热带低压引起的2018 年8 月24 日温州机场大暴雨天气分析

2020-09-23 02:52罗厚炙
科学技术创新 2020年28期
关键词:涡度散度急流

罗厚炙

(中国民用航空温州空中交通管理站,浙江 温州325024)

2018 年8 月24 日,温州机场发生了一次大暴雨天气过程,出现了多段雷暴伴强降水的恶劣天气。2018 年8 月24 日08 时(北京时,下同)~8 月25 日08 时24 小时雨量155.6mm,达大暴雨程度。其中2018 年8 月24 日20 时~8 月25 日08 时12小时雨量113.8mm,根据降水等级标准,12 小时降水量70.0-139.9,为大暴雨。当日的雷暴和强降水造成12 个航班备降,17 个航班取消,对机场运行带来很大影响。气象台预报室充分利用各种天气资料,详细分析数值预报产品,在临近预报中结合温州地区实时探测资料,及时发布机场警报,出色地完成了此次大暴雨过程的气象保障。

1 天气背景

图1 热带低压移动路径

2018 年8 月22 日,在台湾南侧的南海洋面上,生成了一个低压系统,数值预报形势场显示,此低压系统将沿台湾北上,再向西北移动,于8 月25 日凌晨至上午登陆福建省中部沿海。2018 年8 月23 日08 时,此低压系统进入台湾高雄,中心气压994 hPa,中心风力7 级,为热带低压级别,中央气象台台风网开始给出此热带低压的强度信息和预报路径,但因其强度尚未达到台风编号的级别,所以并没有命名。此热带低压在台湾岛内一路北上,8 月24 日08 时进入了台湾海峡,向北北西方向缓慢往福建而去。8 月24 日17 时开始路径偏西,直到8 月25 日9:40,登陆福建省莆田市秀屿区沿海,登陆时中心气压994 hPa,中心风力7 级。

温州机场受热带低压外围环流影响,8 月24 日500 hPa、700 hPa 和850 hPa 为偏东气流,925 hPa 和地面为东北气流控制。

2 降水实况分析

温州地区自动站降水量实况显示,8 月24 日08 时~8 月25 日08 时24 小时降水量≥50mm(暴雨)的站点有256 个,≥100mm(大暴雨)的站点有77 个,≥250mm(特大暴雨)的站点1个,达277.8mm。暴雨中心位于龙湾区及海上的洞头岛(如图2),温州机场即处于龙湾区中,滨临东海,正处于偏东气流引导下的降水云团侵袭的第一站。

图2 2018 年8 月24 日08 时~8 月25 日08 时温州地区降水量(五角星处为机场)

此次过程,温州机场降水高峰主要集中在8 月24 日12时~24 时,根据民航地面气象观测规范,1 小时降水量≥2.6 mm,雨强达到中雨;1 小时降水量≥8.1 mm,雨强达到大雨。当雨强达到中雨时,就会对航班造成影响,部分航空公司规定,雨强为中雨时,飞机不能起飞和降落。当日有14 个时次降水量≥2.6mm(表1),对航班运行影响很大。其中1 小时降水量≥8.1mm(大雨)的有6 个小时,尤其在19 时~24 时,连续的强降水造成多个航班备降、取消,是当日降水的最高峰。

表1 2018 年8 月24 日08 时~8 月25 日08 时机场逐小时降水量

伴随强降水,当日还出现了4 段雷暴过程,11:45-12:44,持续时间59 min;16:42-16:54,持续时间12 min;18:44-20:38,持续时间1 h54 min;21:19-23:37,持续时间2 h18 min。其中第三、第四段雷暴过程持续时间较长,均在2 小时左右,对航班的影响也较严重,且这两段雷暴出现时,正是当日降水的最高峰。

