衢州市2014年6月21日~ 22日强降水分析

2016-05-30 07:54季丹
吉林农业 2016年11期
关键词:环流形势降水雷达

摘要:针对2014年梅汛期衢州地区6月21日~22日出现的大暴雨过程,利用micaps高空常规观测资料及衢州地面中尺度自动站和多普勒雷达等资料进行综合分析。分析结果表明:此次大暴雨过程是在亚欧大陆环流形势是从径向环流向纬向环流调整的过程中发生的,贝加尔湖阻塞高压促使东北低涡东移南压,冷空气随之南下扩散,副热带高压先西进,西部边缘西南气流加强,形成急流,后东撤又西进导致南下扩散冷空气和西南急流交汇于长江中下游地区。而中低层影响系统显示,此次大暴雨过程是高空槽向南伸展带来的冷空气配合切变线造成的,降水性质主要以混合型降水为主,前期水汽较为充沛,为此次强降水提供了水汽条件。

关键词:环流形势;切变线;水汽条件;雷达;降水

中图分类号: P458.121 文献标识码: A DOI编号: 10.14025/j.cnki.jlny.2016.21.070

梅雨期是我国长江中下游地区降水集中期之一,梅雨期降水具有降水范围大、持续时间长、暴雨频繁等气候特征,极易引发洪涝灾害。暴雨是常见的灾害性天气,暴雨预报是我国天气业务预报的重点。衢州地区位于长江下游地区,每年均受不同程度的梅雨期降水影响,多有洪灾发生。暴雨具有局地性强,突发性明显,降水时段短而且集中等特点,容易在较短时间内造成洪涝灾害,引发山洪,泥石流和山体滑坡等气象次生灾害。暴雨是发生在衢州市的主要灾害性天气,是预报上的难点与重点,国内诸多学者也对其进行了各种角度的分析与研究,试图为强降雨提供理论依据,取得了不少成果与建树,浙江省各市也开展了精细化强度与落区预报,以便更好地做好预报预警服务工作,给政府防灾减灾决策提供科学的依据,但由于暴雨具有很强的局地性、突发性和活动规律多变等特点,加上对暴雨形成的机制迄今尚未彻底揭示清楚,暴雨强度与落区预报仍有较大难度,2014年梅汛期间,据衢州市防汛部门统计,6月19日~29日,衢州全市受灾乡(镇)97个,受灾人口47.4636万人,受灾农作物35.1352万亩,紧急转移安置1.5902万人,倒塌房屋245间,直接经济损失5亿元有余。暴雨的发生发展受到层结不稳定性,水汽供应和抬升触发机制等诸多因素的制约。本文将利用日常的预报及监测工具针对2014年6月21~22日梅雨期降水过程中强降水的成因及其落区进行分析,对提高今后强降水精细化预报和预警有着重要参考意义。

1实况降水

2014年6月20日20时~22日20时,衢州地区自西向东出现区域性降水过程,大部分地区出现暴雨实况,具有分布广,强度大,降水落区集中的特点。其中中北部均出现了大暴雨,共有19个站点48小时累计降水达到200毫米以上,最大降水出现在开化华埠303.7毫米。

此次衢州站强降水主要集中在3个时间段,从6月21日08时,衢州站开始出现较明显的降水,强降水时间段主要集中在21日13时~16时、21日20时~22日01时和22日05时~22日10时。其中中北部和南部的降水回波并不是同一时间生成[4],因此影响时段各不相同,南部的强降水时间稍落后与东北部的强降水时间,17时后雨区逐渐东移出我区,降水基本结束[5]。

2环流形势分析

大尺度环流为暴雨的发展演变提供有利的背景环境,但不能直接引发暴雨,中尺度对流系统是暴雨的直接制造者,降水区对流层中低层常常存在中尺度涡旋,中尺度低压,中尺度切变线或者中尺度辐合线等,因此中尺度对流系统形成机理是一个引人关注的科学问题。

从6月15日到22日的08时500hpa(图略)可以看出,亚欧大陆环流形势是从径向环流向纬向环流调整的过程。6月15日到22日的08时500hpa,亚欧大陆环流呈两槽一脊型,在贝加尔湖西部维持一强度较强的高压脊,在脊后乌拉尔山地区有一低槽,同时在贝加尔湖地区和日本北部有低涡存在,两涡之间华北到内蒙一带有一弱脊,而西太平洋副热带高压边缘(588线)位置偏东,位于30°N以南, 120°E以东。6月17日08时,高压脊减弱变窄,贝加尔湖低涡加强,和日本北部低涡合并,华北到内蒙一带弱脊减弱,而西太平洋副热带高压边缘(588线)西进加强,导致西部边缘西南气流强度增强,形成西南急流,详见图1。

6月18日高壓脊断裂,在贝加尔湖低涡北部形成了阻塞高压,断裂高压南部在我国新疆西部形成了弱脊,而贝加尔湖低涡和日本北部低涡形成了东西向低涡带,强度有所减弱,并有南压之势,而西太平洋副热带高压边缘(588线)西进至华南地区。

