有充足的水汽向黑龙江省输送,另外,河套地区的偏南气流与之汇合也加强了水汽含量,为暴雨提供了有利的水汽条件。
环流形式和物理量场只能大致分析出降水的时间和位置,对于准确预报天气变化的时空性,定量判断降水应该选用更为直观快捷的观测方式。卫星云图和雷达自然成为夏季短时预报的重要手段,特别是卫星云图定量估测降水和雷达回波CR显示,可以让我们用最短的时间判断出降水的时间、位置和量级,以便我们更有效做出服务。
红外云图分析,从孟加拉湾到我国的渤海湾有一狭长的降水云系(见图3),此云系不断的北抬影响黑龙江省西南部地区的降水。云顶温度在5日21:00到6日03:00不是很高,维持在-31℃左右,这说明这个时段内的降水是以稳定性为主,对流云降水比较少。从水汽图观测到在肇东一带的水汽含量比较大(见图4)。
图3 7月5日17:30红外云图
图4 7月6日02:30水汽图
图5为卫星云图定量估测降水预测分析,在00:00~01:00降水量最大时段内估测1 h降水量为10~24.9 mm,此时也正是肇东地区多个乡镇降水量为20 mm左右的时段,说明与实际降水量比较吻合,所以此次过程,卫星云图估测降水效果较好。
图5 卫星云图定量估测降水6日00:00-01:00
从降水整个时段的雷达资料看这次降水是以混合云降水为主,回波在5日21:00从哈尔滨雷达站的西部进入肇东地区,这时肇东地区的回波强度为45.6 dBZ,回波强中心强度为51 dBZ,回波顶高为6 km,降水回波继续向东北方向移动,当强中心进入肇东地区时,回波高度为8 km,强中心高度为5 km,并出现倾斜,并不太明显的云砧。23:00回波面积进一步扩大,强中心强度维持在40~45 dBZ,高效率降水同时伴随,这样很强的降水回波为暴雨提供了较好的降水强度,增加了降水效率,直到6日02:00降水回波强度有所减弱。如图6所示为不同时刻的雷达回波强度图,强度一直都在40 dBZ以上。
图6 雷达回波强度图
降水回波从21:00进入肇东地区,到6日05:00才离开该地区,回波的移动非常缓慢,为30 km/h,同时移动方向为东北向,与回波形状相似,这使得一直有强回波不断经过肇东地区,增加了降水的持续时间。
图7 6日雷达回波风廓线
回波刚进入肇东地区时,速度场比较零乱,有逆风区和辐散场,瞬时降水量比较大,但是降水落区没有在肇东,23:00速度场就变得比较单一,6日凌晨零速度线开始呈现东西走向,与此时的风廓线所表现的特征相一致。图7为00:54~ 01:47风廓线场,图中可以看到从低层到高层都是以偏南风或者西南风为主,说明降水比较稳定,南来水汽充沛。
5.3 回波强度和降水量的关系
通过对二次产品CR显示与1 h降水量进行比较分析,发现他们呈现出了很好的相关性,肇东地区最大降水量发生在5日23:00到6日02:00,多个乡镇1 h降水量超过15 mm,其中在6日00:00~01:00多个县镇降水量超过了20 mm,有的甚至超过30 mm,我们看到CR显示的强度在这个时刻也达到了最大,强度在45 dBZ左右(见图8),同时,肇东地区液态累计含水量在这时也达到最大,为6 kg/m2。降水的其他时段内回波强度维持在20~25 dBZ,其1 h降水量也都在10 mm以下。
图8 组合反射率显示
(1)副热带高压、西南急流为这次降水提供了良好的水汽条件,潜在的不稳定能量为暴雨提供了有利的热力条件。
(2)本次降水过程以层积混合云为主,较强的回波和云体的缓慢移动为暴雨发生保证了降水强度和降水的持续时间。
(3)卫星云图定量估测降水、组合反射率和垂直累计液态含水量在这次降水过程中呈现出了较好的相关性。
P458.1+21分献标识码:A
1002-252X(2010)02-0019-02
2010-3-6
张云丽(1979-),女,黑龙江省肇东人,成都信息工程学院,本科生,工程师.