李煌 羅宇 陳心怡 羅曼



摘 要:通過常規高空、地面資料以及歐洲中心數值預報資料對安順市2015年6月6—7日暴雨天氣過程進行了分析。結果表明,850hPa有切變線、10m風場存在輻合線以及較好地水汽條件是此次暴雨天氣過程發生的主要條件,歐洲中心(EC)數值預報產品較好地預報出了此次過程的關鍵因子,但由于能量條件較差,導致降水量級預報比實況偏小,且出現漏報。因此,當850hPa有切變線、10m風場存在輻合線、水汽條件較好時,即使能量條件不夠好,也需注意強對流天氣的發生。
關鍵詞:切變線;10m風場輻合線;水汽條件;安順市
中圖分類號 P458.121.1文獻標識碼 A文章編號 1007-7731(2020)12-0147-04
暴雨天氣一直是國內外氣象學者廣泛研究的重大課題[1-2]。我國氣象部門和氣象專家學者對暴雨的研究和預報進行了大量的研究工作[3-4],使我國暴雨研究和預報水平不斷提高,尤其是對發生大范圍暴雨過程的大尺度環流、溫濕場和動力條件有了更加全面的了解[5]。但是,暴雨的天氣預報仍然是預報業務中的突出難點。2015年6月6—7日的安順市暴雨是一次典型的暴雨天氣過程,對于這次典型的暴雨過程詳細地分析各種現代的氣象信息資料應用情況,比較各種預報工具的優劣,有助于提高暴雨的精細化預報水平。為此,本文利用自動站觀測資料、探空資料及EC數值預報產品,系統分析了2015年6月6—7日安順市持續性暴雨過程的環流形勢,并進行了數值預報檢驗,以期將EC數值預報產品到暴雨預報的運用中,防止或減少預報員漏分析資料,提高預報員對預報產品的應用能力。
1 天氣特征與形式分析
1.1 降水實況 2015年6月6日20時至7日08時,受高空槽、切變線及地面輻合線的影響,安順市受到對流云團(MCC)的影響,除東南部外的大部分地區出現大到暴雨,部分鄉鎮大暴雨天氣(普定:猴場102mm;鎮寧:八河水庫109mm;關嶺:亞隴157mm,大田壩151mm,谷目地質災害隱患點126mm,谷目123mm,水韻村123mm,大田117mm,涼帽106mm,馬塘100mm),主要集中在關嶺北部,暴雨64站,大雨48站,中雨29站,小雨25站(圖1)。
1.2 環流形勢 6月6日08時(圖2a),500hPa上川北、川南、滇黔之間有利一高空槽,貴州省位于高空槽前西南氣流控制下,利于暖濕氣流輸送到貴州省,同時有于地面氣旋的發展;700hPa在四川、東北一帶有低渦,貴州省位于低渦東南側,這里的西南氣流與東北低渦西側的偏北氣流在川東、重慶一帶相遇,貴州省比濕大于10g/kg;850hPa有東北低渦,在貴州北部、西部存在切變線,東北低渦西側的偏北氣流影響到貴州省西北部,省的東部、南部為偏南氣流影響,冷暖氣流在貴州省西北部相遇,此外,貴州省南部地區比濕大于14g/kg;此時地面圖上在省的西北部有輻合線(圖3),但移動很快。高低層的配置及水汽條件都滿足強對流發生的條件。
至6日20時(圖3a),高空槽斷為2段,北段東移至貴州北部,南段位于云南東部,700hPa四川東部、重慶、貴州北部邊緣有橫向切變線存在,切變線北部為偏北風,南側為偏南風,比濕大于14g/kg,同時,云南中東部有槽,850hPa在西南部一帶為低壓區,貴州省位于低壓的東段,比濕大于16g/kg,地面上貴州省受冷鋒影響,冷空氣已進入貴州省,同時地面輻合線已南壓至安順市北部(圖3)。高空槽、中低層低渦切變、地面冷鋒、地面輻合線、比濕較大均有利于強降水的發生。
7日08時(圖4a),500hPa短波槽維持,700hPa在四川、重慶有低渦生成,并伴有切變線,云南東部仍維持短波槽,比濕減小至10g/kg,850hPa切變線南壓至省的南部,安順市轉為偏北風控制,地面圖上安順市為高壓西南部,地面輻合線已南壓出安順市,表明強降水過程趨于結束。另外,從地面輻合線隨時間的演變可以看出,地面輻合線從6日20時從市北部逐步南壓,至7日05時南壓至安順市中南部,之后快速南壓,至08時移出安順市(圖3)。因此,本次強降水過程降水時段主要在6日20時至7日05時(圖5),影響區域主要集中在安順市中北部。
