盤錦地區(qū)一次短時(shí)暴雨天氣診斷分析

陳洪利

摘要 應(yīng)用環(huán)境場(chǎng)分析、物理量場(chǎng)診斷，對(duì)2015年7月29日盤錦地區(qū)暴雨的形勢(shì)背景、低空急流、水汽輸送、垂直運(yùn)動(dòng)、中小尺度系統(tǒng)和對(duì)流云團(tuán)進(jìn)行分析。結(jié)果表明：在高空系統(tǒng)前傾及200 hPa極鋒急流分流區(qū)背景條件下，高層的強(qiáng)輻散造成的抽吸和通風(fēng)作用，配合700 hPa切變暖區(qū)與925 hPa低空急流附近激發(fā)出的中小尺度系統(tǒng)是這次暴雨產(chǎn)生的直接原因；“V”型強(qiáng)對(duì)流云團(tuán)的生成、移動(dòng)與強(qiáng)降水的發(fā)生密切相關(guān)。

關(guān)鍵詞 暖區(qū)暴雨；高空急流；物理量；“V”型云團(tuán)；遼寧盤錦

中圖分類號(hào) P426.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739（2015）18-0233-03

突發(fā)性暴雨大多與中小尺度系統(tǒng)有著直接的關(guān)系，由于這種強(qiáng)降水具有突發(fā)性、短歷時(shí)、高強(qiáng)度的特點(diǎn)，這種短時(shí)暴雨預(yù)報(bào)難度大，造成的災(zāi)害嚴(yán)重。該文旨在通過對(duì)暴雨個(gè)例的多尺度系統(tǒng)進(jìn)行分析，尋找對(duì)預(yù)報(bào)有益的思路，從而提高暴雨的預(yù)報(bào)水平。

1 資料與方法

利用Micaps數(shù)據(jù)資料、常規(guī)觀測(cè)站和加密自動(dòng)站資料等，對(duì)此次過程的成因進(jìn)行了分析。從大尺度環(huán)流形勢(shì)演變、影響系統(tǒng)、探空資料、水汽條件、能量分析等方面進(jìn)行了綜合分析，確定本次過程為高空短波槽和副熱帶高壓共同影響形成的暖區(qū)短時(shí)暴雨天氣。

2 天氣概況

受高空短波槽和副熱帶高壓共同影響，7月28日20：00至29日20：00盤錦市出現(xiàn)區(qū)域性暴雨天氣，其中盤山站降水量106.3 mm，大洼站53.1 mm，全市有5個(gè)氣象觀測(cè)站降雨量超過100 mm，19個(gè)氣象觀測(cè)站降雨量超過50 mm，最大降雨量出現(xiàn)在盤山縣大荒鎮(zhèn)，為117.8 mm。25個(gè)氣象觀測(cè)站出現(xiàn)降水量大于20 mm/h的降水，最大雨強(qiáng)67.0 mm/h，出現(xiàn)在大洼縣新興鎮(zhèn)，并伴有23.4 m/s的瞬時(shí)大風(fēng)（圖1）。

3 環(huán)流背景分析

3.1 高空形勢(shì)場(chǎng)分析

從200 hPa高空?qǐng)D上可以看出，28日20：00，遼寧省處于極鋒鋒區(qū)，200 hPa高空急流的分流區(qū)內(nèi)，對(duì)流層高層強(qiáng)烈輻散區(qū)，高空抽吸作用為暴雨提供了有利的環(huán)流背景[1]，同時(shí)28日20：00 500 hPa高空?qǐng)D上可以看出，貝加爾湖南部有一低值系統(tǒng)，遼寧地區(qū)位于低渦東南象限，強(qiáng)的正渦度平流區(qū)內(nèi)，副熱帶高壓深入大陸，遼寧西部有一淺槽，東北地區(qū)北部受遠(yuǎn)東地區(qū)低值系統(tǒng)后部下滑冷空氣影響，低層700 hPa有切變線處于河北東部境內(nèi)，整層系統(tǒng)前傾，有利于能量的積累。

3.2 地面形勢(shì)場(chǎng)分析

從地面氣壓場(chǎng)來看，本次過程地面系統(tǒng)不明顯，內(nèi)蒙東部有低壓發(fā)展東移，遼寧西部受弱低壓倒槽控制，盤錦地區(qū)位于倒槽東南部偏南氣流內(nèi)，倒槽東移過程中其內(nèi)部擾動(dòng)產(chǎn)生中尺度低壓觸發(fā)強(qiáng)對(duì)流天氣[2]。遼寧東部受弱高壓脊控制，其穩(wěn)定少動(dòng)導(dǎo)致系統(tǒng)移動(dòng)較為緩慢。

