摘要 应用常规观测资料及地面加密自动气象站等多源观测资料,分析盘锦地区2019年8月2日—3日出现的暴雨天气过程。结果表明:(1)此次过程为典型的副高后部型暴雨天气,暴雨天气的主要影响系统为副高外次天气尺度低涡。低空急流中的切变涡度扰动是低空低涡形成的重要机制。降水主要出现在低涡前进方向的东北象限,地面倒槽顶部斜压性最强的地区。(2)高空西风槽与副高之前强位势梯度导致850 hPa低空急流建立并稳定维持,西风槽前正涡度平流的辐散作用导致低层减压,地面中-β尺度低压发展,各种尺度系统共同作用导致辽宁中部暴雨。
关键词 暴雨;低空急流;低空低涡
中图分类号:P458.121.1 文献标识码:A 文章编号:2095–3305(2020)06–0–02
DOI:10.19383/j.cnki.nyzhyj.2020.06.015
中国是一个多暴雨国家,每年暴雨引发的次生灾害给国民经济及人民生命财产安全带来重大影響[1]。随着空间探测技术以及遥感探测技术的不断提高,各种不同观测资料针对不同尺度天气的研究得到了广泛应用[2-3]。近年来,许多专家学者通过对高时空分辨率的观测资料应用,加强了对极端降水的可预报性研究,为一线预报员提高暴雨预报准确率提供了一定的参考依据。本文旨在利用多种观测资料,对暴雨发生发展机制进行分析,分析各种物理量特征,总结出天气学概念模型,为今后预报提供科学依据。
1 天气概况
2019年8月2日11∶00—3日08∶00,受低涡切变和副热带高压共同影响,盘锦地区出现区域性暴雨天气(图1)。全市平均降水量达到60.0 mm,其中共有31个站出现暴雨,最大降水量87.4 mm,出现在大洼区唐家镇。
2 成因分析
2.1 资料与方法
利用常规观测站及地面加密自动站等多种资料,分析此次暴雨天气过程的成因。从大尺度天气形势的发展演变、动力条件、水汽条件、能量分析等多方面进行综合分析,发现此次过程为副高外围与西风带低槽共同作用引起的暴雨天气。
2.2 天气尺度系统分析
2.2.1 环流背景分析 分析2日20∶00 500 hPa高空图,整个欧亚大陆环流呈现纬向环流,河套地区存在高空西风槽,副高明显北抬,其北界达到山东半岛附近,并且稳定少动。表现为西低东高的大尺度天气形势,盘锦地区位于高空槽前,850 hpa可分析出次天气尺度低涡,沿山东半岛及渤海向东北方向移动,低涡前部低层天气尺度急流已经建立,并且最大风速达到18 m/s。低涡在沿副高外东移北上过程中,强度有所加强,主要降水时段出现在3日凌晨,至3日早间低涡系统逐渐移出,盘锦地区降水趋于结束。
地面天气图显示辽宁东北部存在弱高压,其对降水系统的东移北上起到阻挡作用,导致降水持续较长时间,之后随着高压减弱东退,降水系统逐渐移出。
2.3 物理量诊断分析
2.3.1 动力条件 上升运动是产生暴雨的必要条件。3日20∶00 850 hpa风场显示,渤海湾地区有低涡生成,具有很强的正曲率涡度,其东南象限存在一支低空急流,在急流出口区左侧气旋性切变涡度区,强辐合作用对上升运动的加强起到至关重要的作用(图2)。
从3日02∶00低层存在垂直速度的大值区,最大值达到-1 pa/s(图3)。
2.3.2 热力条件 暴雨发生前期盘锦地区存在较大CAPE,整个辽宁中部地区普遍高于400 J/kg,同时最优抬升指数BLI达到-3℃,表明暴雨发生前辽宁中部地区存在较强的不稳定能量,副热带夏季风强烈北推,带来高温高湿的环境条件,对流性降水性质较为明显。
2.3.3 水汽条件 良好水汽条件是暴雨形成的必要条件,暴雨发生前,盘锦地区850 hpa比湿增加至12 g/kg,对应大气整层可降水量在60 mm以上,达到盘锦地区区域性暴雨阈值(图4、5)。
2.4 数值预报产品检验
中央台对盘锦市指导整体较大,2日早间预报24 h均为小雨到中雨量级,2日下午预报突然向上调整到暴雨量级,经检验中央台临近时次对降水量级预报较为准确。
日本数值预报对降水量预报为中雨,整体量级偏小。
WFR数值预报产品2日早间对盘锦市降水量级的预报为微量降水,后期调整为暴雨,与中央台预报相似。
3 预报技术着眼点与难点
这次暴雨天气过程是由于高空槽与副热带高压外围共同作用形成的暴雨。低空急流为盘锦地区输送了大量暖湿气流,为此次降水提供了充足的水汽条件。高温高湿环境为暴雨发生提供了十分有利的条件,低层低涡系统的发展变化是本次预报的重点和难点。
4 存在不足及建议
针对本次降水天气过程,在短期预报中,尤其是24 h预报,对降水的起止时间、主要降雨时段及量级上把握都比较准确。不足之处是36 h到中期时段内,低空中尺度系统的预报把握不大,今后在统计暴雨天气模型的基础上,要对中尺度系统的发生发展进行进一步研究。
参考文献
[1] 陶诗言.中国之暴雨[M].北京:科学出版社,1980.
[2] 郑媛媛,张小玲,朱红芳,等.2007年7月8日特大暴雨过程的中尺度特征[J].气象,2009,35(2):3–7,129.
[3] 曹晓岗,张吉,王慧,等.“080825”上海大暴雨综合分析[J].气象,2009,35(4):51–58.
责任编辑:黄艳飞
Diagnosis and Analysis of Panjin Rainstorm from August 2 to 3, 2019
YI Xi-yan (Panjin Meteorological Bureau, Panjin, Liaoning 124000)
Abstract Using conventional observation data and ground-encrypted automatic weather station and other multi-source observation data, the process of heavy rain in Panjin area from August 2 to 3, 2019 was analyzed. The results show that: (1) This process is a typical torrential rain in the rear of the subtropical high, and the main influence system of the torrential rain is the low vortex of the sub-subtropical high weather scale. The shear vorticity disturbance in the low-level jet is an important mechanism for the formation of low-level vortices. The main precipitation mainly occurs in the northeast quadrant of the advancing direction of the low vortex, and the area with the strongest baroclinicity at the top of the ground trough. (2) The strong geopotential gradient before the upper westerly trough and the subtropical high leads to the establishment and stability of the 850hPa low-altitude jet. The divergence of the positive vorticity advection in front of the westerly trough leads to the decompression of the lower layers, and the development of low pressure at the mid-β scale on the ground. The interaction of the system resulted in heavy rains in central Liaoning.
Key words heavy rain; low-level jet; low-level vortex
作者簡介 易希延(1969–),男,辽宁盘锦人,助理工程师,主要从事人工影响天气研究。
收稿日期 2020–05–06