遲春艷 韓慶婷 陳紅磊
摘要 利用加密自動站資料、常規(guī)觀測站、Micaps數據資料等,對2018年盤錦市首場大到暴雨天氣過程的成因進行了分析。通過綜合分析,可確定本次過程為副熱帶高壓和高空槽共同影響形成的鋒前暖區(qū)短時暴雨天氣。
關鍵詞 大到暴雨;天氣過程;成因分析;遼寧盤錦;2018年
中圖分類號 P458.121.1 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739(2018)21-0216-02
受高空槽和副熱帶高壓后部暖濕氣流共同影響,盤錦地區(qū)從7月13日20:00至14日14:00出現大到暴雨天氣,全市平均降水量35.0 mm,其中盤山站52.2 mm,大洼站37.4 mm,雙臺子區(qū)27.7 mm,興隆臺區(qū)32.2 mm,遼東灣新區(qū)12.9 mm,遼河口經濟區(qū)51.5 mm,最大降水量(達66.0 mm)出現在新開鎮(zhèn)。有8個區(qū)域氣象觀測站降雨量超過50 mm,1 h最大降水量達37.9 mm出現在新開鎮(zhèn)。盤錦過程降水量如圖1所示。
1 資料與方法
利用加密自動站資料、常規(guī)觀測站、Micaps數據資料等,從能量分析、水汽條件、影響系統(tǒng)、大尺度環(huán)流形勢演變、探空資料等方面對此次降雨過程的成因進行了分析[1-3]。
2 天氣過程分析
2.1 天氣尺度系統(tǒng)分析
2.1.1 環(huán)流背景分析。
(1)地面形勢場分析。從地面氣壓場來看,遼寧地區(qū)位于地面氣旋底部。東部受高壓脊控制,其穩(wěn)定少動導致系統(tǒng)移動較緩慢。
(2)高空形勢場分析。13日20:00,遼寧省處于200 hPa高空急流出口區(qū)右側、對流層高層強烈輻散區(qū)、高空急流的分流區(qū)內,高空抽吸作用為暴雨提供了有利的環(huán)流背景。同時,從500 hPa高空圖(圖2)上可以看出,500 hPa西太平洋副熱帶高壓呈塊狀分布穩(wěn)定少動,西側高壓脊線達到了北緯35°,盤錦副高北側位于584線內控制,貝加爾湖東部有一低值系統(tǒng),遼寧西部有一淺槽,東北地區(qū)北部受遠東地區(qū)低值系統(tǒng)后部下滑冷空氣影響,低層700 hPa有切變線自西向東移過遼寧地區(qū)。
2.1.2 物理量診斷分析。
(1)水汽條件。從850 hPa比濕圖上可以看出,13日20:00,盤錦市850 hPa比濕大于12 g/kg,濕度條件達到盤錦市暴雨預報指標。850 hPa水汽通量散度達到10 g/(cm2·hPa·s),盤錦地區(qū)上空存在低空急流,為降水帶來較充沛水汽。
(2)熱力條件。分析13日20:00 850 hpa假相當位溫場,能量鋒區(qū)位于遼寧省西南部,盤錦地區(qū)位于高能區(qū),且假相當位溫高度增加,存在對流性不穩(wěn)定,盤錦地區(qū)K指數較大,達到37 ℃。
(3)動力條件。從13日20:00 850 hPa水汽通量散度場分析,在盤錦地區(qū)低層存在弱的水汽輻散,無明顯上升運動。隨著系統(tǒng)東移,低層逐漸轉為輻合上升氣流,為暴雨發(fā)生補充一定的水汽。
2.1.3 探空資料分析。從沈陽站探空分析,7月13日20:00沈陽上空800~1 000 hPa t-td較小,濕度條件較好,濕層較深厚,整層可降水量較大。1 000 hPa以下低空濕度條件差,存在明顯干層,cape值較大,且呈狹長的走勢,對流天氣主要以短時強降水和雷暴大風為主,0 ℃層高度偏高,不利于冰雹天氣的產生[4-5]。
2.2 衛(wèi)星云圖分析
從衛(wèi)星云圖的演變情況來看,云系呈東北-西南向狹長的云帶,位于高空槽前和副高外圍588線之間,隨著高空槽東移00:00對流云系發(fā)展,位于海上的深厚對流云系沿著588線向東北移動,給盤錦市帶來降水,雨強較大。4:00開始對流云減弱,雨強開始減小。
2.3 中尺度分析
2.3.1 形式場分析。13日20:00,受副高北側影響,在東北和華北均存在切變系統(tǒng),并且逐漸向遼寧靠近,盤錦市K指數達到36℃以上,大氣層結不穩(wěn)定特征明顯。從水汽條件來看,受副高外圍深厚的西南急流輸送水汽影響,盤錦水汽條件十分充沛,GNSS資料顯示遼寧中部地區(qū)PWV達到60 mm,有利于出現短時強降水。從圖3可以看出,13日20:00遼寧南部和北部存在地面輻合線和低壓系統(tǒng)850 hPa低渦切變東北向移動影響盤錦市,高低層急流明顯,抬升觸發(fā)條件好。上述形式場為暴雨產生提供了較好的條件[6-8]。
2.3.2 雷達回波圖分析。從雷達基本反射率圖上看,14日00:20左右,回波在盤錦市西南部上空生成發(fā)展最大強度在50 dBZ以上,整個強回波呈東北-西南向帶狀分布,給全市帶來短時強降水。大部分回波強度在35 dBZ以下,因而本次暴雨過程盤錦市大部分地區(qū)以穩(wěn)定性降水為主。2:35之后回波面積減小并略有減弱,強回波區(qū)緩慢北上,降水強度減弱。至9:00左右,全市上空回波減弱消散,降水基本結束。
3 結論與討論
經過綜合分析,可確定本次過程為副熱帶高壓和高空槽共同影響形成的鋒前暖區(qū)短時暴雨天氣。
對歐洲中心、T639、wrf集成預報的降水預報場進行了檢驗,中央臺對盤錦市指導調整較大,7月12日起報7月13日夜間為小雨,7月13日起報7月13日夜間至7月14日白天盤錦地區(qū)為大到暴雨。經檢驗,本次降水過程中央臺對降水量級24 h預報北部準確南部偏大。日本數值預報對盤錦市降水量預報比較穩(wěn)定,均為大到暴雨。預報與實況對比,北部準確,南部偏大。WFR數值預報產品各時次對盤錦市降水量級的預報為小到中雨,預報與實況對比,北部偏小、南部準確。T639數值預報對盤錦市降水量級的預報為大雨到暴雨,降水中心隨時間臨近逐漸向南調整,預報與實況對比,北部準確、南部偏大。
暴雨發(fā)生前高空急流的建立,構成了低層輻合、高層輻散,產生了上升運動的結構,配合較強的低空急流將西南暖濕氣流輸送,構成了本次短時暴雨天氣的空間結構。本次降水暴雨落區(qū)偏向低空切變東南側,是低空西南暖濕氣流風速脈動觸發(fā)的一次暖區(qū)暴雨,降水強度大,強降水持續(xù)時間短,落區(qū)難以把握,強降水的落區(qū)和量級是本次預報的難點。
本次大到暴雨天氣過程在預報上基本準確,但前期預報量級略小。在以后的預報服務工作中,應加強理論學習,積累經驗,并加強對數值預報解釋應用能力[9-10],注重降水天氣本地預報指標研究和預報員個例分析總結工作,加強預報員對降水量級和強降水落區(qū)的預報分析判斷能力。
4 參考文獻
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