3 数值预报产品分析

选取欧洲中心ECMWF 数值预报产品,起报时间为2018 年8 月23 日20 时,重点分析8 月24 日20 时预报场资料。

3.1 散度场与风场

2018 年8 月24 日20 时,925 hPa 散度场上(图3 a),在热带低压的北侧,为大片的辐合区(散度值为负),辐合中心在浙南- 闽中沿海,温州地区以东的海面上,存在东南急流,风速12~16 m·s-1,对应这一区域的散度值为-2~-6 (10-5·s-1)。分析850 hPa 散度场(图略),这一区域也为辐合区,散度值-2~-6 (10-5·s-1)。再分析200hPa 散度场(图3b),温州地区及其东侧的海面上存在辐散中心,中心散度值1.5~2(10-5·s-1),与之对应的850hPa风场同样存在东南急流,风速12~16m·s-1。925hPa、850hPa 辐合,200 hPa 辐散,这种低层辐合- 高层辐散的配置,低层吸入,高层流出,有利于上升运动的发展和维持,容易产生对流、暴雨天气[1]。且配合此区域的东南急流,从海上源源不断的输送水汽,使得暴雨长时间维持[2]。到了8 月25 日02 时,200 hPa 散度场的辐散中心向内陆推移,辐散中心与海上东南急流不再重合,虽然温州地区仍受东南急流控制,但原来低空辐合- 高空辐散的配置已经破坏,暴雨趋于减弱。925 hPa、850 hPa 散度值依然为辐合,在8 月25 日04~08 时,仍有中雨(表1)。

图3 2018 年8 月24 日20 时散度场

3.2 700 hPa 垂直速度、500 hPa 涡度

2018 年8 月24 日20 时,700hPa 散度场上(图4a),温州及其东侧海面上,垂直速度为正,有上升运动,速度值0~0.1m·s-1。同样在700hPa 这一区域有东南急流存在,风速16~18m·s-1。500hPa 涡度场上(图4 b),正涡度中心与东南急流区重合,中心涡度值16~18(10-5·s-1)。到了8 月25 日02 时,500hPa 涡度场的涡度中心向内陆推移,涡度中心与海上东南急流不再重合,温州沿海的暴雨不再连续。但700hPa 垂直速度场上,这一区域仍为上升运动区,因而降水并未停止。

图4 2018 年8 月24 日20 时700hPa 垂直速度、500hPa 涡度

3.3 850hPa 水汽通量、风场和温度场

2018 年8 月24 日20 时,850 hPa 水汽通量图上(图5a),水汽通量中心与东南急流区重合,中心通量值高达200~240,可见水汽极其充沛。同样在925 hPa 水汽通量图上(图略),亦为水汽通量中心与东南急流区相重合,通量值与850hPa 相当。700hPa 水汽通量图上(图略),配置与925 hPa、850hPa 类似,但中心通量值140~160 较925hPa、850 hPa 要小,可见此次大暴雨的主要水汽集中在低层的850hPa 和925hPa。从850hPa 温度场(图5b)分析,温州以东的海面上,气温为20 ℃,而温州地区附近的内陆气温在20 ℃以下,在东南急流的作用下,海上的空气由暖向冷流动,且携带充沛的水汽,有利于水汽的凝结抬升,形成暴雨。这样的温度场配置在8 月25 日02 时、08 时仍然存在,有利于降水持续。而水汽通量图上,925hPa、850hPa 和700hPa 与东南急流相重合的水汽通量中心在8 月25 日08 时开始减弱,其原因是热带低压将要登陆,其外围环流的水汽,也随之减弱。

图5 2018 年8 月24 日20 时850 hPa 水汽通量、温度场

4 气象服务情况

2018 年8 月22 日热带低压刚刚生成,当日14:15 的民航华东地区天气会商中,民航华东气象中心、沿海地区各民航空管分局站气象台给予了足够的重视,分析讨论其对浙闽沿海的影响程度。8 月23 日早晨7:15 又组织临时天气会商。预报员对热带低压的路径、登陆点把握较好,预报的登陆时间为8 月25 日凌晨至早上,实际登陆时间09:40,较预报的登陆时间稍晚。对于降水量的预报预估不足,预报了中到大雨,实际降水量比数值模式预报的结果大的多,数值模式预报2018 年8 月24 日08时~8 月25 日08 时24 小时降水量50~75mm,为暴雨级别,实况达到了155.5mm,为大暴雨。在临近预报服务方面做的较好,共发布了9 份机场警报,并通过文本、电话短信等多种渠道通报航空气象用户。

5 结论

5.1 本次热带低压移动登陆过程中,其暴雨中心正落于温州沿海及其东侧的海面,靠近海滨的机场首当其冲,遭受大暴雨侵袭,航班影响严重。

5.2 散度场低空辐合- 高空辐散的配置有利于对流、暴雨天气的发生,且在这一区域,700hPa 有上升运动,500hPa 有正涡度中心,均是有利于对流、暴雨的因素。925hPa、850hPa 和700hPa 均存在东南急流,有利于海上水汽的输送,使暴雨维持。

5.3 本次大暴雨水汽集中在低层的850 hPa 和925 hPa,且水汽通量中心与海上东南急流相重合。

5.4 850hPa 温度场上海上气温高于内陆,在东南急流的作用下,海上的水汽由暖向冷流动有利于降水增强。

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