錦州市區(qū)局地暴雨預(yù)報(bào)方法分析

史虹婷++李明慧++白雪++溫舟++楊桂娟++張翠艷

摘要 本文通過搜集整理2004—2013年間錦州市區(qū)局地暴雨的歷史個(gè)例資料，運(yùn)用常規(guī)地面觀測(cè)、高空觀測(cè)、加密自動(dòng)站等資料，對(duì)錦州市區(qū)局地暴雨發(fā)生發(fā)展特點(diǎn)進(jìn)行分析，進(jìn)而得到錦州市區(qū)局地暴雨預(yù)報(bào)方法及預(yù)警指標(biāo)。結(jié)果表明，錦州市區(qū)局地暴雨多發(fā)于7月及10月，影響系統(tǒng)以地面倒槽和氣旋為主，錦州市區(qū)是否產(chǎn)生局地暴雨由850 hPa急流軸位置決定；建立錦州市局地暴雨預(yù)警指標(biāo)。

關(guān)鍵詞 暴雨；預(yù)報(bào)方法；地面倒槽；850 hPa急流；遼寧錦州

中圖分類號(hào) P456 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739（2017）19-0193-02

暴雨是主要?dú)庀鬄?zāi)害之一，不僅影響工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，還有可能危及人民生命，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。因此，暴雨研究及預(yù)報(bào)一直是氣象工作者關(guān)注的課題[1-3]，錦州市地處遼寧西部，7—8月是錦州市強(qiáng)降水的多發(fā)季節(jié)，這種過程具有降水時(shí)間長(zhǎng)、強(qiáng)度大的特點(diǎn)。研究錦州市區(qū)局地暴雨的預(yù)報(bào)方法具有一定的指導(dǎo)意義。

1 錦州市區(qū)局地暴雨發(fā)生時(shí)間及概率

統(tǒng)計(jì)2004—2013年共計(jì)12年間，錦州市區(qū)出現(xiàn)暴雨次數(shù)為27次，其中有6次為局地暴雨（圖1），概率為22.22%。其中5月、6月分別出現(xiàn)1次，7月、10月分別出現(xiàn)2次，在時(shí)間分布上不具有顯著特征。

2 錦州市區(qū)局地暴雨環(huán)流背景分析

對(duì)于2004—2013年間錦州市區(qū)局地暴雨發(fā)生發(fā)展環(huán)流背景進(jìn)行分析，分析結(jié)果如表1所示。將錦州市區(qū)局地暴雨按地面系統(tǒng)分型，可以分為蒙古低壓型、地面倒槽型、江淮氣旋型、華北氣旋型[4-5]。配合時(shí)間可以看出，對(duì)于6—7月暴雨頻發(fā)季節(jié)，以地面倒槽型為主，而在5月及10月，則以氣旋型為主。分析原因，極有可能是5月、10月水汽條件相對(duì)較差，需要?dú)庑拖到y(tǒng)攜帶大量水汽，才能形成錦州市區(qū)局地暴雨。

經(jīng)過整理，錦州市區(qū)局地暴雨各高度層環(huán)流形勢(shì)分析如下：

（1）500 hPa。在35°～45°N，110°～120°E存在槽，槽區(qū)相對(duì)錦州地區(qū)區(qū)域性暴雨而言較為偏南，同時(shí)多數(shù)在黑龍江地區(qū)存在一起到阻擋作用的高脊。

（2）850 hPa。35°～42°N，113°～122°E有低渦，切變位于遼寧西部。低渦經(jīng)遼寧西部北上，未到達(dá)渤海灣中部，同時(shí)存在有偏南風(fēng)帶，風(fēng)速≥6 m/s。當(dāng)急流軸位于渤海灣未深入錦州境內(nèi)時(shí)，錦州市區(qū)才有可能出現(xiàn)局地暴雨。

（3）925 hPa。存在風(fēng)切變，切變位置與850 hPa位置大致相同略偏東，降水開始前，錦州地區(qū)處于切變前部，隨著切變東移，降水開始發(fā)展。

（4）地面。38°～42°N，113°～122°E有倒槽、低壓或氣旋頂部。錦州局地出現(xiàn)暴雨時(shí)，一般系統(tǒng)并未深入向北發(fā)展，錦州市區(qū)多位于有利降水系統(tǒng)外圍。

3 錦州市區(qū)局地暴雨中尺度分析

3.1 物理量場(chǎng)

2003—2014年錦州市區(qū)局地暴雨發(fā)生發(fā)展物理量場(chǎng)統(tǒng)計(jì)分析如表2所示。可以看出，200 hPa急流范圍為25～50 m/s，850 hPa急流范圍為8～19 m/s；925 hPa比濕范圍為9.0～15.5 g/kg，850 hPa比濕范圍為7.0～11.8 g/kg，700 hPa比濕范圍為4.0～7.3 g/kg；850 hPa與500 hPa溫差范圍為19～26 ℃，850 hPa假相當(dāng)位溫范圍為44.71～65.50 ℃，K指數(shù)范圍為25～35，SI指數(shù)范圍為-2.14～8.00。

3.2 雷達(dá)產(chǎn)品特征

根據(jù)降水強(qiáng)度與回波強(qiáng)度的對(duì)應(yīng)關(guān)系[6]，利用最優(yōu)擬合法計(jì)算出適合錦州地區(qū)的對(duì)流性降水的Z-R關(guān)系：Z=320R1.44。平均回波強(qiáng)度超過40 dBZ時(shí)可以產(chǎn)生強(qiáng)度超過10 mm/h的降水，達(dá)到短時(shí)暴雨量級(jí)，因而可以將40 dBZ作為預(yù)報(bào)短時(shí)暴雨的閾值。