3.3 探空資料分析

由探空資料分析可知，7月28日20：00從錦州站探空分析，盤錦附近上空從地面到500 hPa整層t-td較小，濕度條件較好，500 hPa濕度條件迅速變差，存在明顯干層，cape值較大，且呈狹長(zhǎng)的走勢(shì)，濕層較厚，高空存在干侵入，呈“喇叭口”狀，對(duì)流天氣主要以短時(shí)強(qiáng)降水和雷暴大風(fēng)為主，0 ℃層高度偏高，不利于冰雹天氣的產(chǎn)生（圖2）。

3.4 物理量診斷分析

3.4.1 動(dòng)力條件。產(chǎn)生暴雨需要具備動(dòng)力觸發(fā)條件。分析垂直速度剖面（圖3a）可以看出，28日20：00盤錦地區(qū)上空整層處于上升運(yùn)動(dòng)區(qū)，400 hPa高度存在上升速度中心，最大垂直速度可達(dá)-13 pa/s，說明在大尺度環(huán)境背景下，存在著制約強(qiáng)對(duì)流天氣發(fā)生發(fā)展的中小尺度系統(tǒng)。從整層散度場(chǎng)（圖3b）分析，在盤錦地區(qū)上游位置（102° E）低層輻合，高層輻散，400 hPa存在輻散中心，高空強(qiáng)輻散的抽吸和通風(fēng)作用有利于強(qiáng)對(duì)流天氣的發(fā)生發(fā)展[2]。

3.4.2 熱力條件。分析28日20：00 850 hPa假相當(dāng)位溫場(chǎng)，能量鋒區(qū)位于遼寧省的南部，盤錦地區(qū)位于高能舌頂部，假相當(dāng)位溫達(dá)到地區(qū)低層假相當(dāng)位溫340度以上，達(dá)到本地暴雨指標(biāo)，且假相當(dāng)位溫雖高度增加，存在對(duì)流性不穩(wěn)定[3]，盤錦地區(qū)K指數(shù)較大，達(dá)到38 ℃。結(jié)合各個(gè)指標(biāo)，進(jìn)行綜合考慮，上述指標(biāo)有利于短時(shí)強(qiáng)降水和雷暴等對(duì)流性天氣的產(chǎn)生。

3.4.3 水汽條件。從探空?qǐng)D可以看出，7月28日20：00盤錦附近上空地面至500 hPa高空T-Td較小，濕層較為深厚，有利于強(qiáng)降水的產(chǎn)生。此外從850 hPa比濕圖可以看出，28日20：00，遼寧省大部分地區(qū)850 hPa比濕大于12 g/kg，其中遼寧西部及中部地區(qū)比濕達(dá)到14 g/kg以上，達(dá)到盤錦市暴雨預(yù)報(bào)指標(biāo)，從大氣整層可降水量來看，盤錦地區(qū)上空大氣整層可降水量達(dá)到65～70 mm，遠(yuǎn)大于季節(jié)平均值，達(dá)到產(chǎn)生暴雨的指標(biāo)。但從風(fēng)場(chǎng)來看，850 hPa風(fēng)速不大，未達(dá)到急流標(biāo)準(zhǔn)，一定程度上導(dǎo)致水汽的連續(xù)性較差，強(qiáng)降水的持續(xù)時(shí)間不長(zhǎng)。

4 衛(wèi)星云圖分析

從衛(wèi)星云圖的演變情況來看，18：00在遼寧西北部地區(qū)有細(xì)胞狀云系產(chǎn)生，之后快速發(fā)展，到21：00中心亮溫達(dá)到-52 ℃以下，23：00對(duì)流云系發(fā)展成熟，呈“V”型，在高空氣流的作用下，整個(gè)云體呈西南-東北走向，高空急流將高云云砧吹離風(fēng)暴主體，盤錦地區(qū)位于“V”型云上風(fēng)方向的尖口處，亮溫梯度最大處，也是強(qiáng)對(duì)流天氣主要發(fā)生的位置。29日3：00對(duì)流云減弱，結(jié)構(gòu)變得松散，盤錦地區(qū)上空云帶變窄，伴隨的降水強(qiáng)度和范圍都有所減小。