1.3 探空T-LnP分析 從威寧08時探空圖(圖6)可知,cape為41.1,沙氏指數為0.05,西北地區對流不穩定,但濕層較薄,能量也較弱,不利于強降水的發生,貴陽探空圖中,cape為0,沙氏指數為2.92,K指數為34,能量較弱,不利于強降水的發生,到6日20時,貴陽探空圖表明(圖7),cape為40.2,沙氏指數為-0.12,K指數為38,能量增加,K指數增強,沙氏指數也為負值,同時濕層、不穩定層增厚,這些條件均有利于強降水的發生。
2 數值預報產品的檢驗
根據ECMWF5日20時起報圖(圖8),500hPa6日20時川東、黔南均存在短波槽,安順市位于槽前西南氣流控制,至7日08時,川中、云南中東部又有新的短波槽存在,安順市受槽前西南氣流影響,至7日20時,槽移過安順市,安順市位于槽后,受西北氣流影響。
700hPa在6日20時(圖9),四川東部存在低渦切變線,切變線呈東北西南向,切變線北部為偏北氣流,安順市受切變線南部偏南氣流影響,相對濕度在90%以上,至7日08時切變線東段南壓,西段北抬,低渦維持在川東,安順市(省)仍受西南氣流影響,相對濕度90%(圖9)以上,7日20時低渦切變東移南壓,西段切變線南壓至安順市北部、西部,安順市西北部為偏北氣流,東部、南部為偏南氣流。
850hPa 6日20時(圖10),在省北部、西部存在切變,相對濕度在90%以上,至7日08時,省東北部有低渦生成,省西部地區切變線維持,切變線北側偏北風,南側偏南風,且氣流增強,說明夜間暖濕氣流增強,水汽增加(圖10),利于強降水的形成,7日20時低渦切變線東移南壓,低渦移出貴州省,西段切變線南壓至省中部,省中北部轉為偏北風控制,中南部仍為偏南氣流控制,相對濕度仍然較大。
6日20時在云南、黔西南為熱低壓,四川一帶為高壓,省西北部有小高壓,至7日20時,云南一帶仍為熱低壓,四川高壓增強,省西北部的小高壓也增強南壓,將冷空氣引導南下,影響安順市。
6日20時,省西北地區地面即有輻合線、850hPa有切變線,至7日02時切變線、地面輻合線已南壓至安順市西部,并穩定維持至7日08時,切變線西段一直持續影響安順市關嶺縣,故此次過程中,關嶺縣區降雨量較其他縣區強,出現9各鄉鎮的大暴雨,08時后切變線及地面輻合線西段北抬,東段維持,至7日23時移出安順市,較實況移出偏晚。
從能量的時間演變(圖11)來看,安順市6日夜間cape最高值接近2000,而平壩、普定較低,不利于強降水的發生。
綜合實況分析及EC預報,500hpa高空短波槽配合中低空切變,加上地面自北向南移動的輻合線共同影響是此次安順出現強降水的原因之一;環流型式有利于強降水的發生,但探空圖及EC預報的能量條件表明,不利于強降水的發生,不利于準確的預報出安順中北部的強對流型暴雨天氣,導致在預報過程中出現了漏報。EC預報的500hPa槽線偏西,850hPa切變線及地面輻合線較實況移出安順市偏晚,垂直運動較弱,08時探空圖能量較弱,這些條件不利于強降水的發生,且各家模式降水預報的量級比實況小很多,未能將此次過程預報為暴雨天氣過程。但850hPa有切變線、10m風場存在輻合線,且6日夜間西南氣流顯著增強,相對濕度較好,這些都有利于強降水的發生。因此,即使能量條件不夠好,當850hPa有切變線、10m風場存在輻合線、水汽條件較好時仍需注意強對流天氣的發生。
參考文獻
[1]Chen George Tai-Jen,Jiang Zhihong,Wu Ming—Chin. Spring heavy rain events in Taiwan during warm episodes and t he associated large—scale conditions[J]. Mon. Wea. Rev,2003,131(7):1173-1188.
[2]祁海霞,辜旭贊,白永清,等.2013年湖北一次大暴雨β中尺度分析和模擬診斷[J].氣象,2017,43(03):268-277.
[3]鄧承之,何躍,龐玥,等.2014年一次渝東北大暴雨天氣成因診斷分析[J].氣象科技,2016,44(02):290-296.
[4]張麗亞,周偉東,吳澗.1980—2013年華東小雨減少及其主要影響因子分析[J].大氣科學,2019,43(05):1005-1018.
[5]丁一匯.暴雨和中尺度氣象學問題[J].氣象學報,1994(03):274-284.
(責編:張宏民)