6月20日阻塞高压少动,在贝加尔湖的低涡东移南压,并且分裂出小槽南下,西太平洋副热带高压(588线)东撤,在我国新疆西部的弱脊加强北挺,脊前有槽生成,伴有冷空气南下。

6月21日阻塞高压仍然少动,新疆北部脊前槽和原来在贝加尔湖的低涡合并,南压至我国内蒙地区,而在低涡后部河套西部形成了明显的弱脊,导致低涡冷空气沿脊前不断下滑南下,而西太平洋副热带高压(588线)又西进至台湾地区。

综上所述,此次大暴雨过程是在亚欧大陆环流形势是从径向环流向纬向环流调整的过程中发生的,贝加尔湖阻塞高压促使东北低涡东移南压,冷空气随之南下扩散,副热带高压先西进,西部边缘西南气流加强,形成急流,后东撤又西进导致南下扩散冷空气和西南急流交汇于长江中下游地区。

从图2可看出6月21日08时500hPa有一高空槽位于华北平原至长江中游一带,同时温度场落后于高度场,有利于高空槽的发展,从图上可看出500hPa槽线东移南压,向南延伸至赣浙一带,21日20时在湖南湖北一带又有一新的高空槽形成并且东移靠近该区,两者相结合使位于北方的冷空气向南涌入,与位于江浙一带的暖湿气流相遇,为强降水的形成提供有利条件。至22日08时,高空槽进一步东移南压,为该区带来新一轮的强降水。

从700hPa(图略)看,21日20时~22日08时,700hPa的切变线先是东移北抬,而后南压至我市上空,使得西南急流位于衢州上空,并且基本位于850hPa切变线的北侧,为我区带来稳定充沛的水汽条件,二者配合使我区上空存在较明显的上升运动,为暴雨的形成提供有利条件。

从850hPa(图略)看,21日08时切变线位于该市北侧,受西南气流控制,至21日20时东移南压至我市上空,我市降水增强,至22日08时,切变进一步南压至台州丽水一带,同时700hPa的切变移至该市上空,为该市的强降水提供有利条件。

综合以上分析,高空低压槽向南伸展的趋势以及对流层中低层垂直上升运动的加强和维持的有效合理配置为触发此次强对流性突发大暴雨提供了十分有利的动力和水汽条件。

3水汽条件分析

温度露点差是温度与露点的差值。在日常预报中,一般将温度露点差T-Td<4℃的区域看作较湿区域,其是衡量湿度的重要条件,当温度露点差T-Td<2℃时,区域一般被视为饱和。温度露点差越大,表示湿度越小;温度露点差越小,表示湿度越大[11]。因此温度露点差越小,愈利于降水的形成。当温度露点差接近于0℃时,就表示空气为近饱和状态。

根据探空资料分析,整个降水过程中低层水汽条件逐渐转好,范围逐渐扩大。从850hPa温度露点差来看,21日08时我市就已经处在一条自东南——西北走向的高湿度区内,其中江苏与浙江交界处、福建与江西交界处湿区较大,该市处于T-Td<2℃的低值区内,表明该过程时段内低层均处于水汽饱和状态,500hpa以上高层,温度露点差值也相对较小,至21日20时,福建与江西交界处的高湿度区北抬延伸控制我区,大部分地区均处于1.5℃以下,为强降水提供充足的水汽条件,到22日08时,高湿区进一步北抬并扩大控制范围,这与该市的新一轮强降水实况较吻合,这与水汽条件的维持密不可分。

4雷达回波分析

天气雷达是对强对流天气监测和预警的主要工具之一。新一代天气雷达除了具有较高的探测灵敏度外, 还具有测量散射体沿雷达径向的速度分量的功能, 大大提高了天气雷达对强对流天气的探测和预警能力。在夏季的系统性强降水过程中,通常伴随局地的对流性天气,此次强降水就是对流性降水配合系统影响造成的。

6月21日的降水回波主要是混合型降水回波,20日19时17分,有从江西东移靠近的雷达回波开始影响该市西北部,至21日6时37分,该市的组合反射率基本处于35dBz以上,显示该市大部分地区已出现降水,这与我市的降水实况较一致,同时由于大气层结不稳定的分布不均,监测显示该市中北部的回波强度较强,最高可达50~55dBz左右,而南部最高为35~40dBz,这与我市的降水落区较为一致。至21日11时~12時,雷达回波强度有所减弱,降水进入间歇期,至13时,常山又有新的对流云团生成,并且扩散东移我市城区,造成当地的暴雨大暴雨天气,16时后强回波对该区的影响减弱,衢州中北部进入降水间歇期,江山西部有小范围的积状云回波生成并且加强东移靠近,至18时50分与从江西福建北抬上来的混合回波连成一片,受700hPa切变北抬影响,19时33分北抬至该市中部,对该区中南部造成突发性的强降水天气。22日1时36分,中低层切变东移南压,强回波中心移出该区,降水减弱,至5时,又有新的絮状回波生成,对该市大部分地区造成持续性的强降水天气,至10时24分,强回波区东移过境,降水减弱,至17时15分后,回波逐渐减弱消散,无明显降水生成。

