关键词连续性暴雨;物理量;诊断;2010年6月17—20日;江西上饶
中图分类号p458.121.1文献标识码a文章编号 1007-5739(2010)22-0313-02
暴雨是上饶市重要的灾害性天气,也是预报的难点。从暴雨过程的水汽、热力、动力等条件入手[1],对上饶市2010年6月17—20日一次连续性暴雨过程的物理量场进行比较详细的诊断分析,以为当地气象研究工作提供可靠的参考。
1暴雨概况
此次连续性暴雨过程中,降水具有非常明显的时空分布特征。在时间分布上,降水主要集中于6月18、19日,这2天5个站每天都出现了大暴雨,而17、20日县站没有出现大暴雨,这说明虽然17日出现了暴雨,但天气系统和水汽供应一直在加强发展,到20日才开始逐渐减弱,到21日降水迅速减弱,全市平均降水不到10 mm。整个过程中的夜间降水量多于白天。另外,从中尺度区域站点的降水资料可以看出,17、18日没有超过100个乡镇点达到暴雨,而19日有111个站点达到暴雨,到20日则有130个站点达到暴雨,这说明暴雨落区的面积随着时间的推移不断扩大。
此次暴雨的空间分布特征更明显。浙赣铁路线以南的县市降水量明显多于北部的县市,南部县市除了位置相对偏北的玉山降水量相对较小一些,其他站点几乎都出现暴雨,还有大部分县市出现大暴雨。而北部却没有一个站点达到暴雨,婺源等地降水量为0 mm,还有2个站点降水量只有1 mm。中尺度区域站点的降水量分布也是呈现南多北少的趋势,北部县市除了靠近浙赣铁路线附近有些区域站点出现暴雨外,其他地方没有1个乡镇点出现暴雨。整个过程都呈现南多北少、界线分明的降水空间分布特征。
2高空环流特征
在500 hpa高空图上,16日20:00我国华北上空一直维持1个稳定的低涡,此华北低涡在整个暴雨过程中缓慢东移,直到19日20:00才开始逐渐东移入海。而在华北低涡底部的北纬30°附近,多短波槽东移。西太平洋副高整体稳定少动,时有略微减弱东退。因此,稳定少动的华北低涡和副热带高压是影响此次连续性暴雨过程的2个主要大尺度环流系统。
在这次连续性暴雨过程中,无论是700 hpa中层还是850 hpa低层,江南北部上空都有一个切变维持,上饶市主要受副高西北边缘的西南气流和切变的共同影响。另外,在这次连续性暴雨过程中,850 hpa低层一直都有较强的西南急流维持。
3物理量诊断分析
3.1水汽通量散度分析
水汽通量散度与暴雨等天气现象有密切关系,尤其是大气低层水汽通量的辐合是形成暴雨和对流活动的重要条件之一[2-3]。分析其高度场图,台湾到赣西北有1个水汽通量辐合带,强中心的最大水汽通量散度为-28 g/(s·cm2·hpa),上饶市处于负的强水汽通量散度中心带附近,市南部县市水汽通量散度达到-16 g/(s·cm2·hpa)以上。从实况图上还发现,16日20:00上饶市上空处于负的水汽通量散度区内,而且辐合力量相对较强,说明从16日20:00开始就有大量的水汽在江南南部和华南北部上空汇集。到16日20:00上饶市所处的水汽通量散度强度减弱,西部县市水汽通量散度在 -4 g/(s·cm2·hpa)以下,东部县市也只有-8～-4 g/(s·cm2·hpa),水汽汇集呈减弱趋势。而到18日8:00负的水汽通量散度区域扩大,上饶市还处于水汽通量辐合区,但辐合力量仍然不强,最强的西部县市也只有-10～-8 g/(s·cm2·hpa)左右,18日20:00上饶市上空转变成正的水汽通量散度,水汽通量散度的强度在8 g/(s·cm2·hpa)以内。19日8:00的水汽通量散度图上,在闽、浙、赣3省交界处有1个负的强水汽通量散度中心,中心强度达到-32 g/(s·cm2·hpa)以上,上饶市南部县市处于强中心区域内,其他县市也都在-16 g/(s·cm2·hpa)以上的水汽通量辐合区内。20:00浙江上空为正的水汽通量散度中心区,湖南境内为负的水汽通量散度中心区,上饶市东部县市处于正的区域内,而西部县市则处于负的区域内。20日8:00负的水汽通量散度区向东部延伸,全市处于负的水汽通量散度区域内,但强度在-4 g/(s·cm2·hpa)以内。20日20:00上饶市转处于正的水汽通量散度区内。
3.2比湿场分析
