王婷
摘要利用常规观测资料和自动站资料,分析了2014年4月6日桂林暴雨天气过程的环流形势和物理量特征。结果表明,这次暴雨过程是由缓慢东移的南支槽、西南涡减弱后形成的低槽、弱冷空气共同影响形成的。500hPa以下为水汽辐合区,有强的水汽辐合。大气层结处于弱的对流不稳定状态,对流有效位能较小,大气能量较弱。暴雨发生过程中,大气层结变成稳定状态,但整层大气均为湿层。
关键词 暴雨;水汽条件;成因;广西桂林;2014年
中图分类号 P426.63
文献标识码 A
文章编号 1007-5739(2019)05-0168-03
暴雨是影响农业生产的主要灾害性天气之一,往往对农业造成不同程度的损坏。桂林地处我国西南,春季受西南暖湿气流和北方干冷空气的影响,暴雨洪涝灾害常见。这不仅对农业生产和社会经济造成损失,甚至对人们生命财产安全造成严重威胁凹。近年来,气象工作者对暴雨进行了很多研究,从大尺度环流背景、能量场、物理量特征等方面探讨了强降雨过程。陈刘凤凹1钟熊蔼5、周长艳4、李阳斌等从天气形势和环流背景分析了暴雨区的动力条件和水汽条件,暴雨天气发生在一定的环流背景及天气系统影响下,需满足水汽、上升运动、持续时间的气象条件。胡勇林等6、李琳等叭、张芹等8用中尺度天气分析方法指出,暴雨是几种不同尺度天气系统相互作用的结果,是在天气尺度环流背景下发展起来的。
为掌握暴雨的发生机制和原理,并进行及时准确预报,将气象灾害降到最低,本文利用常规气象观测资料、区域自动站降水资料分析了桂林市2014年4月6日暴雨过程的特征和成因,以期为今后桂林市同类型的暴雨预报提供参考。
1天气实况分析
从图1可以看出,根据桂林市地面自动气象台站监测,2014年4月5日20:00至4月6日20:00,兴安、灵川、桂林临桂24h降水量>50mm,其他站普遍>30mm。强降水中心位于湘桂铁路桂林段的中部,最大降水量为灵川站,为69.6mm。此次过程桂林北部降水量大于南部。
2暴雨成因分析
2.1天气形势
从图2可以看出,4月5日20:00500hPa我国北方为一脊一槽一阻高的形势,新疆东部为一脊区,河套地区为一深槽区,槽线呈西北一东南走向,从西北方向东移来的阻高位于北纬43°、东经111附近。我国南方为一槽一脊的形势,南支槽位于滇黔交界处,槽线呈南北走向,我国江南、华南受弱脊控制。700hPa上东经100以东为鞍型场,冷高压底部已移至湘北,西南为西南涡控制,华南为副高脊线控制,桂林处于西南涡东南侧、副高西北侧。850hPa上东经100°以东为冷高压控制,滇黔中部有一条切变线存在,桂林为高压后部偏南气流控制。地面冷空气扩散至湘北,桂林处于弱低压槽中。
从图3可以看出,4月6日8:00500hPa阻高崩溃,华北槽略有东移,槽底与略有东移的南支槽同相位叠加,槽线位于陕西一重庆一贵州一广西西部一带,桂林处于南支槽前偏西南气流控制。700hPa位于华北的高压和西南涡中心结构被破坏,形成一槽一脊的形势,桂林处于槽前偏西南气流控制,并且有风速的辐合。850hPa上滇黔中部的切变线上形成一低涡并东移至黔桂交界处,桂林位于低涡东部。地面冷空气已南下至南岭附近。
从图4可以看出,4月6日20:00500hPa引起这次降水过程的槽线已移至东经110以东,桂林处于槽后,受偏西北气流控制。700hPa槽线已减弱东移,桂林仍受偏西南气流控制,西南急流消失,桂林附近有风速的辐散。850hPa低涡在向东北方向移动的过程中不断减弱消失,桂林受偏南气流控制。地面弱冷空气已扩散南下移过桂林。
这次降雨过程500hPa高空槽移动缓慢,华北槽24h大约东移10个经度,南支槽东移7~8个经度,桂林主要受南支槽缓慢东移影响。700hPa西南涡维持时间较短,小于12h,桂林主要受低涡减弱后的低槽东移影响。850hPa西南涡维持时间也小于12h,桂林主要受南移的变性冷高和西南涡的共同影响,桂林处于2个系统的交界处,辐合抬升强烈,为暴雨过程提供动力条件。地面图,上桂林处于低压槽中,随着冷空气扩散南下逐渐减弱。这次过程冷空气势力较弱,只是扩散南下,在底层没有明显的切变线南压,在700hPa和850hPa上没有明显的西南急流,只有弱的风速辐合,无法形成大范围暴雨,只在桂林中部沿湘桂铁路方向出现4个暴雨点,这种暴雨分布与西南气流方向一致。
2.2水汽条件
图5为4月5日20:00、4月6日8:00、4月6日20:00沿北纬25.6°水汽通量散度的垂直剖面,可以看出,4月5日20:00500hPa以下为水汽辐合区,以上为水汽辐散区;4月6日8:00水汽辐合区厚度略有下降,4月6日20:00500hPa以下几乎是水汽辐散区。
2.3层结条件
从图6可以看出,4月5日20:00湿层厚度大,5km以下均为湿层,往上2km为一千层,再往上又为湿层。4月6日8:00整层大气为湿层,在1.5km附近有逆温存在。4月6日20:005km以下为湿层,5km以上为千层,在5km附近有逆温存在。
从表1可以看出,这次过程对流条件不适合强对流天气的出现,K指数介于30~36C之间,SI指数均高于-3C,4月5日20:00CAPE值为115.8J/kg,伴随降水过程的发生发展CAPE值逐渐减小,对流抑制能量CIN值与CAPE值相当。
2.4垂直速度
从图7可以看出,这次降雨过程发生前和发生时200hPa以下垂直速度均为负值,整层大气均为上升运动。这次降雨过程结束时,垂直速度为正值,整层大气几乎为下沉运动。
3结论与讨论
分析结果表明,这次暴雨过程是由缓慢东移的南支槽、西南涡以及西南涡减弱后形成的低槽、弱冷空气共同影响形成的。500hPa以下为水汽辐合区,有强的水汽辐合。暴雨发生时大气层结处于弱的对流不稳定状态,对流有效位能较小,大气能量较弱,暴雨发生过程中,大气层结变成稳定状态,,但整层大气均为湿层。暴雨过程中,上升运动已伸展至200hPa高空。
4参考文献
[1]陶诗言.中国之暴雨[M].北京:科学出版社,1980:1-80.
[2]陈刘凤.桂东北一次典型暴雨过程分析[J].气象研究与应用,2016,37(2):25-29.
[3]鐘熊蔼.“5.20”信宜市特大暴雨过程诊断分析[J].广东气象,2016,38(6):28-32.
[4]周长艳一次四川特大暴雨灾害降水特征及水汽来源分析[J].高原气象,2015,34(6):1636-1647.
[5]李阳斌2013年5.16广东清远特大暴雨分析[J].广东气象,2015,37(1):27-30.
[6]胡勇林,洪展,陈利东一次中尺度强降雨天气过程分析J.气象研究与应用,2011,32(4):1-3.
[7]李琳,杨青,常泽堑,等一次短时强降雨过程的中尺度分析[J].中国农学通报,2016,32(30):139-143.
[8]张芹,李晓利,王世杰,等.山东一次大范围暴雨过程的多尺度诊断分析[J].中国农学通报,2015,31(8):179-186.