分析多個(gè)樣本資料發(fā)現(xiàn)，雷達(dá)產(chǎn)品上回波多以片狀或混合狀出現(xiàn)，范圍大，強(qiáng)度一般超過40 dBZ，速度產(chǎn)品上有低空急流配合；還有一種情況是回波呈帶狀，帶狀回波的走向與移向一致，在同一地區(qū)形成列車效應(yīng)，產(chǎn)生突發(fā)局地暴雨。因此，當(dāng)雷達(dá)產(chǎn)品上回波多以片狀出現(xiàn)或混合狀，范圍大，強(qiáng)度一般超過40 dBZ，速度產(chǎn)品上有低空急流配合時(shí)錦州市區(qū)將出現(xiàn)局地暴雨；另一種情況是回波呈帶狀，帶狀回波的走向與移向一致，在同一地區(qū)形成列車效應(yīng)，錦州市區(qū)將出現(xiàn)局地暴雨。

4 錦州市區(qū)局地暴雨預(yù)警指標(biāo)

4.1 暴雨藍(lán)色預(yù)警

葫蘆島市區(qū)或朝陽市區(qū)上空有大范圍片狀回波出現(xiàn)，移動(dòng)方向?yàn)闁|或東南向，回波強(qiáng)度為25～35 dBZ，自動(dòng)站資料顯示明顯的風(fēng)輻合，回波頂高在9 km以下，上游觀測(cè)站實(shí)況小時(shí)降水量為6～10 mm，預(yù)計(jì)區(qū)域內(nèi)降水持續(xù)時(shí)間將達(dá)6～12 h。

4.2 暴雨黃色預(yù)警

葫蘆島市區(qū)或朝陽市區(qū)上空有片狀較強(qiáng)回波出現(xiàn)，移動(dòng)方向?yàn)闁|或東南向，回波強(qiáng)度為35～40 dBZ，自動(dòng)站資料顯示明顯的風(fēng)輻合，回波頂高在9 km以下，上游觀測(cè)站實(shí)況小時(shí)降水量為10～15 mm，預(yù)計(jì)區(qū)域內(nèi)降水持續(xù)時(shí)間將達(dá)3～6 h。

4.3 暴雨橙色預(yù)警

葫蘆島市區(qū)或朝陽市區(qū)上空有片狀強(qiáng)回波出現(xiàn)，移動(dòng)方向?yàn)闁|或東南向，回波強(qiáng)度40～45 dBZ，自動(dòng)站資料顯示明顯的風(fēng)輻合，回波頂高在9 km以下，上游觀測(cè)站實(shí)況小時(shí)降水量為18～33 mm，預(yù)計(jì)降水持續(xù)時(shí)間2～3 h，未來2 h逐小時(shí)雷達(dá)定量降水預(yù)報(bào)>20 mm。

4.4 暴雨紅色預(yù)警

葫蘆島市區(qū)或朝陽市區(qū)上空有特強(qiáng)回波出現(xiàn)，移動(dòng)方向?yàn)闁|或東南向，回波強(qiáng)度>45 dBZ，自動(dòng)站資料顯示明顯的風(fēng)輻合，回波頂高在9 km以下，上游觀測(cè)站實(shí)況小時(shí)降水量>35 mm，預(yù)計(jì)降水持續(xù)時(shí)間將達(dá)2～3 h，未來2 h逐小時(shí)雷達(dá)定量降水預(yù)報(bào)>40 mm。

5 結(jié)論

（1）錦州市區(qū)局地暴雨多發(fā)生于7月及10月，5月、6月偶有發(fā)生。

（2）錦州市區(qū)局地暴雨按地面系統(tǒng)分型，可以分為蒙古低壓型、地面倒槽型、江淮氣旋型、華北氣旋型；配合時(shí)間可以看出，對(duì)于6—7月暴雨頻發(fā)季節(jié)，以地面倒槽型為主，而在5月及10月，則以氣旋型為主。

（3）錦州市區(qū)是否產(chǎn)生局地暴雨由850 hPa急流軸位置決定。當(dāng)急流軸位于渤海灣未深入錦州境內(nèi)時(shí)，錦州市區(qū)才有可能出現(xiàn)局地暴雨。

（4）建立了錦州市區(qū)局地暴雨預(yù)警指標(biāo)。

6 參考文獻(xiàn)

[1] 江靖.2014年夏季內(nèi)蒙古通遼市局地暴雨中尺度特征分析與討論[J].中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2015（17）：196-201.

[2] 王穎，劉一瑋，何群英，等.天津局地暴雨特征及落區(qū)預(yù)報(bào)分析[J].氣象與環(huán)境學(xué)報(bào)，2014（6）：52-60.

[3] 張文龍，范水勇，陳敏.中尺度模式探空資料在北京局地暴雨預(yù)報(bào)中的應(yīng)用[J].暴雨災(zāi)害，2012（1）：8-14.

[4] 李青春，苗世光，鄭祚芳，等.北京局地暴雨過程中近地層輻合線的形成與作用[J].高原氣象，2011（5）：1232-1242.

[5] 吳慶梅，郭虎，楊波，等.東南風(fēng)氣流對(duì)夏季北京局地暴雨的影響[J].廣東氣象，2009（6）：19-22.

[6] 高留喜.北京“7.31”局地暴雨過程的天氣分析[J].氣象，2008（增刊1）：105-111.