比湿的大小可以反映大气中水汽的含量[4]。从这次连续性暴雨过程中的850 hpa比湿实况图发现,西南气流中的水汽含量均在14 g/kg以上,特别是17日20:00至19日20:00,华南西部上空还有16 g/kg以上的大值区,而且范围较广。整个过程中上饶市一直处于比湿在14 g/kg以上的区域。这说明为这次连续性暴雨过程提供大量水汽的西南急流中水汽含量特别高,非常有利于暴雨和大暴雨降水的形成。
3.3θse场分析
θse场是能够较好反映大气稳定性的热力因子,特别是高能舌的走向和位置以及θse场锋区,常常与暴雨和强对流的落区非常吻合[5-6]。这次连续性暴雨过程中,850 hpa低层没有典型的高能舌,也没有明显的能量锋区影响上饶市,作为暴雨中心的上饶市南部、抚州市、鹰潭市上空都没有明显的能量锋区。说明在整个暴雨过程中,850 hpa低层不存在明显的热力不稳定因素,这在汛期暴雨过程中不多见。
在700 hpa中层则存在高能舌和能量锋区,17日8:00上饶市以南有一东北至西南向的高能舌,中心强度为76 ℃以上,西北面为一能量锋区,上饶市处于高能舌左前方的能量锋区中,20:00锋区内等值线略有加密,高值中心区的位置变化不大,但轴线由东北—西南向演变为东西向,上饶市仍处于高能中心区附近的能量锋区中,强度在68～76 ℃之间。18日8:00高值中心移入西太平洋上空,但锋区稳定少动,上饶市北部处于锋区中,而南部县市则处于锋前。20:00锋区东段开始南压至福建中北部,江南南部至华南北部有一东西向高能舌形成,高能舌伸至赣中上空,上饶处于高能舌左前方西北至东南向的锋区中,强度在62～68 ℃之间。19日8:00可明显地看到上饶市处于高能舌前沿的锋区中,高能舌前端范围缩小,锋区中等值线曾密,此形势非常有利于对流行天气的爆发。19日20:00至20日8:00高能舌继续向东延伸形成一带状高值区,锋区有所北抬,等值线也开始变稀,上饶市转处于锋区南部的高值区内,强度在68～72 ℃之间。500 hpa高空虽然没有明显的高能舌,但整个过程中有一东西向锋区在北纬30°附近南北摆动,锋区等值线密度较700 hpa中层小一些。说明这次连续性暴雨过程中,不稳定能量主要集中在中高层。
散度描述的是单位体积内大气的变率,散度的大小直接反映了大气的辐合上升或辐散下沉的强度。此次暴雨过程中,850 hpa中层从6月16日20:00到20日20:00,除了18日20:00上饶市处于正值区外,其他时间均处于负值区内,也就是说整个降雨过程中上饶市几乎都处于辐合上升区域内。从17日8:00散度场上可以看到,上饶市处于负散度高值中心附近,南部县市的散度值达到-12 s-1,北部也在 -6 s-1以上,到20:00辐合中心虽然移入洋面,但上饶仍处于负散度区内,强度在-6～0 s-1之间。18日8:00负的散度增强,即辐合力量增强,强度在-6～-4 s-1之间。到20:00上饶市上空变成正的散度区,即辐散区,强度在2～8 s-1之间。但从19日8:00散度场上可以看到,负的散度场迅速增强,中心强度高达-24 s-1,上饶市南部县市处于负的辐散中心附近,辐合上升的强度特别大,到20:00强度虽然减弱,但仍然较强,上饶西南部的县市达到了-16～-14 s-1以上,到20日8:00继续减弱,但仍为辐合区。
4结语
(1)稳定少动的华北冷涡及西太平洋副高北缘时有进退,是影响这次连续性暴雨和大暴雨过程的2个大尺度环流系统。
(2)这次暴雨过程的水汽、动力都十分符合典型的暴雨形成条件,而且大部分物理量场的中心和锋区位置,以及轴线位置都有利于上饶市出现暴雨天气,但是此次整个过程的850 hpa中低层不存在明显的热力不稳定因素,而700 hpa中层相对比较明显,是这次暴雨过程的一个重要特点。整理
5参考文献
[1] 寿绍文,刘兴中,王善华,等.天气学分析基本方法[m].北京:气象出版社,1993.
[2] 陆汉城.中尺度天气原理和预报[m].北京:气象出版社,2004.
[3] 丁一汇.现代天气学中的诊断分析方法[m].北京:气象出版社,1984:204.
[4] 朱乾根,林锦瑞,寿绍文.天气学原理和方法[m].北京:气象出版社,2000.
[5] 李雪巍,陆海席,李俊有.一次暴雨天气过程的多普勒雷达资料分析[j].内蒙古农业科技,2008(6):73-74.
[6] 童哲堂,胡昌琼,汪高明,等.2008年盛夏湖北一次连续性暴雨天气过程分析[j].暴雨灾害,2010,29(2):186-192.
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