摘要 利用常規氣象觀測資料和簡明暴雨預報因子程序,對2014年6月1日出現在安徽蚌埠市的暴雨過程進行診斷分析,中低層切變線、暖濕氣流強烈輻合、充足的不穩定能量釋放是形成暴雨元素,并用暴雨預報程序進行預報。
關鍵詞 暴雨預報;預報因子;程序化預報;蚌埠
中圖分類號 S161.6 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611(2014)25-08667-03
Abstract Using the conventional meteorological data and the brief rainstorm forecast factor program, rainstorm process on June 1, 2014 in Bengbu City, Anhui Province was analyzed, the unstable energy shear line, low layer of warm air, the strong convergence of sufficient release are elements of the formation of heavy rain, the heavy rain forescast program prediction was forecasted.
Key words Heavy rain forecast; Forecast factor; Automatic prediction; Bengbu
暴雨作為一種重要天氣過程,一直是天氣預報研究重點,其形成機理到發展影響使許多相關研究機構對不同區的暴雨產生進行了深度探討,并得到了許多有價值的結果[1-4],形成了比較成熟的理論[5],在大的降水過程中起主要作用的是某個或幾個時段內的短時強降水的積累,研究暴雨過程的點就歸結到對短時強降水的分析判斷。隨著信息技術高速發展,特別是新一代天氣雷達資料的利用更使短時強降水的研究和短時預報預測服務水平得到很大提高,而分析暴雨產生因子,使用程序化預報將使暴雨預報簡單明了。安徽省蚌埠市位于淮河中游,氣候多變,每年都有暴雨發生,而暴雨作為一種災害性天氣對人民的生命財產威脅很大,由于暴雨的局地性、突發性、雨量大等因素,常導致區域性暴雨預報準確率不高,相關資料分析表明,暴雨的形成必須具備充沛水汽、強烈上升運動和持續一定時間3個因素[6-7]。在此,筆者對2014年6月1日蚌埠地區發生的暴雨因子及程序化預報進行簡述。
1 雨情概況
2014年6月1日受低槽冷暖氣流作用安徽蚌埠市發生暴雨,雨量較為集中(圖1),造成市區低洼處內澇,市區02:00~11:00降水量73.1 mm,其中最大降水時段02:00~03:00雨量20.3 mm,03:00~04:00雨量24.2 mm,懷遠縣00:00~11:00降水量61.5 mm,鳳陽縣02:00~10:00降水量73.7 mm。
2 環流形勢分析
在2014年5月31日20:00 500 hPa圖上,歐亞高緯度地區貝加爾湖阻高和東北冷渦比較穩定,中低緯度地區在河套地區有一西風槽存在。副高位于日本南部,20:00天氣圖上副高位置比較穩定,有切變線南壓,西風槽向東南方向移動,高層水汽量接近飽和,西南氣流加強明顯,蚌埠地區顯示為18 m/s,西風槽東移加深時,槽前西南風速增大,西南急流加強到淮河流域,為蚌埠地區暴雨的形成提供了較好的水汽通道。
3 濕度動力及云圖
3.1 水汽通量分析 從5月31日08:00水汽通量圖可知,850 hPa有來自南海的暖濕氣流水汽輸送帶西南至東北向的水汽通量值區域伸展至淮河流域,暴雨區水汽通量值達12 g/(cm· hPa·s)。暖濕氣流集中是此次暴雨主要的水汽輸送帶,為暴雨提供了充沛的水汽。
3.2 渦度場和散度場分析 從高空各層渦度場(圖2)可以看出,500 hPa以下為正渦度區控制,500 hPa以上為負渦度區。渦度中心值加大明顯,最大量值在850 hPa,為6×10-5s-1。正渦度中心區集中在6月1日02:00~11:00,正是降水最集中的時段。最強輻合在700 hPa層,量值為-25×10-5s-1,400 hPa以上顯示為輻散區,強輻散中心在200 hPa量值為55×10-5s-1。低層輻合高層輻散在6月1日02:00~11:00是不斷增強的,且此次天氣過程輻合層上升至500 hPa,可見暴雨時高層大氣的輻散是維持和加強低層輻合上升運動不可少有的條件。從此次散度場的發展變化可看出,這次暴雨過程是出現在低空輻合、高空輻散的深厚上升運動區中[8]。
3.3 上升運動分析 從高空各層垂直速度可見,1日02:00前蚌埠地區上空500 hPa以下上升運動速度為正值,低層為下沉運動,有利于強降水發生前對流不穩定層結能量的積累。上升運動主要發生在850~150 hPa,最大速度位于400~500 hPa,數值近-25×10-3 hPa/s。
3.4 相當位溫分析 700~925 hPa有一淺薄冷舌伸入對流不穩定區,造成大氣位勢不穩定,從而產生強對流性降水,同時等 θe線密集區東移南下,925~500 hPa等θe線變顯得陡立,與等壓面近乎垂直,也說明對流層低層的對流穩定度變化小。
3.5 水汽供應分析 東南暖濕氣流是此次暴雨的主要水汽來源。不僅為此次暴雨提供充沛水汽,且該層較強的水汽輻合為暴雨的產生提供必備條件。另外正渦度中心區比較集中的時段,正是蚌埠降水最集中的時段,當正渦度值上升至300 hPa高度,比較利于對流的發展。
3.6 云圖分析 雷達圖顯示蚌埠地區K指數為35 ℃,另外此次降水是在帶狀的高空槽云系中不斷有對流云團生成并較長時間存在。強對流云團在北上的過程中后部不斷有小的對流云團生成,回波最強達40 dBz,與之相對應的降水強度最大,該時段應為積云的對流性降水。
5 結論
(1)這次暴雨是由西風槽前暖濕氣流活動引發,暴雨區域輻合上升運動強烈,西南低空急流強盛,不穩定能量釋放明顯。
(2)暴雨的發生和中β尺度對流云團許多次發展以及較長時間維持相關,中尺度云團的最冷云區亮溫值和面積大小決定了暴雨強度,積層混合云降水回波內部有多個尺度不同的對流回波前后經過暴雨發生區。
(3)暴雨回波的強回波核位于云體的中下部,可能是暴雨回波的特征。暴雨發生時,對流層中低層輻合厚度有增加,強度增強,同時低層2 km以下為下沉運動,2 km以上則為上升運動。
(4)雷達回波以帶狀回波明顯,密實度大,反射率因子較大,位置相對穩定。
(5)精選的21個暴雨預報因子簡單實用,程序使用方便、顯示清楚,連網調取遠程氣象資料可進一步分析判定,為暴雨預報程序化提供幫助。
參考文獻
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