沈旭東 屈家慶 歐英
摘要:本文利用地面觀測資料、NCEP再分析資料、臺站觀測資料等對2016年2月25-27日普洱市強降雨天氣過程進行分析。結果表明:南支槽是普洱市這次強降雨天氣的主要影響系統,槽前的西南氣流不斷向降水落區輸送源源不斷的水汽,再加上高空冷平流的影響,普洱市出現了明顯的降溫和降水天氣;在西南低空急流的作用下源源不斷的暖濕空氣向強降雨落區輸送,再加上暴雨區內的強輻合,低空急流在普洱市這次強降雨天氣過程中發揮著十分重要的作用。強降雨落區與水汽輸送方向和水汽通量大值區有很好的對應關系;高層輻散,低層輻合的耦合發展對于低空急流的形成和維持提供了有利條件,強的輻合上升運動出現時間與最強低空急流保持一致,進一步推動了強降雨天氣的發生發展。
關鍵詞:強降雨;環流形勢;物理量場;普洱市
引言
強降雨屬于氣象災害現象,嚴重威脅著社會經濟發展和人們生命財產安全。強降雨預報一直是天氣預報的重點和難點,當前發達國家針對強降雨天氣預報的準確率不高,得到了氣象工作者的高度關注。作為我國主要的災害性天氣現象,每年因強降雨天氣的出現造成了巨大的經濟損失,且伴隨著社會經濟水平的提升呈現出快速增加的趨勢。實際上,強降雨是在一定的大尺度天氣背景下,由中尺度系統直接觸發。為了深入研究強降雨天氣出現時的中尺度系統活動規律和機理,氣象部門使用了多種氣象手段和方法,并得出了很多有意義的研究結論。普洱市位于云南省西南部,境內群山起伏,因地處北回歸線附近,受地形、海拔影響,垂直氣候特點明顯。普洱市屬于也熱帶季風氣候,氣候特點是常年無霜,冬無嚴寒,夏無酷暑,年降水量在1100~2780mm之間,年內降水量極為充足。因普洱市特殊地理和氣候環境特征,使得強降水造成的危害較為嚴重,很容易引發交通癱瘓、洪水、泥石流等自然災害,還會導致村莊被毀、農田被淹、人員傷亡等災害。因此,本文通過對普洱市強降雨天氣過程的個例進行分析和研究,從物理角度出發,對2016年2月25-27日的普洱市強降雨天氣過程的演變規律和物理機制進行分析,以增強人們對強降雨天氣的認知,對于降低強降雨天氣造成的危害具有十分重要的現實意義。
1.天氣實況
2016年2月25-27日,普洱市普降中雨,局部地區出現了大雨天氣,這次強降雨天氣的出現增加了江河地表的徑流,在緩解農業干旱和降低森林火險等級方面均發揮著十分重要的作用。
2.環流形勢
2016年2月26日08時,500hPa高緯度地區呈現出“兩槽一脊”的緯向環流形勢,在巴爾喀什湖北部地區存在5480gpm的高壓,從巴爾喀什湖東南部到新疆西北部地區則存在冷渦,在83°E附近有南支槽存在,云南西部受偏西南氣流控制,南支槽的出現為普洱市強降雨天氣過程的出現提供了有利條件;20時,中高緯經向度不斷增加,受到西風槽和冷平流的影響,南支槽強度增加且不斷朝著88°E附近移動,普洱市被強勁的西南氣流控制,濕度增加;27日08時,貝加爾湖與巴爾喀什湖的阻塞高壓不斷發展加強,新疆西北部不斷有冷平流輸送,冷中心強度增加,南支槽維持少變,持續穩定的西南氣流為強降雨天氣的出現提供了源源不斷的水汽支持;27日20時,南支槽逐漸向東轉移,偏西氣流控制普洱,影響普洱的強降雨天氣過程基本結束。
26日08時700hPa處,中高緯度以緯向多波動環流控制,新疆中部、南部到青海、西藏北部有一個巨大的高值區,位勢高度遠遠高于云南地區,進而形成了北高南低的不穩定形勢,有一橫切變出現在德欽到宜賓一帶,而在宜賓東部地區則存在-8℃的冷中心,南支槽在92°E附近,槽前的西南氣流幾乎控制整個云南西部地區;26日20時,南支槽發生轉移,中高緯經向度增加,溫度槽不斷發展加深,而在85°E附近有新的南支槽出現;27日08時,受到冷平流的影響,南支槽強度增加且不斷向東移動,槽前的西南氣流強度加大。普洱上空存在西南氣流風速輻合,再加上低空急流的影響,影響普洱的市的降水仍舊維持;20時,南支槽移動到云南中部地區,槽后被西北氣流控制,普洱市的強降雨天氣過程逐漸趨于結束。