综合以上分析,该区的强降水回波主要有三个时间段,第一为21日13时左右常山形成的积状云回波,第二为21日20时左右江山地区形成的局地性积状云回波和闽赣地区发展起来的大范围混合型降水回波,第三为22日5时左右形成的大范围混合型降水回波。由此可知,此次强降水主要是由连续的对流性降水配合系统性降水累积而成。高空槽的发生发展,切变线南压,层结不稳定性增大是发生此次强降水的主要原因。

5结语

此次强降水主要集中在衢州中北部地区,强降水时间较为集中,降水回波多为混合型降水回波。

此次大暴雨过程是在亚欧大陆环流形势是从径向环流向纬向环流调整的过程中发生的,贝加尔湖阻塞高压促使东北低涡东移南压,冷空气随之南下扩散,副热带高压先西进,西部边缘西南气流加强,形成急流,后东撤又西进导致南下扩散冷空气和西南急流交汇于长江中下游地区。

高空低压槽向南伸展的趋势以及对流层中低层垂直上升运动的加强和维持的有效合理配置为触发此次强对流性突发大暴雨提供了十分有利的动力和水汽条件。

可以通过分析T-Td的大小及其范围判断水汽的含量及湿度大小,及时有效的判别强降水落区,温度露点差越小,则越有利于强降水的生成,此次强降水的落区基本位于T-Td<4℃的区域,并且强降水的主要降水时间段基本发生在T-Td<1.5℃的区域。

通过分析雷达的组合反射率和速度场,可以得出我区的强降水回波主要有三个时间段,第一为21日13时左右常山形成的积状云回波,第二为21日20时左右江山地区形成的局地性积状云回波和闽赣地区发展起来的大范围混合型降水回波,第三为22日5时左右形成的大范围混合型降水回波。并且得出此次强降水主要是由连续的对流性降水配合系统性降水累积而成。

可以通过分析雷达资料,判断降水的强度,提高临近预报的准确率,及时判断强降水的生消时间,为作出相应的预报预警服务工作提供指导意义。

参考文献

[1] 李桂红,张艳.2003年初夏咸宁市一次连续暴雨过程的能量学分析[J].湖北气象,2004(04):12-14.

[2] 浦佳伟.一次中尺度低压降水机理分析[A].第八届长三角气象科技发展论坛论文集[C].2011.

[3] 刘梅,张备,俞剑蔚,等.江苏梅汛期暴雨高空能量输送及高低空要素耦合特征[J].高原气象,2012,31(03):777-787.

[4] 张建海,沈锦栋,江丽俐.2008 年浙江梅汛期暴雨的大尺度环流特征及其梅雨锋结构分析[J].高原气象,2009,28(05):1075-1085.

[6] 冯强,王昂生,李吉顺.我国降水的时空变化与暴雨洪涝灾害[J].自然灾害学报,2009,7(01):87-93.

[7] 尹东屏,胡洛林,曾明剑,等.梅汛期中的暴雨和大暴雨环流特征及物理量诊断分析[J].气象科学,2007,27(01):42-48.

[8] 张建海,曹艳艳,陈柯辰.2011年浙江梅汛期前后旱涝急转形势及梅雨锋结构特征分析[J].高原气象,2013,32(01):221-233.

[9] 张春艳,王力,孙明明,等. 2011 年浙江梅汛期暴雨特征及影响天气系统分析[J].暴雨灾害,2012,31(02):132-140.

[10] 李洪权,陈中赟,骆丽楠,等.南亚高压和高低空急流对2010 年浙江梅汛期暴雨的影响[J].气象科学,2012,32(03): 310-316.

[11]冉令坤,齐彦斌,郝寿昌.“7·21” 暴雨过程动力因子分析和预报研究[J].大气科学,2014,38(01):83-100.

[12]曾雪飞,钟志成.一次连续性强降水过程形成的原因[J].广东气象,2008,(01).

[13]何萍,李宏波,何德锋.“2003.6.17”滇中特大暴雨的中尺度分析[J].高原气象,2005,(02).

[14]廖玉芳,俞小鼎,郭 庆.一次强对流系列风暴个例的多普勒天气雷达资料分析[J].应用气象学报.2003,(12).

作者简介:季丹,本科学历,衢州市气象局,助理工程师,研究方向:大气探测。

猜你喜欢
环流形势降水雷达
有雷达
黑龙江省玉米生长季自然降水与有效降水对比分析
雷达
为什么南极降水很少却有很厚的冰层?
咸阳市冰雹分布及环流特征分析
鸡西暴雪分析
降水现象仪模拟软件设计与实现
基于空时二维随机辐射场的弹载雷达前视成像
现代“千里眼”——雷达
ESSENTIAL NORMS OF PRODUCTS OF WEIGHTED COMPOSITION OPERATORS AND DIFFERENTIATION OPERATORS BETWEEN BANACH SPACES OF ANALYTIC FUNCTIONS∗