5 中尺度分析

5.1 形式場(chǎng)分析

中尺度分析可以看出7月28日20：00，500 hPa高空短波槽位于遼西地區(qū)，超前于700 hPa切變線，系統(tǒng)有一定前傾形勢(shì)，遼寧省中西部低層濕度較大，接近飽和。500 hPa北部存在干舌向南深入遼寧中西部地區(qū)，并隨系統(tǒng)向東移動(dòng)，200 hPa急流穿過遼寧西北部地區(qū)，盤錦地區(qū)位于急流分流區(qū)，500 hPa急流位于遼寧東南部，850 hPa風(fēng)速較小，但925 hPa風(fēng)速較大，達(dá)到10m/s，在盤錦以東地區(qū)存在偏南風(fēng)的顯著流線，盤錦地區(qū)整層上干下濕，存在對(duì)流性不穩(wěn)定，強(qiáng)天氣就發(fā)生在500 hPa短波槽前暖區(qū)一側(cè)，200 hPa急流和500 hPa急流之間與低空925顯著流線交匯處的低空急流出口區(qū)左側(cè)（圖4）。

5.2 雷達(dá)回波圖分析

從雷達(dá)基本反射率圖上看，從28日20：00，強(qiáng)回波位于北票地區(qū)，錦州市區(qū)附近有小塊強(qiáng)回波生成發(fā)展，之后有所東北移，與位于其北部的大面積強(qiáng)回波合并，到22：00左右，強(qiáng)回波帶迅速南壓進(jìn)入盤錦地區(qū)，最大強(qiáng)度在55d bz左右，整個(gè)強(qiáng)回波呈帶狀分布，給盤錦市北部地區(qū)帶來短時(shí)強(qiáng)降水，并伴有雷暴和大風(fēng)，之后東段迅速東南移，西段雖然面積減小并略有減弱，南壓較為緩慢，給盤錦市中南部亦帶來較強(qiáng)降水。最強(qiáng)時(shí)段平均雨強(qiáng)可達(dá)50～60 mm/h。

6 數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品檢驗(yàn)

主要針對(duì)T639和歐洲中心降水預(yù)報(bào)場(chǎng)進(jìn)行檢驗(yàn)，2家數(shù)值預(yù)報(bào)對(duì)最大降水量級(jí)都是在暴雨局部大暴雨的量級(jí)，把握相對(duì)準(zhǔn)確，但強(qiáng)降水落區(qū)偏差較大，主要將落區(qū)報(bào)在了700 hPa切變線略偏南一側(cè)，整個(gè)落區(qū)較實(shí)況偏西偏北[4-5]。

7 結(jié)論與討論

暴雨發(fā)生前高空急流的建立，構(gòu)成了高層強(qiáng)輻散的形勢(shì)，配合中低層系統(tǒng)前傾配置，以及925 hPa強(qiáng)的西南暖濕氣流輸送，構(gòu)成了本次短時(shí)暴雨天氣的空間結(jié)構(gòu)。

本次暴雨落區(qū)并不是傳統(tǒng)意義上的低空切變附近，而是更加偏向其東南側(cè)，是低空西南暖濕氣流風(fēng)速脈動(dòng)及地面倒槽頂部風(fēng)場(chǎng)擾動(dòng)在暖區(qū)中觸發(fā)中尺度對(duì)流系統(tǒng)，這種次級(jí)環(huán)流促進(jìn)暖區(qū)暴雨發(fā)生發(fā)展。

數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品對(duì)暖區(qū)暴雨的落區(qū)預(yù)報(bào)性能較差，今后預(yù)報(bào)員需加強(qiáng)相似過程的統(tǒng)計(jì)分析，增加預(yù)報(bào)經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)加強(qiáng)對(duì)短時(shí)暴雨的短臨監(jiān)測(cè)和預(yù)警。

8 參考文獻(xiàn)

[1] 朱乾根，林錦瑞，壽紹文.天氣學(xué)原理和方法[M].北京：氣象出版社，1983.

[2] 陳春燕，孔期，李如琦.天山北坡一次特大暴雨過程診斷分析[J].氣象，2012，38（1）：75.

[3] 周宏偉，王群，裴道好.蘇北東部一次梅雨鋒大暴雨過程的多尺度分析[J].氣象，2011，34（4）：435.

[4] 曹土民，楊文艷.遼寧一次區(qū)域暴雨水汔輸送分析[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009（19）：9047-9049.

[5] 王姝，趙連學(xué).盤錦市水文與防汛現(xiàn)狀分析及改進(jìn)措施[J].東北水利水電，2009（5）：29.endprint