由以上不難發現,南支槽是普洱市這次強降雨天氣的主要影響系統,槽前的西南氣流不斷向降水落區輸送源源不斷的水汽,再加上高空冷平流的影響,普洱市出現了明顯的降溫和降水天氣。
3、物理量場診斷
3.1水汽條件
結合700hPa處的水汽通量分布圖,26日08時,孟加拉灣地區的暖濕氣流不斷向云南地區輸送,而在普洱市則存在水汽通量大值區;27日08時,有一條水汽通量大值區出現在西南低空急流上,且中心數值超過了16 g·hPa-1·cm-1·s-1;而在貴州西部也存在水汽通量大值中心。強降雨天氣的出現除了需要充足的水汽條件外,還要有一定的水汽輻合,由于水汽通量散度可將大氣中的水汽輸送、輻合情況反映出來。結合強降雨天氣出現時的700hPa水汽通量散度場,27日08時,有一耦合的輻合、輻散中心出現在緬甸到云南西部一帶,而在低空急流左側存在輻合中心,強降雨出現過程中的水汽通量散度在-20×10-8g·hPa-1·cm-2·s-1以上,水汽輻合與輻散同時出現,且水汽通量輻合區與水汽通量輻散區的帶狀分布較為明顯,水汽輸送方向與強降雨落區之間較為一致。在西南低空急流的作用下源源不斷的暖濕空氣向強降雨落區輸送,再加上暴雨區內的強輻合,低空急流在普洱市這次強降雨天氣過程中發揮著十分重要的作用。
3.2動力條件
在強降雨天氣出現的過程中,26日08時~27日20時,600hPa低空以下主要輻合為主,而在26日20時500hPa附近則存在強的輻合中心,中心值為 50 × 10-6s-1,27日08時700hPa低空以下則有強輻合中心出現,中心值達到了- 50 × 10-6s-1,;26日08時~27日20時,上升運動不斷發展,而在27日08時低空西南急流和低空輻合達到最強,600hPa以下主要是輻合區,而600~300hPa處則以輻散區為主,這種高層輻散,低層輻合的耦合發展對于低空急流的形成和維持提供了有利條件。結合垂直速度時間垂直剖面圖,26日08時~27日20時,低層主要以上升運動為主,且在27日08時上升運動達到最大,同時在500hPa附近存在最大上升運動中心,強的輻合上升運動出現時間與最強低空急流保持一致,進一步推動了強降雨天氣的發生發展。
結論:
(1)南支槽是普洱市這次強降雨天氣的主要影響系統,槽前的西南氣流不斷向降水落區輸送源源不斷的水汽,再加上高空冷平流的影響,普洱市出現了明顯的降溫和降水天氣。
(2)在西南低空急流的作用下源源不斷的暖濕空氣向強降雨落區輸送,再加上暴雨區內的強輻合,低空急流在普洱市這次強降雨天氣過程中發揮著十分重要的作用。強降雨落區與水汽輸送方向和水汽通量大值區有很好的對應關系。
(3)高層輻散,低層輻合的耦合發展對于低空急流的形成和維持提供了有利條件,強的輻合上升運動出現時間與最強低空急流保持一致,進一步推動了強降雨天氣的發生發展。
參考文獻
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[2]徐彬倫.2015年10月8-10日普洱市強降水天氣過程分析[J].現代農業科技,2017(3).
作者簡介:沈旭東(1988-),男,漢族,云南省臨滄市人,本科學歷,應用氣象與氣象服務助理工程師,從事航空氣象預報工作。
(作者單位:云南機場集團有限責任公司瀾滄景邁機場)