范志宣
摘要 利用常规天气图、物理量场、雷达回波等资料对2019年4月8—9日运城局地暴雨天气过程进行分析,并针对前期气候特点和此次降水特点对农业生产影响进行分析。结果表明:500 hPa高空槽过境是造成此次暴雨的主导环流背景,切变线和低空急流是主要影响系统。高空辐散、低空辐合的垂直结构,上升运动明显,此次暴雨主要由短时强降水造成。同时,此次暴雨是2019年开春第一场好雨,对解除前期运城市旱情极为有利。
关键词 切变线;低空急流;雷达回波;农业生产
中图分类号:S422 文献标识码:A 文章编号:2095-3305(2020)04-0-02
DOI:10.19383/j.cnki.nyzhyj.2020.04.020
运城市位于山西省南端,与陕西、河南两省隔黄河而相望,全年受季风活动影响,属于温带大陆性季风气候,冬季寒冷干燥,夏季高温多雨,年降水量在450~620 mm之间。运城市是农业大市,主要种植小麦、玉米等。2019年2月至4月上旬前期,运城市持续干旱少雨,导致大部分地区出现明显农业干旱,土壤墒情极差。
1 前期降水情况及旱情分析
2019年2—3月运城市降水量持续偏少,2—3月全市平均降水量7.1 mm,比历年平均值(27.3 mm)偏少20.2 mm,各县市偏少60%~80%。2019年3月份运城市冬小麦经历起身到拔节期,3月22日、28日和30日临猗、芮城和盐湖区冬小麦分别进入拔节期,分别提前了6 d、4 d和2 d,整个3月份温度明显偏高、无有效降水,表层土壤缺墒严重,不利于冬小麦幼穗分化和拔节生长。3月份运城市春耕春播已开始,此时正是需要有效降水的关键时期,而3月份全市无有效降水,平均降水量仅2.8 mm,使得春耕春播工作难以顺利进行。
2 降水概况及其对农业生产影响
2019年4月8—9日运城市出现小到中雨,局地大到暴雨天气,降水主要集中在8日夜间至9日上午,过程平均降水量为16.8 mm,各地雨量介于2.8~55.3 mm之间,芮城最小为2.8 mm,盐湖区最大为55.3 mm。
乡镇区域气象站资料显示:全市有161个区域站出现降水,其中3站出现暴雨,22站出现大雨,降水量最大的为夏县的禹王村(65.4 mm)、尉郭乡(56.2 mm)以及盐湖气象站(55.3 mm)。
降水特点:(1)空间分布不均,暴雨落区集中在运城中部。(2)小时雨强大,区域站小时雨强≥20 mm 共有5站,最大雨强31.2 mm/h,出现在夏县禹王乡禹王村。8日23∶00至9日00∶00盐湖区气象站小时雨强达19.5 mm/h,8日22∶00至9日01∶00,3 h累积降水量49.4 mm,造成运城部分地区出现城市内涝。
此次降水过程,平均降水量16.8 mm,增加了土壤墒情,对小麦生长、苹果等果树发芽开花有重要意义。尤其是中、东部出现大到暴雨,缓解了旱情,对冬小麦生长发育和春耕春播工作顺利开展十分有利;但西、北部降水量较小,旱情依然比较严重。
3 暴雨的天气尺度特征
从500 hPa形势场上看出,降水发生前期,新疆北部存在一个冷涡,河套地区和西南地区存在高空槽,随着位于河套地区的高空槽东移,8日夜间经过运城市上空,造成运城市此次降水。9日08∶00运城市受西北气流控制,降水趋于结束(图1)。
4月8日20∶00,随着冷空气南下,500 hPa高空槽位于运城市西部,700 hPa上存在明显切变线,运城市上空存在低空急流,最大风速达18 m/s,为降水提供充足水汽条件;850 hPa上運城市受偏东气流控制、925 hPa上在运城市上空有一支≥10 m/s的超低空急流,受其影响,运城市东南部地区出现短时强降水(图2)。受以上系统共同影响,运城市部分地区在8日夜间至9日白天全市出现小到中雨,局部出现大到暴雨天气[1]。
4 物理量场
一般降水形成条件有三个:水汽条件、垂直运动和云滴增长条件。形成暴雨还需满足更多条件:水汽供应、强烈上升运动和较长持续时间。此次运城地区出现暴雨与上述条件的密切配合分不开。
4.1 水汽条件
充足水汽和源源不断的水汽输送是产生暴雨的必要条件之一,大气中水汽含量越高,越有利于形成暴雨。从4月8日20∶00,运城市南部为强烈西南风,将水汽源源不断输送到运城上空,运城上空700 hPa比湿在6 g/kg以上,850 hPa比湿在8 g/kg以上,湿层深厚[2]。
4.2 散度
水汽输送主要集中在对流层中下层,8日20∶00运城上空850 hPa以上散度为负值,说明上空存在明显辐合,500 hPa散度为正值,说明上层辐散,下层辐合,利于降水(图3)。
4.3 垂直速度
强降水产生,需要有强烈上升气流,将水汽向上输送,才能产生水汽凝结,形成降水。8日20∶00运城上空垂直速度有大的负值中心,中心值位于500 hPa附近,达到-2 110-2 hPa/s,运城上空整层都有上升运动,上升运动明显,利于降水形成。
5 多普勒雷达特征
4月8日21∶30,运城市开始出现降水回波,30 dBZ以上的回波较分散,主要位于中部和东北部,回波带逐渐加强东移。8日22∶00~9日01∶00运城市盐湖区至垣曲一线始终维持较强回波,回波密实,范围也逐渐扩大,为典型层状云降水回波,并嵌有较强回波单体造成盐湖区、夏县、垣曲等地区出现短时强降水,最强回波达50 dBZ以上。9日02∶00之后,强降水回波逐渐移出运城市。
6 结论
500 hPa高空槽过境是造成此次暴雨的主导环流背景,低空切变线和低空急流是主影响系统。高空辐散、低空辐合的垂直结构,上升运动明显,此次暴雨主要由短时强降水造成。
此次降水过程是运城市开春第一场好雨,增加土壤墒情,缓解前期旱情,对冬小麦等生长发育和春耕春播工作的顺利开展十分有利[3]。
参考文献
[1] 赵桂香,程麟生,常素萍.山西中部一次罕见暴雨的中尺度特征分析[J].气象科技,2007(4):519-523.
[2] 杨晓霞,万丰,刘还珠,等.山东省春秋季暴雨天气的环流特征和形成机制初探[J].应用气象学报,2006(2):183-191.
[3] 廖燕珍,何秀恋,庄毅斌.漳州市2018年8月28-31日持续性暴雨过程分析及其对农业生产的影响[J].福建热作科技,2019,44(1):64-67.
责任编辑:黄艳飞