范志宣



摘要 利用常規天氣圖、物理量場、雷達回波等資料對2019年4月8—9日運城局地暴雨天氣過程進行分析,并針對前期氣候特點和此次降水特點對農業生產影響進行分析。結果表明:500 hPa高空槽過境是造成此次暴雨的主導環流背景,切變線和低空急流是主要影響系統。高空輻散、低空輻合的垂直結構,上升運動明顯,此次暴雨主要由短時強降水造成。同時,此次暴雨是2019年開春第一場好雨,對解除前期運城市旱情極為有利。
關鍵詞 切變線;低空急流;雷達回波;農業生產
中圖分類號:S422 文獻標識碼:A 文章編號:2095-3305(2020)04-0-02
DOI:10.19383/j.cnki.nyzhyj.2020.04.020
運城市位于山西省南端,與陜西、河南兩省隔黃河而相望,全年受季風活動影響,屬于溫帶大陸性季風氣候,冬季寒冷干燥,夏季高溫多雨,年降水量在450~620 mm之間。運城市是農業大市,主要種植小麥、玉米等。2019年2月至4月上旬前期,運城市持續干旱少雨,導致大部分地區出現明顯農業干旱,土壤墑情極差。
1 前期降水情況及旱情分析
2019年2—3月運城市降水量持續偏少,2—3月全市平均降水量7.1 mm,比歷年平均值(27.3 mm)偏少20.2 mm,各縣市偏少60%~80%。2019年3月份運城市冬小麥經歷起身到拔節期,3月22日、28日和30日臨猗、芮城和鹽湖區冬小麥分別進入拔節期,分別提前了6 d、4 d和2 d,整個3月份溫度明顯偏高、無有效降水,表層土壤缺墑嚴重,不利于冬小麥幼穗分化和拔節生長。3月份運城市春耕春播已開始,此時正是需要有效降水的關鍵時期,而3月份全市無有效降水,平均降水量僅2.8 mm,使得春耕春播工作難以順利進行。
2 降水概況及其對農業生產影響
2019年4月8—9日運城市出現小到中雨,局地大到暴雨天氣,降水主要集中在8日夜間至9日上午,過程平均降水量為16.8 mm,各地雨量介于2.8~55.3 mm之間,芮城最小為2.8 mm,鹽湖區最大為55.3 mm。
鄉鎮區域氣象站資料顯示:全市有161個區域站出現降水,其中3站出現暴雨,22站出現大雨,降水量最大的為夏縣的禹王村(65.4 mm)、尉郭鄉(56.2 mm)以及鹽湖氣象站(55.3 mm)。
降水特點:(1)空間分布不均,暴雨落區集中在運城中部。(2)小時雨強大,區域站小時雨強≥20 mm 共有5站,最大雨強31.2 mm/h,出現在夏縣禹王鄉禹王村。8日23∶00至9日00∶00鹽湖區氣象站小時雨強達19.5 mm/h,8日22∶00至9日01∶00,3 h累積降水量49.4 mm,造成運城部分地區出現城市內澇。
此次降水過程,平均降水量16.8 mm,增加了土壤墑情,對小麥生長、蘋果等果樹發芽開花有重要意義。尤其是中、東部出現大到暴雨,緩解了旱情,對冬小麥生長發育和春耕春播工作順利開展十分有利;但西、北部降水量較小,旱情依然比較嚴重。
3 暴雨的天氣尺度特征
從500 hPa形勢場上看出,降水發生前期,新疆北部存在一個冷渦,河套地區和西南地區存在高空槽,隨著位于河套地區的高空槽東移,8日夜間經過運城市上空,造成運城市此次降水。9日08∶00運城市受西北氣流控制,降水趨于結束(圖1)。
4月8日20∶00,隨著冷空氣南下,500 hPa高空槽位于運城市西部,700 hPa上存在明顯切變線,運城市上空存在低空急流,最大風速達18 m/s,為降水提供充足水汽條件;850 hPa上運城市受偏東氣流控制、925 hPa上在運城市上空有一支≥10 m/s的超低空急流,受其影響,運城市東南部地區出現短時強降水(圖2)。受以上系統共同影響,運城市部分地區在8日夜間至9日白天全市出現小到中雨,局部出現大到暴雨天氣[1]。
4 物理量場
一般降水形成條件有三個:水汽條件、垂直運動和云滴增長條件。形成暴雨還需滿足更多條件:水汽供應、強烈上升運動和較長持續時間。此次運城地區出現暴雨與上述條件的密切配合分不開。
4.1 水汽條件
充足水汽和源源不斷的水汽輸送是產生暴雨的必要條件之一,大氣中水汽含量越高,越有利于形成暴雨。從4月8日20∶00,運城市南部為強烈西南風,將水汽源源不斷輸送到運城上空,運城上空700 hPa比濕在6 g/kg以上,850 hPa比濕在8 g/kg以上,濕層深厚[2]。
4.2 散度
水汽輸送主要集中在對流層中下層,8日20∶00運城上空850 hPa以上散度為負值,說明上空存在明顯輻合,500 hPa散度為正值,說明上層輻散,下層輻合,利于降水(圖3)。
4.3 垂直速度
強降水產生,需要有強烈上升氣流,將水汽向上輸送,才能產生水汽凝結,形成降水。8日20∶00運城上空垂直速度有大的負值中心,中心值位于500 hPa附近,達到-2 110-2 hPa/s,運城上空整層都有上升運動,上升運動明顯,利于降水形成。
5 多普勒雷達特征
4月8日21∶30,運城市開始出現降水回波,30 dBZ以上的回波較分散,主要位于中部和東北部,回波帶逐漸加強東移。8日22∶00~9日01∶00運城市鹽湖區至垣曲一線始終維持較強回波,回波密實,范圍也逐漸擴大,為典型層狀云降水回波,并嵌有較強回波單體造成鹽湖區、夏縣、垣曲等地區出現短時強降水,最強回波達50 dBZ以上。9日02∶00之后,強降水回波逐漸移出運城市。
6 結論
500 hPa高空槽過境是造成此次暴雨的主導環流背景,低空切變線和低空急流是主影響系統。高空輻散、低空輻合的垂直結構,上升運動明顯,此次暴雨主要由短時強降水造成。
此次降水過程是運城市開春第一場好雨,增加土壤墑情,緩解前期旱情,對冬小麥等生長發育和春耕春播工作的順利開展十分有利[3]。
參考文獻
[1] 趙桂香,程麟生,常素萍.山西中部一次罕見暴雨的中尺度特征分析[J].氣象科技,2007(4):519-523.
[2] 楊曉霞,萬豐,劉還珠,等.山東省春秋季暴雨天氣的環流特征和形成機制初探[J].應用氣象學報,2006(2):183-191.
[3] 廖燕珍,何秀戀,莊毅斌.漳州市2018年8月28-31日持續性暴雨過程分析及其對農業生產的影響[J].福建熱作科技,2019,44(1):64-67.
責任編輯:黃艷飛